城市轨道交通完整教学案.docx

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城市轨道交通完整教学案

授课时间

讲次

第1讲

课题

课程概述

教学目的

与要求

1.激发学生学习本门课程的积极性；

2.针对本门课程的知识结构，使学生具有清晰的学习思路，使每名学生形成自己独立的学习方法；

3.了解本门课程的体系结构、分析本门课程的考核方案。

教学重点

课程的体系结构

教学难点

课程的体系结构

教学方法

启发式的教学方法

教学资源

与教具

板书

设计

第一讲课程概述

一、考核方案解析

二、课程概述

小结

作业

本讲主要内容

一、考试方案解析

二、课程概述

作

业

请结合本人实际情况设计学好本门课程的方法、表述未来的学习态度以及对本门课程讲授的意见和建议。

课后记

提要

教学内容

考勤（5分钟）

讲解考试方案

（40分钟）

点名，认识学生，实现与学生的初次交流，拉近距离。

详细讲解考试方案，渗透对学生的要求，让学生理解考试方案的设计意图，使学生端正学习态度，树立认真的思想。

第一讲课程概述

一、考试方案

（一）平时考核（占总成绩的40%）

1、作业：

占总成绩的15%。

对于作业中的雷同现象、抄袭现象酌情予以扣分。

逾期交作业者每次扣2分，屡教不改者平时成绩清零。

扣分上线为50分。

2、笔记:

占总成绩的10%。

笔记不仅要记录课堂的板书，还要记录老师多次重复和强调的重点内容，以及自己总结的一些内容。

3、出勤率及课堂表现：

占总成绩的15%。

正当理由缺勤者每次扣2分，无故旷课者每次扣5分（包含后补假条者）。

主动举手发言者视问题回答情况酌情予以加分，加分上限为15分，扣分上线为50分。

（二）阶段考核（占总成绩的10%）

采取开卷的考核方式，重点考核学生对知识的理解程度，考核学生运用知识的能力。

（三）期末考核（占总成绩的50%）

试题题型和试卷结构

1、纠错题（15分）：

考核学生对知识点理解的准确程度，明确的区分一些术语等。

2、简答题（20分）：

考核所学的基本知识，例如一些基本的操作方法等。

3、分析题（40分）：

考核学生分析问题的能力，例如对故障的分析、判断及处理等。

提要

教学内容

（15分钟）

（25分钟）

4、综合题（25分）：

考核学生对知识点的综合运用能力，例如联锁表的编写等。

整个试卷总卷面分数为100分。

基本知识部分占80％，难度题目占20％。

二、课程概述

1、城市轨道交通的特点、发展历程，以及城市轨道交通地位与作用。

2、城市轨道交通的路网规划与线路设计。

轨道交通线路的建设首先必须要相关城市规划部门及政府部门做出合理规划，然后才能设计施工，本章主要介绍我们采取何种方法去规划，如何设计。

3、轨道交通土建工程

主要内容是车站、区间隧道、高架结构工程的设计和施工方法。

轨道、无缝线路的相关知识。

4.机车车辆及牵引系统

主要内容是城市轨道交通车辆的种类、结构、电力传动与控制及新型城市轨道交通结构的特点。

城市轨道交通供配电系统组成及功能；牵引供电系统结构和供电方式，以及牵引网的结构和种类。

5.车市轨道交通通信信号及其他设备系统

主要内容是城市轨道交通的通信系统、信号系统、自动检售票系统等系统的结构功能和基本的工作原理。

6.城市轨道交通的灾害与防护

针对城市轨道交通的火灾、水害、震灾、战争灾害采取的防护措施。

7运营管理

主要内容是城市轨道交通运营管理特性与发展趋势，城市轨

提要

教学内容

课堂小结

（3分钟）

布置作业

（2分钟）

道交通行车组织城市轨道交通客运管理、票务管理、城市轨道交通运营管理办法的知识。

1、考试方案解析

2、课程概述

请结合本人实际情况设计学好本门课程的方法、表述未来的学习态度以及对本门课程讲授的意见和建议。

授课时间

讲次

第2讲

课题

绪论

教学目的

与要求

1.了解城市轨道交通的种类及特点；

2.了解世界及我国城市轨道交通发展的历史与现状；

3.了解城市轨道交通的未来。

教学重点

城市轨道交通的种类及特点

教学难点

城市轨道交通的未来

教学方法

讲授结合讨论的教学方法

教学资源

与教具

板书

设计

第一章绪论

第一节城市道交通的概念与特点

一、城市轨道交通的定义

1、定义

2、分类

二、城市轨道交通的特点

小结

本讲主要内容

一、城市轨道交通的种类及特点

二、世界及我国城市轨道交通发展的历史与现状

三、城市轨道交通的未来

作

业

P183

课后记

提要

教学内容

考勤（1分钟）

复习提问

（3分钟）

讲授新课

（10分钟）

（25分钟）

点名检查出勤情况

本课程由那几块组成？

第一节轨道交通的概念与特点

一、轨道交通的种类

1、城市轨道交通的定义

城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称”。

目前国际轨道交通有地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车以及磁悬浮列车等多种类型，号称“城市交通的主动脉”。

一般地，城市轨道交通是指城市中使用车辆在固定导轨上运行，且主要用于城市客运的交通系统。

目前在我国的城市轨道交通系统中，主要包括地铁和轻轨。

2、城市轨道交通的分类

城市轨道交通有很多种类型，依据不同的指标有不同的分类。

（1）按交通容量分类

交通容量即运送能力，指单方向每小时的交通断面上乘客通过量。

按交通容量的大小，轨道交通可分为特大、大、中、小容量四种系统。

特大容量系统一般指市郊铁路，其单向小时断面客流量可达到5万～8万人；大容量轨道交通通常指常规地铁；中容量轨道交通包括轻轨、单轨、小型地铁和新交通系统；小容量轨道交通系统则多指有轨电车。

（2）按线路敷设方式分类

按线路敷设方式可分为地下（包括山岭、水下）、高架和地面三种形式。

特大、大容量轨道交通在交通较为繁忙的地区多采用地下隧道和高架形式，在市郊则可采用全封闭的地面形式；中容量

提要

教学内容

※※（15分钟）

（15分钟）

可兼有三种敷设形式，且通常不与机动车混行；小容量轨道交通系统一般采用地面形式，可与机动车混行，运输效率较低，相对于普通公交优势并不明显。

（3）按车辆导向方式分类

按车辆导向方式可分为轮轨导向和导向轮导向，一般钢轨钢轮系统（地铁、轻轨、有轨电车）属前一类型；单轨及新交通系统等胶轮车辆属后一种类型。

（4）按轮轨支撑形式分类

按轮轨支撑形式，可分为钢轮钢轨系统、胶轮混凝土轨系统以及特殊系统。

钢轮钢轨系统是目前地铁与轻轨的主流形式，胶轮混凝土轨系统主要指单轨及新交通系统，而特殊系统则包括支撑面置于车辆之上的悬挂式单轨系统、磁悬浮式轨道系统等。

2、轨道交通的种类

（1）有轨电车

（2）轻轨交通

（3）重型轨道交通

（4）独轨交通

（5）自动化导向交通

（6）磁浮交通系统

（7）缆索轨道交通

第二节城市轨道交通的发展历史

1843年英国人C·皮尔逊提出在英国修建地下铁道的建议，1860年英国伦敦开始修建世界上第一条地铁，采用明挖法施工，为单拱砖砌结构，1863年1月10日建成通车，线路长6．4km，用蒸汽机车牵引。

世界第一条地下铁道的诞生，为人口密集的大都市如何发展

提要

教学内容

（15分钟）

（5分钟）

（1分钟）

公共交通取得了宝贵的经验；特别是到1879年电力驱动机车的研究成功，使地下客运环境和服务条件得到了空前的改善，地铁建设显示出强大的生命力。

从此以后，世界上一些著名的大都市相继建造地下铁道。

我国城市轨道交通起步晚、数量少。

自20世纪90年代以来，我国城市轨道交通进入快速发展时期，到2008年，全国已有北京、天津、上海、广州、深圳、南京、青岛、台北和香港九个城市拥有了轨道交通，运营线路达35条共八百多公里。

第三节城市轨道交通的未来

21世纪的地铁，以高速、正点、低能耗、少污染、安全、舒适等功能吸引大中城市客运交通的80％以上。

第一代高速（时速200～350km）。

日本东京到大阪的东海道新干线，法国的"TGV"高速列车，穿越英吉利海峡的“欧洲之星”，德国的"ICE"城际列车。

第二代高速500km：

磁悬浮列车，日本计划沿东京至大阪的东海道新干线修建磁悬浮新干线。

第三代高速：

地下真空磁悬浮或超高速列车。

小结:

1.城市轨道交通的种类及特点

2.世界及我国城市轨道交通发展的历史与现状

3．城市轨道交通的未来

作业：

P18,3

授课时间

讲次

第3讲

课题

线网类型及路网规划

教学目的

与要求

1.了解城市轨道交通的线网模式；

2.了解城市轨道交通网络规划方法。

教学重点

城市轨道交通的线网模式

教学难点

城市轨道交通的网络规划方法

教学方法

讲授结合讨论的教学方法

教学资源

与教具

板书

设计

第一节线网类型及发展趋势

一、线网类型

1、决定因素

2、三种基本形式

本讲主要内容

一、城市轨道交通的线网模式

二、城市轨道交通线网规模指标

三、城市轨道交通网络规划方法

作

业

P33,4

课后记

提要

教学内容

考勤（1分钟）

复习提问

（5分钟）

讲授新课

※※（30分钟）

点名检查出勤情况

复习：

1、说说城市轨道交通的定义？

2、城市轨道交通如何分类？

第1节线网类型

1、线网类型

1、线网形式的主要决定因素

（1）城市地理形态（河流、山川等）

（2）规划的城市用地布局

（3）人口流向分布

（4）主观决策因素

任何城市都具有其独特的自然地质条件、地理形态，在一定程度上决定了世界各国城市的城市轨道交通网络具有千差万别的结构形态。

网络由初级到高级演化，由于规划的控制作用，多为组织性生长方式。

典型的结构形态是网络式、无环放射式及有环放射式三种。

2、三种基本形式

（1）放射形线网

A.基本骨架：

至少3条相互交叉线路

B.中心区衔接换乘处理

C.线形选择：

采用直径线

（2）设置环线的线网

在城市轨道交通线网中布置环线，主要有两个作用：

一为加强中心区边缘各客流集散点的联系；二为截流外围区之间的客流，通过环线进行疏解，以减轻中心区的客流压力。

提要

教学内容

（30分钟）

（15分钟）

（3）棋盘式线网

棋盘式线网是对线网构架整体而言，其特点是平行线路多、相互交叉次数少。

采用这种线网的城市有北京和墨西哥城。

第2节路网规划

1、城市轨道交通线网规模指标

1、线网总长度

2、线网密度

3、日客运周转量

2、线网长度、线网密度规模指标的确定方法

1．服务水平法

2．出行需求分析法

3．吸引范围几何分析法

4．回归分析法

三、城市轨道交通网络规划方法

在总量规模基本确定的前提下，可完成网络的规划，即确定网络的基本结构和线路具体走向及点设置等要素。

1．根据城市公共交通客流量分配决定路网构成

城市轨道交通规划是城市交通规划的子系统，可借助于城市交通规划中的调查多规划的成果。

在城市客运交通规划中（主要是公共客运交通体系），选择客流量大，阵发性强，密集度明显的交通方向，在服从轨道交通网络结构基本特征的条件下，规划具体的轨道交通线路，取代一条或若干条地面公共交通路线，这是最常用的规划指导思想。

2．根据城市布局需要决定路网构成

在城市布局与发展趋势明确需要轨道交通支持的需求方向（不管是远期可产生客流量，还是该交通方向主要客流集散点的运距较长），也需尽早规划轨道交通路线，城市用地规划沿线布局与

提要

教学内容

（8分钟）

（1分钟）

开发方面达到协调发展，同步发展，且可构成较为理想的线网结构。

3．城市轨道交通网络规划与城市道路交通网络规划同步进行，两者之间应保持互相配合，互相竞争，总量平衡的关系。

一个现代化大都市的客运交通体系比较理想结构，在立体布局上应该是三层次网络结构：

以与地面交通完全隔离的轨道交通网作框

架，辅之以区域性轨道交通支线和地面公共交通干线网，以及以干线客流集散服务的短程路线。

三者之间互相通过重叠、交叉和换乘枢纽（立体换乘枢纽和平面换乘站），组成一密切联系的整体，通过现代高科技管理经营手段，达到最便捷最高效最低耗；在平面布局上则：

交通网络如人体大动脉血管，公交干线是大血管，地面公交支线和短程接驳线是小血管、毛细血管，覆盖全部城市区，使市民出行能利用最先进最合理的交通工具，最便捷的交通路径，最短的在途时间，最少的步行、换乘、候车的时间或距离，最经济合理的出行费用，达到最佳的交通服务水平。

小结:

1、城市轨道交通的线网模式

2、市轨道交通线网规模指标

3、道交通网络规划方法

作业：

P33,4

授课时间

讲次

第4讲

课题

线路设计

教学目的

与要求

1.了解城市轨道交通的线路平面设计；

2.了解城市轨道交通的线路纵断面设计。

教学重点

城市轨道交通线路平面设计

教学难点

城市轨道交通的线路纵断面设计

教学方法

讲授结合讨论的教学方法

教学资源

与教具

板书

设计

第二节线路设计

一、线路分类

二、线路设计

1、线路平面设计

2、线路纵断面设计

本讲主要内容

1、城市轨道交通的线路分类

2、城市轨道交通线路设计

作

业

P33,6

课后记

提要

教学内容

考勤（1分钟）

复习提问

（5分钟）

讲授新课

※※（30分钟）

点名检查出勤情况

复习：

1、城市轨道交通线网形式的主要决定因素是什么？

2、城市轨道交通线网的三种基本形式是什么？

线路设计

一、城市轨道交通线路分类

1、正线

贯穿所有车站、区间供列车日常运行的线路；城市轨道交通系统的正线均采用上下行分行，一般实施右侧行车惯例，以便与城市地面交通的行车规划相吻合（世界上除了英联邦国家、日本等部分国家外，绝大部分国家城市道路交通均实行右侧行车规划）。

2、折返线

在线路两端终点站（对于环线，也需要两个“终点站”），或者准备开行折返列车的区问站，设置的专供列车折返调头的线路。

3、联络线

轨道交通线路之间为调动列车等作业方便而设置的连接线路。

联络线因连接的轨道交通线往往不在一个平面上，因此，有较大的坡道与较小的半径，列车运行速度不可能很高。

如果在地下建设，施工难度较大，投资也随之加大。

4、渡线

在上下行正线之间（或其他平行线路之间）设置的连接线，通过一组联动道岔达到目的，如前述的站前、后折返用渡线以及车库内线路之间的渡线。

5、停车线

一般设置在端点站，专门用于停车，进行少量检修作业的尽

提要

教学内容

（45分钟）

端线。

在车辆基地，则拥有众多的专用停车线，提供夜间停止运营后列车停放。

需要进行检修作业的停车线设有地沟。

6、检修线

设在车辆基地检修库内，专门用于检修轨道交通车辆的作业线，设有地沟，配有架车设备、检修设备（如行车等）。

7、试验线

设在车辆基地，用于对检修完毕的轨道交通车辆进行运行状态检测的线路，为达到必要的运行速度，试验线需有一定长度标准和平纵断面特点。

8、出入库线

车辆基地与正线车站联系线路，专供列车进出车辆基地。

一般分为人库线和出库线。

二、城市轨道交通线路设计

城市轨道交通线路设计主要包括平面设计、纵断面设计等。

1.线路平面设计

轨道交通线路中心线在水平面上的投影称为线路平面。

线路中心线：

两根钢轨间距离的中点连线（单轨交通为轨道梁的中心线）。

（1）线路平面组成要素

直线：

线路走向的主要部分。

曲线：

为了满足线路选线要求，适应地形变化（地面布置方式），避让障碍物（地面、地下、高架方式）而必然出现的部分。

（2）曲线阻力

列车在通过曲线段时，除了克服基本阻力（即直线段也存在的

提要

教学内容

阻力）外，还需克服曲线附加阻力。

基本阻力（W0）：

列车运行过程中需要克服的轮轨阻力、空气阻力等。

曲线附加阻力（Wr）：

由于曲线而产生的附加阻力。

曲线阻力产生原因：

由于曲线段内轨与外轨之间距离不相等，列车在通过曲线段时，会发生外侧车轮滚动，内侧车轮滑动的情况，同时，因离心力产生的车轮与钢轨之间的挤压力等。

（3）曲线阻力计算

单位曲线阻力为Wr=600/R可通过检测得出。

曲线阻力Wr与R成反比，即R越大，Wr越小，对列车运行越有利；但曲线半径R越小，线路适应地形、避让障碍物的能力越强。

（4）曲线最小半径

道交通系统应根据其运行特征及车辆性能等要素，选择一个统一适合的半径用于设计与施工。

（5）缓和曲线

为保证行车安全和乘客舒适，需在直线与圆曲线之间加入一缓和曲线。

缓和曲线常选择高次幂曲线、等速螺旋线等具有从直线过渡到圆曲线特征的曲线。

2、线路纵断面设计

（1）线路纵断面

线路中心线在垂直平面上的投影称为线路纵断面，单轨铁路以轨道梁中心线为准。

（2）线路纵断面的组成要素

平道：

线路纵断面的基本部分。

提要

教学内容

（9分钟）

（1分钟）

坡道：

由于选线及避让障碍物需要及适应运行需要而设置的特殊路段。

（3）坡道阻力（Wi）

列车通过坡道时，因坡度存在而产生的附加阻力称为坡道阻力。

坡道阻力产生原因：

车辆在坡道上运行，重力分解为对轨

道的正压力N与沿坡道的下滑力W。

小结:

1.线路种类

2.线路平面设计

3.线路纵断面设计

作业：

P33,6

授课时间

讲次

第5讲

课题

车站概述

教学目的

与要求

1.了解车站结构组成

2.了解车站的设计与施工

教学重点

车站的结构组成

教学难点

车站的设计

教学方法

讲授

教学资源

与教具

板书

设计

一、概述

二、车站组成

小结

本讲主要内容

一、车站结构组成

二、车站的设计与施工

作

业

课后记

提要

教学内容

考勤（1分钟）

复习提问

（4分钟）

讲授新课

（15分钟）

（30钟）

点名检查出勤情况

复习：

1、线路平面的组成要素？

2、城市轨道交通线路纵断面如何设计才合理？

第一节车站

一、概述

车站是城市轨道交通线的重要组成部分，又是吸引客流和疏散客流为旅客乘车服务的基本设施，同时它又集中设置了轨道交通运营中很大一部分技术设备和运营管理系统。

车站的选址、布置、规模等不仅影响运营效益，而且影响城市文明建设和市容观瞻。

车站往往又是连接其他交通的枢纽，交通的方便必然促进城市的发展。

车站要围绕其功能和目标来设计。

一般说来，这些要考虑的目标主要包括：

①外观的吸引力；②旅客的自由移动；③紧急情况下的：

安全疏散；④残疾人通道；⑤各种应急服务的通道；⑥人群的安全聚集与疏散；⑦列车服务的可靠性；⑧失效的恢复问题；⑨投资的费用效益。

二、车站组成

大型轨道交通系统的车站一般由4部分组成：

①车站大厅及广场，它通常是乘客、游客和商人聚集的地方。

②售票大厅，为乘客出售列车客票。

③站台，直接供乘客乘降车使用。

④旅客不能到达的地方，如车站办公室、仓库、维修设施及铁路股道等。

对城市轨道交通来说，车站一般包括主体、出入口及通道、通风道及风亭（地下）和其他附属建筑物。

车站主体是列车的停车点，它不仅要供乘客上下车、集散、候车，一般也是办理运营业务和运营设备设置的地方。

它又是轨

提要

教学内容

（15分钟）

道交通运营设备的设置中心和办理运营业务的地方；出人口及通道是供乘客进、出车站的口部建筑设施；通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站具有一个良好的空气质量。

车站主体原则上由站台、站房、站前小广场、垂直交通及跨线设备等组成。

其中站台是最基本的部分，不论车站的类型、性质有何不同，都必须设置。

其余3部分，一般情况都设置，但在某些特殊的情况下在满足功能要求的前提下，其中的某些部分可能被简略。

城市轨道交通乘客的构成比铁路、公路简单，乘客在车站停留时间短，且没有行李寄存与货物运输等问题。

三、车站设计原则

车站建筑设计应遵循符合规划、满足客流、换乘便捷、事故疏散迅速、装修适度、无障碍通行、地下车站兼顾人防、综合开发等原则，力求做到功能合理、布局紧凑、结构安全、经济美观、

节能环保、以人为本。

四、车站环境设计

车站环境设计包含了建筑外装修设计、室内环境设计（含减振、降噪措施）、装修材料的选用、装饰施工工艺与技术的选用，以及路引、导向、标志、广告等设计方面。

车站装饰设计应简洁、明快、大方。

适度装修、充分利用结构造型和空间形态构成的艺术性，要充分体现现代交通建筑特点。

尽量做到装饰构件设计标准化、工厂化、施工装配化。

鉴于地下车站装修施工时车站排水设施尚未启用，同时为加快建设速度，尽可能减少湿作业。

地下线列车在无参照物下行驶，停站也很短暂，为避免乘客

提要

教学内容

（15分钟）

（5分钟）

乘过站，地下车站站台层应加强可识别性。

装修应采用防火、防潮、防腐、耐久、易清洁的环保材料，地面材料还应防滑、耐磨。

材料的选用应考虑实用性和可靠性，且便于施工与维修。

装修材料的本地化应给予充分考虑。

车站照明应选用节能、耐久的灯具，例如深罩明露式，就便于更换、清洁、保养。

对于采用半敞开式风雨篷的地面、高架站应选用防尘、防潮、抗风的灯具。

车站内应设置各种导向、事故疏散、服务乘客的标志，全线统一，且做到符合国家和国际标准。

4、地铁车站施工方法

1、明挖法施工

2、盖挖法施工

3、浅埋暗挖法

小结：

1.车站设计原则

2.车站施工方法

授课时间

讲次

第10讲

课题

轨道电路

教学目的

与要求

1.掌握轨道电路的组成

2.了解轨道电路的工作原理及作用

3.了解轨道电路的常见故障

教学重点

轨道电路的组成

教学难点

轨道电路的工作原理

教学方法

讲授

教学资源

与教具

板书

设计

一、色灯信号机的分类

二、透镜式色灯信号机

小结

本讲主要内容

3.轨道电路的组成

4.轨道电路的工作原理及作用

3.了解轨道电路的常见故障

作

业

P54，3、4题

课后记

提要

教学内容

考勤（1分钟）

复习提问

（10分钟）

讲授新课

（20分钟）

点名检查出勤情况

复习：

1、说说固定信号机的定位显示；

2、信号机与信号表示器的区别。

轨道电路

一、轨道电路的定义及组成

1.定义

以钢轨作为导体，两端加以机械绝缘（或电气绝缘），接上送电和受电设备构成的电路称为轨道电路。

2.组