《列车运行计算与设计》课程教学大纲.doc

列车运行计算与设计课程教学大纲执 笔 者：刘海东，陈绍宽，毛保华 编写日期：2009年5月 一、课程基本信息1、课程编号：50L291Q2、课程名称（中文）：列车运行计算与设计课程名称（英文）：Train Performance Calculation and Design3、课程层次/性质：专业特色/非专业主干课4、学时/学分： 32/25、先修课程：交通运输设备6、适用专业：交通运输类二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程授课对象为交通运输大类专业本科生，是大类专业重要的专业特色课程。通过本课程的学习，应使学生掌握铁路列车运行过程中牵引及制动计算的基础知识，包括机车牵引力、线路阻力、车辆阻力与制动力等各种力学方程的原理及相关参数，掌握列车运动方程建立原理、单列车及多列车的运行过程计算、城市间铁路、高速铁路及城市铁路的运行计算过程、列车运行模拟等基本知识，使学生在列车运行计算方面具有较好的背景知识和技能。三、课程教学内容和要求（一）理论教学内容及要求绪论（2学时）需要掌握的知识点：列车运动力学的基本原理，列车运行的影响要素，列车运行计算在铁路运输组织及规划设计中的应用。一般介绍的内容：列车运动力学的基本原理，列车运行过程中机车牵引与信号控制对列车运行的影响，列车运行的基本要素。重点讲述的内容：列车运行计算在铁路运输组织及规划设计中的应用。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学2学时，自学1学时。作业为复习思考题，结合课堂教学，要求学生查找相应的资料，深入了解列车运动力学的基本原理，及列车运行计算在铁路运输组织及规划设计中的应用。第一章 列车牵引力计算（3学时）需要掌握的知识点：机车牵引力概念，机车牵引力形成及影响因素，轮轨摩擦及粘着的关系，机车牵引特性及其取值计算方法。一般介绍的内容：机车牵引力概念、机车类型划分，机车牵引力形成及影响因素。重点讲述的内容：轮轨摩擦及粘着的关系，机车牵引特性及其计算方法；分析各种不同环境条件下机车牵引力变化的趋势及效果的方法；结合国内外典型机车的实际参数进行实例分析。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学3学时，自学2学时。作业为复习思考题及牵引力取值计算题，结合课堂教学，要求学生掌握内燃机车及电力机车的取值标准及计算方法。第二章 列车运行阻力（3学时）需要掌握的知识点：列车阻力的分类及组成，基本阻力及附加阻力形成的原理，列车阻力计算模型及计算方法。一般介绍的内容：列车运行过程中的基本阻力的内涵及其分类，附加阻力形成的原理。重点讲述的内容：列车阻力计算模型及具体的计算方法，不同条件下线路阻力、机车车辆阻力的计算方法，并结合具体条件进行实例计算。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学3学时，自学2学时。作业为复习思考题及阻力计算题，结合课堂教学，要求学生掌握列车基本阻力、附加阻力及总阻力的计算方法。第三章 列车制动力计算（5学时）需要掌握的知识点：列车制动力的分类及形成原理，闸瓦制动力的计算方法、动力制动力的特性及取值方法。一般介绍的内容：列车制动力形成的基本原理；制动力的分类方法及其计算要点。重点讲述的内容：闸瓦制动原理及制动力的计算方法、动力制动原理及取值计算方法，并结合参数与实例进行演算分析。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学5学时，自学3学时。作业为复习思考题及制动力计算题，结合课堂教学，要求学生掌握列车制动力及单位制动力的三种计算方法。第四章 合力曲线、运动方程及时分解算（6学时）需要掌握的知识点：列车在不同工况下合力的取值及计算方法，列车运动方程的推导过程及关系式，速度-时分曲线、速度-距离曲线的计算及绘制方法。一般介绍的内容：影响列车运行过程的因素，合力的计算原理，列车运动方程的推导过程及关系式。重点讲述的内容：列车在不同工况下合力的取值及计算方法，列车速度-时分曲线、速度-距离曲线的计算及绘制方法，结合实例介绍计算过程。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学6学时，自学3学时。作业为复习思考题及求解速度/时间的计算题，结合课堂教学，要求学生掌握合力曲线的绘制及列车运行速度时间值的计算方法。第五章 列车制动问题解算（3学时）需要掌握的知识点：列车制动距离、紧急制动限速和列车换算制动率的计算方法。一般介绍的内容：列车制动能力（列车换算制动率）、列车运行速度和列车制动距离这三个因素之间的相互关系。重点讲述的内容：列车制动距离、紧急制动限速和列车换算制动率的计算方法。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学3学时，自学2学时。作业为复习思考题及求解列车制动能力、列车运行限速和列车制动距离的计算题，结合课堂教学，要求学生掌握列车制动能力、列车运行限速和列车制动距离的计算方法。第六章 列车运行能耗计算及节能技术（2学时）需要掌握的知识点：机车能耗计算原理，列车运行节能原理，内燃机车油耗、电力机车耗电量的一般计算方法。一般介绍的内容：机车能耗计算原理；列车运行节能原理、相关节能研究成果及节能方法；节能研究对列车运行计算的要求。重点讲述的内容：内燃机车油耗、电力机车耗电量的一般计算方法。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学2学时，自学1学时。作业为复习思考题及求解机车能耗的计算题，结合课堂教学，要求学生掌握机车能耗的计算方法。第七章 自动闭塞区段信号机布局方法（1学时）需要掌握的知识点：固定闭塞条件下信号机布局的原理，信号机距离设置的计算方法。一般介绍的内容：固定闭塞条件下信号机布局的原理，及列车运行过程的信号机数量及位置优化方法。重点讲述的内容：信号机距离设置的计算方法。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学1学时，自学1学时。作业为复习思考题和计算题，结合课堂教学，要求学生掌握信号机距离设置的计算方法。第八章 多列车运行过程计算与分析（1学时）需要掌握的知识点：多列车运行过程的影响因素，多列车运行过程计算方法。一般介绍的内容：多列车运行过程的影响因素，列车运行最小间隔的确定方法；不同闭塞方式下的列车运行计算过程。重点讲述的内容：多列车运行过程计算方法，多列车运行案例设计及分析的一般方法。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学1学时，自学1学时。作业为复习思考题，结合课堂教学，要求学生掌握多列车运行过程计算的原则和方法。第九章 牵引质量的确定（2学时）需要掌握的知识点：牵引重量的计算及验算方法，牵引定数的确定方法。一般介绍的内容：列车牵引重量和运行速度两者之间的相互关系；牵引重量的验算方法及牵引定数的确定方法。重点讲述的内容：牵引重量的计算方法。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学2学时，自学1学时。作业为复习思考题及确定牵引重量的计算题，结合课堂教学，要求学生掌握牵引重量的计算方法。第十章 城轨与高速列车运行计算（2学时）需要掌握的知识点：高速列车及城轨列车运行计算的方法。一般介绍的内容：高速列车及城轨系统列车运行的特点。重点讲述的内容：高速列车及城轨列车运行计算的方法。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学2学时，自学1学时。作业为复习思考题，结合课堂教学，要求学生掌握高速列车及城轨列车运行计算的原则和方法。第十一章 列车运行计算软件（2学时）需要掌握的知识点：列车运行模拟系统的目标与功能设计，模拟系统在轨道交通中的应用。一般介绍的内容：列车运行模拟的发展过程；列车运行模拟系统的目标与功能设计，结合面向对象的系统设计方法介绍模拟系统总体设计过程，从工程应用角度介绍系统输入界面设计、系统输出界面设计及系统开发。重点讲述的内容：模拟系统在列车提速实验、列车节能操纵、列车时刻表模拟、线路设计中的多方案比选、设备选型等问题中的应用，并演示相关的软件。本章利用电子教案，采用以教师讲授为主、提问及讨论相结合的启发式教学为辅的教学方法。课堂教学2学时，自学1学时。作业为复习思考题，结合课堂教学，要求学生查找相应的牵引计算软件，深入了解列车运行模拟系统的目标与功能设计及其在轨道交通规划设计中的应用。（二）实践教学内容及要求实践教学1：列车速度时分曲线的绘制1、达到的目的：掌握利用图解法绘制列车速度时分曲线的方法；2、具体内容：利用实际的线路平纵断面条件按列车通过、停车绘制速度时分曲线；3、完成要求：绘制完成规定区间、列车条件的速度时分曲线。实践教学2：列车运行计算模拟实验1、达到的目的：了解计算机在列车运行模拟中的应用，理解运用计算机模拟辅助规划与设计的思路，掌握计算机模拟方法在铁路线路设计与管理中的具体应用方法；2、具体内容：利用模拟软件，分析在各种设定条件下(线路，机车车辆，牵引重量等)的列车运行效果；3、完成要求：提供模拟结果以及分析报告。（三）考试方式及要求本门课程具有较强的实践性，考核时要注重对牵引计算基本原理的掌握，考试内容包括基本概念、技术原理掌握，牵引计算规范、问题剖析等，并逐步包括创新能力评价等内容。按平时（10%）、课程设计（30%）、考试（60%）三部分考核评定最终成绩。考核内容包括：1、理论教学内容的考核要求：熟练掌握列车运行计算中涉及的各种概念、术语，熟练运用相关公式计算列车牵引力、阻力、制动力，以及对合力问题、列车制动问题进行解算等。2、实践教学内容的考核要求：掌握利用图解法绘制列车速度时分曲线的方法，掌握计算机模拟方法在铁路线路设计与管理中的具体应用方法；能够利用模拟软件，分析在各种设定条件下的列车运行效果，并可以进行相应的分析；3、补充学习内容的考核要求：按要求提供列车速度时分曲线的绘制图及相关分析报告。四、课程教学中对教师的要求在教学方法上通过融合运用课堂教学、案例分析、现场参观、课程设计以及专家讲座等多种教学方法，将科研与工程项目中的有关实践知识和能力融入到教学中，强化学生工程实践意识，充分调动学生的积极性、主动性和创造性，进一步促进学生自学能力及研究设计能力的培养，使学生能够掌握列车运行计算与设计的相关技能。在教学方式上，采取理论教学与实践教学相结合的教学方式，重视