城市轨道交通信号设备（第2版）-教案全套 第0-6章 城市轨道交通及其发展-ATC系统

《城市轨道交通信号设备（第2版）》课程教案课题：序篇城市轨道交通及其发展教学目的：1．了解城市轨道交通信号系统的发展历程。2．了解城市轨道交通对其信号系统的要求。3．了解城市轨道交通信号系统的特点。4.了解ATC系统在国内外的应用情况。5.了解国内城市轨道交通信号系统的主要开发进展情况。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：掌握城市轨道交通信号系统从模拟轨道电路、数字轨道电路到无线通信（CBTC）三个发展阶段的技术特点与演进过程；教学难点：难点：区分模拟轨道电路、数字轨道电路与无线通信（CBTC）三种技术体制的本质差异与适用场景；理解无线通信的四种传输方式（无线传输、漏泄同轴电缆传输、波导管传输、感应环线方式）的工作原理与优缺点；教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授与分组讨论相结合的方式。教学媒体：采用“课堂整体讲授+技术演进图示+案例分析讨论”方式。先整体讲授，建立城市轨道交通信号系统发展脉络与技术特点的知识框架；结合国内外应用现状与国内开发进展，引导学生分析我国该信号技术从引进到自主创新的发展历程；最后分组讨论闭塞制式技术差异、无线通信传输方式适用场景、与铁路信号系统异同点，强化对其发展特点与行业现状的整体理解。板书设计：本课标题城市轨道交通及其发展课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《城市轨道交通信号设备（第2版）》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境城市轨道交通设施是现代化都市的重要基础设施，由它在城市范围内提供运送乘客的服务，具有安全、便利、迅速、舒适的特点，有助于最大限度地满足市民出行的需要。在城市的各种公共交通工具中，城市轨道交通工具具有运量大、速度快、安全可靠、污染小、受其他交通方式干扰小等特点，有利于改变城市交通状况。城市轨道交通信号系统的安全性、速度、输送能力和效率与城市轨道交通信号系统密切相关，以速度控制为基础的列车自动控制（ATC）系统已成为城市轨道交通信号系统的共同选择。城市轨道交通信号系统实际上已成为城市轨道交通调度指挥和运营管理的中枢神经，选择合适的城市轨道交通信号系统可以带来较好的经济效益和社会效益。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总一、城市轨道交通信号系统的发展历程城市轨道交通信号系统是保障行车安全、提高运输能力的关键技术装备。城市轨道交通信号系统随着微电子技术、计算机技术、通信技术的发展而不断发展。其中，ATC系统按照地面与车载设备的安全信息传输方式来分，大致经历了模拟轨道电路、数字轨道电路和无线通信3个阶段。（一）基于模拟轨道电路的ATC系统（二）基于数字轨道电路的ATC系统（三）基于无线通信的列车运行控制（CBTC）系统无线通信的传输方式有很多，但是目前国内主要采用的有以下4种。（1）无线传输方式（2）漏泄同轴电缆传输方式（3）波导管传输方式（4）感应环线方式二、城市轨道交通对其信号系统的要求城市轨道交通，尤其是地下铁道，因其固有的特点，对其信号系统提出了如下要求。（一）安全性高（二）通过能力大（三）地下弯道处显示清晰（四）抗干扰能力强（五）可靠性高（六）自动化程度高（七）限界条件苛刻三、城市轨道交通信号系统的特点城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式，但由于其自身的特点，与铁路信号系统又有一定的区别。城市轨道交通信号系统的特点如下。（一）具有完善的列车运行速度监控功能（二）数据传输速率较小（三）联锁关系较简单，但技术要求高（四）车辆段独立采用联锁设备（五）自动化水平高四、ATC系统在国内外的应用情况我国城市轨道交通的信号技术与国际先进的信号公司还有一定的差距，尤其在ATO控制方面，目前处在消化引进技术和研制测试阶段，尚不具备提供较为完整的ATC系统的能力。现阶段，国内大多数城市一般引进国外成熟的ATC系统。五、国内城市轨道交通信号系统的主要开发进展情况国内开发的城市轨道交通信号系统3种制式（固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞）都有，目前以采用CBTC系统为主。国内城市轨道交通信号系统的主要开发进展情况如下。（一）中国铁道科学研究院集团有限公司的开发进展情况（二）北京交通大学、北京市地铁运营有限公司、北京和利时系统工程股份公司的开发进展情况（三）北京全路通信信号研究设计院有限公司的开发进展情况1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习城市轨道交通及其发展的基本内容。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：序篇主要介绍了城市轨道交通信号系统的发展历程，系统阐述了ATC系统从模拟轨道电路、数字轨道电路到无线通信（CBTC）三个发展阶段的技术特点与演进脉络，重点分析了无线通信的四种主要传输方式（无线传输、漏泄同轴电缆传输、波导管传输、感应环线方式）；在此基础上，进一步归纳了城市轨道交通对其信号系统的安全性、通过能力、抗干扰能力、可靠性、自动化程度等方面的要求，并总结了城市轨道交通信号系统在速度监控、联锁关系、车辆段设备、自动化水平等方面的特点；最后，介绍了ATC系统在国内外的应用情况以及国内主要机构在信号系统开发方面的进展。通过序篇内容的学习，读者可以了解城市轨道交通信号系统的技术发展脉络与行业现状，为后续各项目信号设备的学习奠定基础。《城市轨道交通信号设备（第2版）》课程教案课题：项目一继电器教学目的：1．了解继电器的结构和各部分的名称。2．了解继电器的原理。3．了解继电器的使用场所。4.了解继电器的定位状态。5.了解继电器的基本电路。课型：新授课课时：本章安排6个课时。教学重点：重点：掌握继电器的基本工作原理、分类方法及安全型继电器的结构特点；理解继电器在铁路信号系统中的表示、驱动与逻辑三大功能。教学难点：难点：区分不同类型继电器的动作特性与适用场景；理解继电电路的分析方法（动作程序法、时间图解法、接通径路法）及其在实际电路中的应用。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授与分组讨论相结合的方式。教学媒体：采用“课堂整体讲授+实物展示+案例分析讨论”的方式进行。通过整体讲授建立继电器原理与分类的知识框架；借助继电器实物或结构图展示，帮助学生直观理解衔铁、接点等部件的工作过程；结合沪杭线列车脱轨事故等典型案例，引导学生分析继电器在信号系统中的关键作用；通过分组讨论安全型继电器的选型与应用，强化对电路分析与实际运用的理解。板书设计：本课标题继电器课次3授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排6学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《城市轨道交通信号设备（第2版）》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境城市轨道交通信号基础设备包括继电器、信号机、转辙机和计轴器等。继电器是城市轨道交通信号继电式控制系统的关键部件，也是城市轨道交通电子式控制系统的主要接口部件。安全型继电器是我国继电器的主要定型产品，如DC24V系列的重弹力式直流电磁继电器。我国的6502电气集中联锁系统俗称6502继电联锁系统，其逻辑关系全部靠继电电路实现。其后，计算机联锁系统得到迅速发展，其联锁关系全部靠计算机软件实现，其控制输出则还是以继电器为接口，以便实现对道岔、信号机等的控制。无论城市轨道交通的正线联锁系统，还是车辆段/停车场的联锁系统，基本上都以继电器为接口，以便接通控制电路，实现对外部设备的控制。所以，信号技术人员必须掌握继电器的原理及其应用技术。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总任务一认识继电器一、继电器的原理继电器是一种电磁开关，是实现自动控制和远程控制的重要设备。随着衔铁的动作，动接点与静接点接通或断开，从而实现对其他设备的控制。二、继电器的作用在目前的铁路信号设备中，继电器的作用主要体现在以下几方面。（一）表示功能（二）驱动功能（三）逻辑功能三、城市轨道交通信号设备对继电器的要求（1）动作必须可靠、准确。（2）使用寿命长。（3）有足够的闭合和断开电路的能力。（4）有稳定的电气特性和时间特性。（5）在周围介质温度和湿度变化很大的情况下，均能保持很高的电气绝缘强度。四、继电器的分类继电器类型繁多，按不同方式分类如下。（1）继电器按动作原理分类，可分为电磁继电器和感应式继电器。（2）继电器按工作电流分类，可分为直流继电器和交流继电器。（3）继电器按输入量的物理性质分类，可分为电流继电器和电压继电器。（4）继电器按动作速度分类，可分为正常动作继电器和缓动继电器。（5）继电器按接点结构分类，可分为普通接点继电器和加强接点继电器。（6）继电器按工作可靠程度分类，可分为安全型继电器和非安全型继电器。五、安全型继电器（一）直流无极继电器1．结构2．原理（二）整流式继电器（三）交流二元继电器相关案例【案例1】铁路中安全型继电器的型号介绍【案例2】沪杭线列车脱轨事故知识拓展XDB-Ⅱ型信号点灯灯丝断丝报警装置任务二继电器应用一、继电器的定位状态继电器有两种状态，即吸起状态和落下状态。在电路图中，只能表达这两种状态中的一种，继电器呈现的状态被称为通常状态（简称常态）或定位状态。在铁路信号系统中，应遵循以下原则来规定定位状态。二、继电器的线圈及接点标记三、继电器的基本电路（一）串联电路（二）并联电路（三）串并联电路（四）自闭电路（五）继电器的电气特性（六）继电电路的分析方法1．动作程序法2．时间图解法3．接通径路法相关案例【案例1】JWXC-1700型继电器【案例2】安全型继电器电磁系统检修知识拓展对安全型继电器接点的要求任务三继电器操作运用实例——认识和使用继电器1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习继电器的基本内容。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本项目主要介绍了继电器的原理、作用、分类及在铁路信号系统中的具体要求，重点阐述了安全型继电器的结构、类型及其典型应用；围绕继电器的定位状态、线圈与接点标记、基本电路形式及分析方法，系统梳理了继电器在实际电路中的应用要点；并结合相关案例与知识拓展，进一步加深了对继电器选型、使用与维护的理解。通过本项目内容的学习，读者可以掌握继电器的基本知识与工程应用基础，为后续城市轨道交通信号设备的学习与实践奠定扎实基础。《城市轨道交通信号设备（第2版）》课程教案课题：项目二信号与信号机教学目的：1.了解信号的类型。2.了解信号显示。3.了解信号机的设置。4.了解信号机的分类。5.了解铁路色灯信号机的灯光配列。6.了解色灯信号机的结构。课型：新授课课时：本章安排6个课时。教学重点：重点：掌握信号的基本分类方法与各类信号机的设置原则；理解进站信号机、出站信号机、通过信号机等主要色灯信号机的作用、位置、命名及灯光配列规则。教学难点：难点：区分不同信号机（如进站信号机、出站信号机、预告信号机、复示信号机等）的显示意义与定位规定；理解信号显示距离要求与信号机定位显示在实际行车安全中的综合应用。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授与分组讨论相结合的方式。教学媒体：采用“课堂整体讲授+实物图示展示+案例分析讨论”的方式进行。通过整体讲授建立信号分类与信号机设置的知识框架；借助信号机实物图、灯光配列示意图及线路布局图，帮助学生直观理解各类信号机的位置关系与显示含义；结合臂板信号机简介、信号机灯丝故障案例等，引导学生分析信号显示异常对行车安全的影响；通过分组讨论正线信号机与车场信号机的设置差异、定位显示规定的实际应用，强化对信号系统功能与操作规范的理解。板书设计：本课标题信号与信号机课次3授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排6学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《城市轨道交通信号设备（第2版）》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境城市轨道交通信号设备是城市轨道交通信号设备、联锁设备、闭塞设备等的总称。它的主要作用是保证列车运行和调车工作的安全和提高铁路通过能力。城市轨道交通信号用于向有关行车和调度的人员发出的指示和命令。联锁设备用于保证站内行车和调车工作的安全，以及提高车站的通过能力。闭塞设备用于保证列车在区间内的安全运行，以及提高区间的通过能力。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总任务一认识信号一、信号的类型（1）信号按照视听效果分类，分为视觉信号和听觉信号。（2）信号按照本身具有的特征分类，分为移动信号、固定信号和手信号。（3）信号按照车地位置分类，分为地面信号和车载信号。二、信号显示（一）禁止信号和允许信号（二）信号机的图形符号（三）信号显示的基本要求1．信号机定位显示2．信号机关闭时机3．视作停车信号4．区分运行方向（四）信号显示举例1．正线地面信号机显示的意义2．车场信号机显示的意义3．手信号显示的意义相关案例【案例1】臂板信号机简介【案例2】响墩及火炬信号知识拓展信号颜色的选择任务二认识信号机一、信号机的作用（一）提高通过能力和运输效率（二）保证列车运行和调车工作的安全二、信号机的设置和分类（一）信号机设置的一般原则1．地面信号机的设置2．信号机类型的选择3．对信号机的限界要求（二）信号机的编号（三）正线上的信号机设置1．防护信号机2．阻挡信号机3．区间信号机4．进站信号机、出站信号机5．列车发车计时器（TDT，倒计时发车牌）（四）车辆段/停车场的信号机设置1．进段/进场信号机的设置2．出段/出场信号机的设置3．调车信号机的设置三、铁路色灯信号机（一）色灯信号机定位和关闭时机的规定（二）进站信号机1．作用2．位置3．命名4．灯光配列（三）出站信号机1．作用2．位置3．命名4．灯光配列（四）通过信号机（自动闭塞区段通过信号机）1．作用2．位置3．命名4．灯光配列（三显示自动闭塞区段）（五）预告信号机1．作用2．命名（六）接近信号机1．作用2．命名（七）复示信号机1．作用2．命名（八）遮断信号机1．作用2．命名四、信号显示距离五、固定信号机的定位显示信号机有开放和关闭两种状态，其经常保持的显示状态为定位显示。六、透镜式色灯信号机和LED色灯信号机（一）透镜式色灯信号机（二）LED色灯信号机相关案例【案例1】铁路四显示自动闭塞区段进站色灯信号机【案例2】XDZ-B型多功能信号点灯装置知识拓展信号机灯丝故障案例任务三信号机操作运用实例——认识和使用信号机1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习信号与信号机的基本内容。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本项目主要介绍了信号的基本分类与显示要求，系统阐述了信号机的设置原则、分类方法及各类信号机的作用、位置、命名与灯光配列；重点分析了铁路色灯信号机（包括进站信号机、出站信号机、通过信号机、预告信号机、接近信号机、复示信号机、遮断信号机等）的定位显示规定与显示距离要求，并结合透镜式与LED色灯信号机的特点，对信号机的实际应用进行了说明。通过本项目内容的学习，读者可以掌握信号与信号机的基本知识，理解信号系统在城市轨道交通及铁路信号中的重要作用，为后续信号设备操作与维护技能的学习奠定基础。《城市轨道交通信号设备（第2版）》课程教案课题：项目三道岔与转辙机教学目的：1.了解道岔的结构。2.了解道岔的分类。3.了解转辙机的结构。课型：新授课课时：本章安排4个课时。教学重点：重点：掌握道岔的基本结构、辙叉号数、编号方法及分类方式；理解转辙机的作用、基本要求及分类方法；熟悉ZD6-A型电动转辙机和S700K型电动转辙机的结构特点与工作原理。教学难点：难点：区分内锁闭转辙机与外锁闭转辙机的锁闭方式与适用场景；理解转辙机操纵与锁闭的协同工作原理；掌握手摇道岔的操作方法及其在应急情况下的应用。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授与分组讨论相结合的方式。教学媒体：采用“课堂整体讲授+实物图示展示+案例分析讨论”的方式进行。通过整体讲授建立道岔结构与转辙机分类的知识框架；借助道岔结构图、转辙机实物图及外锁闭装置示意图，帮助学生直观理解各部件的功能与配合关系；结合道岔定位案例、ZD（J）9系列电动转辙机介绍等内容，引导学生分析转辙机在道岔转换与锁闭中的关键作用；通过分组讨论内锁闭与外锁闭转辙机的结构差异、手摇道岔的操作步骤与安全注意事项，强化对道岔与转辙机实际应用与应急处理能力的理解。板书设计：本课标题道岔与转辙机课次2授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排4学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《城市轨道交通信号设备（第2版）》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境道岔是列车从一个股道转向另一个股道的转辙设备，是轨道线路中最关键的特殊设备，也是城市轨道交通信号系统的主要控制对象之一。转辙机是道岔控制系统的执行机构，用于道岔的转换与锁闭，是道岔动作的动力部分，它通过杆件作直线运动，使道岔尖轨位移来改变道岔的位置，并给出道岔状态的表示。转辙机是重要的信号基础设备，是直接关系行车安全的关键设备。它对于保证行车安全，提高运输效率，以及降低行车人员的劳动强度，起着非常重要的作用。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总任务一认识道岔与转辙机一、道岔（一）道岔的结构（二）辙叉号数（三）道岔的位置和状态（四）道岔的编号（五）道岔的分类二、转辙机（一）转辙机的作用（二）对转辙机的基本要求（三）转辙机的分类（1）转辙机按传动方式分类，可分为电动转辙机和电液转辙机。（2）转辙机按供电电源种类分类，可分为直流转辙机和交流转辙机。（3）转辙机按锁闭道岔的方式分类，可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机。（四）转辙机的操纵和锁闭1．转辙机的操纵2．转辙机的锁闭（五）转辙机的设置三、几种典型的转辙机（一）ZD6-A型电动转辙机1．结构2．工作原理（二）S700K型电动转辙机1．结构2．外锁闭装置四、手摇道岔的方法相关案例【案例1】道岔的定位【案例2】ZD（J）9系列电动转辙机知识拓展道岔控制电路任务二道岔与转辙机操作运用实例——认识和使用道岔与转辙机1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习道岔与转辙机的基本内容。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本项目主要介绍了道岔的结构组成、辙叉号数、位置状态、编号方法及分类方式，系统阐述了转辙机的作用、基本要求、分类方法及操纵与锁闭原理；重点分析了ZD6-A型电动转辙机和S700K型电动转辙机的结构特点与工作原理，并结合外锁闭装置、手摇道岔方法等内容，对道岔与转辙机的实际应用进行了说明。通过本项目内容的学习，读者可以掌握道岔与转辙机的基础知识，理解其在铁路信号系统中实现线路转换与安全锁闭的关键作用，为后续道岔控制电路学习及现场操作技能的培养奠定基础。《城市轨道交通信号设备（第2版）》课程教案课题：项目四轨道电路、计轴器与应答器教学目的：1.了解轨道电路的工作原理。2.了解道岔区段轨道电路的原理。3.了解轨道电路的作用。4.了解计轴器的工作原理。5.了解计轴器的实际应用。6.了解应答器的工作原理。7.了解应答器的实际应用。课型：新授课课时：本章安排6个课时。教学重点：重点：掌握轨道电路的构成、工作原理及三种工作状态（调整状态、分路状态、断轨状态）；理解道岔区段轨道电路的特点与一送二受工作原理；掌握计轴器的工作原理与系统组成；理解应答器的功能及其在列车运行控制中的应用。教学难点：难点：区分轨道电路三种工作状态的转换条件与故障判断方法；理解遥供无绝缘音频轨道电路室内外模块的协同工作原理；掌握计轴预复位的操作时机与方法；理解应答器在列车定位、移动授权及精确停车中的综合应用逻辑。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授与分组讨论相结合的方式。教学媒体：采用“课堂整体讲授+实物图示展示+案例分析讨论”的方式进行。通过整体讲授建立轨道电路、计轴器与应答器的知识框架；借助轨道电路结构图、道岔区段轨道电路示意图、计轴器系统组成图及应答器安装位置图，帮助学生直观理解各设备的工作原理与相互关系；结合7·23甬温线特别重大铁路交通事故案例，引导学生分析轨道电路在行车安全中的关键作用；通过分组讨论轨道电路故障分析、计轴受干扰的处理方法、应答器在列车准确停车中的实际应用，强化对三种设备综合运用与故障排查能力的理解。板书设计：本课标题轨道电路、计轴器与应答器课次3授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排6学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《城市轨道交通信号设备（第2版）》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以检测列车的位置，控制信号机的显示；利用轨道电路，还可以将地面信号传递给机车，从而控制列车的运行。计轴器是利用安装在钢轨轨腰上的轨道传感器，直接计取和检查通过列车的轴数，并通过运算比较器来判别计轴区段是否有车占用的信号基础设备。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总任务一认识轨道电路一、轨道电路概述（一）简单的正线轨道电路1．构成2．工作原理（二）轨道电路的作用（三）轨道电路的工作状态1．调整状态2．分路状态3．断轨状态（四）道岔区段轨道电路1．道岔区段轨道电路的特点2．一送二受道岔区段轨道电路的工作原理3．道岔区段轨道电路的作用二、遥供无绝缘音频轨道电路（一）遥供无绝缘音频轨道电路概述（二）室内、室外模块的组成及功能介绍1．轨旁盒（室外设备）2．STEKOP模块（室内设备）3．标准型轨道电路的组合框架4．B30（室内设备）5．B40（室内设备）6．B33（室内设备）7．B35（室内设备）8．B34或B39（室内设备）9．B36（室内设备）10．B44（室内设备）（三）遥供无绝缘音频轨道电路的技术要求相关案例【案例1】7·23甬温线特别重大铁路交通事故【案例2】天窗作业知识拓展轨道电路常见故障分析任务二认识计轴器与应答器一、计轴系统（一）计轴系统的基本概念（二）计轴器的工作原理（三）计轴系统的组成（四）计轴预复位（五）AzS（M）350M型微机计轴系统二、应答器（一）应答器的工作原理（二）应答器系统的组成（三）应答器的分类（四）应答器的功能1．列车定位的实现及误差校正2．轮径校核3．系统初始化4．移动授权5．进路信息提示6．精确停车7．其他功能相关案例【案例1】应答器的技术参数【案例2】地铁列车在车站准确停车知识拓展计轴受干扰的处理任务三轨道电路、计轴器与应答器操作运用实例——认识和使用轨道电路、计轴器与应答器1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习轨道电路、计轴器与应答器的基本内容。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本项目主要介绍了轨道电路的构成、工作原理、作用及三种工作状态（调整状态、分路状态、断轨状态），系统阐述了道岔区段轨道电路的特点与工作原理；重点分析了遥供无绝缘音频轨道电路的室内外模块组成及技术要求；在此基础上，进一步介绍了计轴系统的基本概念、工作原理、系统组成及计轴预复位方法，以及应答器的工作原理、系统组成、分类及在列车定位、轮径校核、移动授权等方面的主要功能。通过本项目内容的学习，读者可以掌握轨道电路、计轴器与应答器的基础知识，理解其在列车占用检测、行车安全防护及列车运行控制中的关键作用，为后续信号设备综合应用与故障分析技能的学习奠定基础。《城市轨道交通信号设备（第2版）》课程教案课题：项目五联锁系统教学目的：1.了解联锁关系的基本概念。2.了解列车进路及保护区段。3.了解联锁关系。4.了解6502电气集中联锁设备的分类。5.了解6502电气集中联锁设备的功能。6.了解6502电气集中联锁的特点。7.了解6502电气集中联锁的操作过程。8.了解计算机联锁的功能与特点。9.了解西门子计算机辅助信号系统（SICAS）的组成及功能。10.了解SICAS车站级LOW联锁的操作。课型：新授课课时：本章安排8个课时。教学重点：重点：掌握联锁关系的基本概念，理解进路与道岔、进路与信号机、进路与区段之间的联锁关系；熟悉6502电气集中联锁的室内外设备组成及控制台盘面布局；掌握列车进路与调车进路的办理方法、进路解锁方式及道岔的单独操纵与锁闭操作。教学难点：难点：区分6502电气集中联锁中进路的自动解锁、取消、人工解锁及区段解锁的适用条件与操作时机；理解保护区段的作用及其与进路的联锁关系；掌握计算机联锁（如SICAS系统）的操作逻辑及其与传统6502电气集中联锁的异同点。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授与分组讨论相结合的方式。教学媒体：采用“课堂整体讲授+模拟操作演示+案例分析讨论”的方式进行。通过整体讲授建立联锁关系与进路办理的知识框架；借助6502电气集中联锁控制台示意图、计算机联锁操作界面截图及模拟操作软件，帮助学生直观理解设备布局与操作流程；结合匡巷事故案例，引导学生分析联锁关系失效对行车安全的影响；通过分组讨论进路办理与解锁的实际操作步骤、计算机联锁与6502电气集中联锁的优缺点对比、挤岔工况与失表示工况的应急处理方法，强化对联锁系统综合应用与操作规范的理解。板书设计：本课标题联锁系统课次4授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排8学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《城市轨道交通信号设备（第2版）》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境计算机联锁系统是实现城市轨道交通现代化和自动化的基础设施之一，是一种高效、安全的车站联锁系统，是提高车站通过能力的基础。同时，计算机联锁系统具有故障-安全性能，与电气联锁系统相比，其在设计、施工和维护方面都更便捷，且便于改造和增加新功能，为城市轨道交通信号向智能化和网络化方向发展创造了条件。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总任务一认识联锁系统一、联锁关系的基本概念在城市轨道交通的车站或车辆段内，列车在站（段）内运行时所经过的路径被称为进路。二、列车进路及保护区段如按作业性质分，进路大体上可分为列车进路和调车进路两类。（一）列车进路1．无岔站列车进路2．进折返线进路3．出折返线进路4．人工控制进路5．通过进路6．调车进路（二）保护区段三、联锁关系（一）进路与道岔的联锁关系（二）进路与进路的联锁关系（三）进路与信号机的联锁关系（四）进路与区段的联锁关系四、排列进路联锁关系需要满足的条件相关案例【案例1】匡巷事故知识拓展铁路中行车组织及线路的名词解释任务二6502电气集中联锁一、6502电气集中联锁设备的分类（一）室内设备1．控制台2．区段人工解锁按钮盘3．继电器组合及继电器组合架4．电源屏5．分线盘（二）室外设备1．色灯信号机2．电动转辙机3．轨道电路4．电缆和电缆盒二、控制台盘面（一）与排列进路有关的按钮和表示灯等1．进路按钮2．表示灯3．光带4．信号复示器（二）与操纵道岔有关的按钮和表示灯三、控制台操作（一）基本操作原则（二）进路锁闭（三）信号的开放（四）信号的关闭（五）进路的自动解锁（六）人工办理解锁进路及解锁区段（七）道岔的锁闭（八）道岔的转换（九）信号的重复开放（十）引导接车四、列车进路的办理方法（一）接车进路的办理办法（二）发车进路的办理办法（三）变通进路的办理办法五、调车进路的办理方法（一）调车基本进路的办理办法（二）长调车进路的办理办法（三）调车变通进路的办理办法六、引导接车的办理方法（一）引导进路锁闭的办理办法（二）引导总锁闭的办理办法七、进路的解锁、取消（一）进路的自动解锁1．正常解锁2．调车中途返回解锁（二）进路的取消（三）进路的人工解锁（四）区段进路的解锁（区段解锁）八、控制台上的其他操作（一）道岔的单独操纵（二）道岔的单独锁闭（三）重复开放信号（四）取消对进路按钮的误操作（五）接通表示灯1．接通光带2．接通道岔（六）切断报警1．切断挤岔报警2．切断主灯丝断丝报警3．切断跳信号报警相关案例【案例1】6502电气集中联锁室外设备轨道电路的导通试验【案例2】铁路信号智能电源屏【案例3】对6502电源屏的介绍任务三计算机联锁一、计算机联锁的功能与特点（一）功能（二）特点二、计算机联锁操作方式1．控制台方式2．数字化仪方式3．鼠标方式三、正线SICAS（一）SICAS的组成及功能（二）SICAS车站级LOW联锁的操作1．显示器主界面及命令按钮的操作2．对信号机的控制3．对区段的控制4．对道岔区段的控制相关案例【案例1】IBP知识拓展挤岔工况与失表示工况任务四联锁系统操作运用实例——认识和使用联锁系统1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地学习联锁系统的基本内容。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：本项目主要介绍了联锁系统的基本概念，包括联锁关系、列车进路、调车进路及保护区段等内容，系统阐述了进路与道岔、进路与进路、进路与信号机、进路与区段之间的联锁关系；在此基础上，重点分析了6502电气集中联锁的室内外设备组成、控制台盘面布局、基本操作原则及各类进路的办理方法（接车进路、发车进路、调车进路、引导接车等），并详细介绍了进路的自动解锁、取消、人工解锁及区段解锁等操作方法；进一步讲解了计算机联锁的功能与特点、操作方式，并以正线SICAS系统为例，介绍了其组成、功能及车站级LOW联锁的操作方法。通过本项目内容的学习，读者可以掌握联锁系统的基础知识，理解6502电气集中联锁与计算机联锁的工作原理与操作规范，为后续联锁系统实际操作与故障处理技能的学习奠定基础。《城市轨道交通信号设备（第2版）》课程教案课题：项目六ATC系统教学目的：1.了解ATC系统的组成。2.了解ATC系统的功能。3.了解不同闭塞制式的ATC系统。4.了解ATC系统的控制模式。5.了解ATP子系统的组成。6.了解ATP子系统的功能。7.了解ATS子系统的组成。8.了解ATS子系统的功能。9.了解ATO子系统的组成。10.了解ATO子系统的功能。课型：新授课课时：本章安排10个课时。教学重点：重点：掌握ATC系统的组成、功能及三种闭塞制式（固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞）的工作原理与特点；理解ATP子系统的超速防护、停车点防护、行车间隔控制等核心安全功能；掌握ATS子系统的信号设备管理、列车描述、自动进路设置、运行图调整等运行管理功能；熟悉ATO子系统的驾驶模式（AM、SM、RM、FM）及其转换方式、自动驾驶与自动折返功能。教学难点：难点：区分固定闭塞、准移动闭塞与移动闭塞的技术特点与适用场景；理解ATP子系统在速度监督、方向监督、车门监督等方面的综合监督机制；掌握ATC系统五种控制模式（CA模式、CM模式、车站自动控制模式、车站人工控制模式）及其转换逻辑；理解ATO子系统各驾驶模式的转换条件与操作规范。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授与分组讨论相结合的方式。教学媒体：采用“课堂整体讲授+系统框图展示+案例分析讨论”的方式进行。通过整体讲授建立ATC系统整体架构与各子系统功能的知识框架；借助ATC系统功能框图、闭塞制式对比图、ATP监督功能示意图、ATS设备组成图及ATO驾驶模式转换流程图，帮助学生直观理解系统结构与工作逻辑；结合双机加电信号错误显示、波导管技术应用、地铁列车追尾事故、计轴复位清除红色光带等案例，引导学生分析ATC系统在实际运行中的关键作用与故障处理方法；通过分组讨论移动闭塞与固定闭塞的优缺点对比、驾驶模式转换的实际操作流程、人工闭塞与自动控制的适用场景，强化对ATC系统综合应用与操作规范的理解。板书设计：本课标题ATC系统课次5授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排10学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《城市轨道交通信号设备（第2版）》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段项目情境ATC系统是以技术手段对列车的运行方向、运行间隔和运行速度进行控制，保证列车能够安全运行、提高运行效率的系统。ATC系统分为列控地面子系统和列控车载子系统。在不同的应用场合中，ATC系统的设备构成有所不同。应用较多的信号系统有卡斯柯信号有限公司、德国西门子公司、上海电气泰雷兹交通自动化系统有限公司和交控科技股份有限公司等的产品，这些企业大多使用CBTC系统。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式本章基本知识汇总任务一认识ATC系统一、ATC系统的组成二、ATC系统的功能（一）ATC系统的4个功能1．ATS功能2．列车检测功能3．ATC功能4．PTI功能（二）ATC系统功能框图三、不同闭塞制式的ATC系统（一）固定闭塞式ATC系统（二）准移动闭塞式ATC系统（三）移动闭塞式ATC系统1．移动闭塞的基本概念2．移动闭塞的特点3．移动闭塞系统的工作原理4．移动闭塞式ATC系统的分类四、ATC系统