道路CAD系列软件在道路勘测设计课程中的教学实践

　　[摘要]为在道路勘测设计课程教学中有效培养学生的实践能力，课题组提出了进行道路CAD系列软件讲授的教学思路。道路CAD系列软件的教学分为三个阶段，分别为入门阶段的道路CAD软件的认识教学和道路主要设计流程教学，加强阶段的道路几何设计所有模块的计算机辅助设计方法教学，提升阶段的虚拟现实、BIM等新技术软件教学。教学实践表明，该教学安排能循序渐进、全面培养道桥专业学生的计算机应用能力，能显著缩短道桥专业毕业生适应社会生产的时间，是道路勘测设计课程教学有效的改革方向。

　　[关键词]道路勘测设计;道路CAD;虚拟现实;BIM

　　《软件和集成电路》旨在推动计算机在我国的应用，推动我国软件产业的建立和发展，促进软件应用社会化、软件开发工程化、软件成果商品化和软件经营企业化等方面的工作更好开展。

　　道路勘测设计是道桥专业一门重要的必修课程。道路设计可分为线形设计与结构设计两部分，本课程主要讲授线形设计部分，通过该课程的教学，使学生达到掌握路线设计理论与方法的目的，能独立完成道路勘测与平面、纵断面、横断面设计工作，初步具备从事道路路线勘察设计的能力。

　　与道桥专业其他专业课程相比，道路勘测设计课程对学生的实践能力要求更高，即在掌握课程基本理论和基本方法的基础上，要求学生还应具有一定解决实际道路设计问题的能力。为在道路勘测设计课程教学中有效培养学生的动手能力，不少教育工作者在该课程的教学中进行了实践性教学的改革与探索，其主要方法集中在案例教学、课程设计、课程实习等方面。

　　笔者从2005年开始从事道路勘测设计的课程教学，在该课程多年的教学实践中，注重结合道路CAD软件的讲解和实操训练来培养学生在道路设计方面的实践能力，现就该课程的教学实践谈一谈自己的心得体会。

　　一、道路CAD技术发展概述

　　计算机技术于20世纪60年代开始应用于道路勘测设计网，起初主要辅助道路设计过程中的重复计算问题，如英国的HOPS程序系统和德国的EPOS程序系统的应用。从20世纪70年代开始，随着计算机绘图功能的开发，图形软件的逐渐完善，工程设计中大量图纸的绘制逐步由计算机完成，道路CAD系统功能不断完善，逐步走向实用阶段。到20世纪80年代，道路CAD系统发展更加成熟，并逐步走向系统化、集成化、商品化，在人机交互、可视化技术等方面有了很大的发展，具有交互能力强、运行速度快、使用灵活方便等突出优点，如德国的CARD/1、英国的MOSS和美国Intergraph公司的Inroads等系统。20世纪90年代至今的二三十年以来，计算机硬件技术与软件技术发生了质的飞跃，虚拟现实、BIM等新技术在土木行业中的深度应用使得道路CAD软件发展进入了一个全新的时代，道路设计自动化程度愈加增强，设计成果的可视化展示手段愈加丰富，专业之间协同化工作效率得到提高，道路设计软件系统功能也愈加强大。德国的CARD/1系统在三维地形处理、三维协同设计和三维可视化方面做得更加出色，日本Forum8公司推出了面向虚拟仿真的UC-win/Road系统，美国Bentley收购Intergraph后，逐渐推出了面向三维设计和BIM技术的Power InRoads系统(包括面向中国市场的Power Civil for China)，Autodesk公司则基于AutoCAD平台推出了道路BIM设计软件Civil 3D。

　　我国道路CAD研究始于20世纪70年代后期，虽起步较晚，但经过三四十年的发展，我国道路设计单位大多在不同程度上已使用了CAD技术，把道路CAD技术作为做好工程设计的重要手段。目前我国设计单位使用广泛的道路CAD系统主要有中交一公院的纬地道路辅助设计系统(HintCAD)、中交二公院的公路与互通立交集成CAD系统(JSL-Road)、东南大学的动态交互式道路及互通式立交系统(DICAD、EICAD)、西安海地公司的海地公路优化设计系统(Hard)、鸿业公司的鸿业市政道路设计软件(HY-SZDL)以及天正公司的天正市政道路软件(TDL)等。近年来，随着BIM技术应用的逐渐成熟，道路CAD软件公司也开始发布基于BIM技术的道路设计软件，如鸿业公司推出的路立得(Roadleader)软件系统。

　　二、道路勘测设计课程对学生的计算机应用能力要求

　　在道桥专业课程体系中，主要的专业课由道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程、基础工程等课程组成。其中道路勘测设计课程主要讲授道路几何线形勘测设计的基本理论和基本方法，包括道路的平面设计、纵断面设计、横断面设计、选线和定线、平面交叉和立体交叉等内容。在我国公路勘察设计生产部门的组织架构中，一般都是按路线、路基路面、桥涵、隧道、交通工程及造价等专业来进行设计人员的分工组织。在这些专业中，路线专业是工作任务最重的专业之一。路线专业的设计人员不仅要完成道路的几何线形设计，而且往往要扮演项目负责人或项目总体的角色，来统筹、协调其他专业设计人员的工作。道路勘测设计是培养路线设计人员基本理论和基本技能最主要的专业课程。

　　我国《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》规定，公路工程项目设计文件的第一篇“总体设计”、第二篇“路线”、第七篇“路线交叉”全部文件和第四篇“路基、路面”中部分文件均需要由路线专业人员来完成。道路工程项目往往时间紧任务重，传统的手工绘图方法已无法满足项目的建设进度要求，20多年前国内道路设计单位开始广泛使用道路CAD软件来辅助道路工程勘测设计。

　　为适应新技术发展对道桥专业毕业生的能力要求，实现道路勘测设计课程对路线专业人员职业技能的培养目标，在道路勘测设计课程教学中，需要学生掌握的计算机应用技能主要包括以下几个方面：

　　(1)電子地形数据的处理、建模与分析能力;

　　(2)道路平面、纵断面及横断面的设计与出图能力;

　　(3)道路交叉口平面设计、竖向设计及出图能力;

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 道路CAD系列软件在道路勘测设计课程中的教学实践

文章地址： http://www.qikanvip.com/ruanjiankaifa/50680.html