《列車運(yùn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

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1、《列車運(yùn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱 執(zhí) 筆 者：劉海東，陳紹寬，毛保華 編寫日期：2009年5月 一、課程基本信息 1、課程編號(hào)：50L291Q 2、課程名稱（中文）：列車運(yùn)行計(jì)算與設(shè)計(jì) 課程名稱（英文）：Train Performance Calculation and Design 3、課程層次/性質(zhì)：專業(yè)特色/非專業(yè)主干課 4、學(xué)時(shí)/學(xué)分： 32/2 5、先修課程：交通運(yùn)輸設(shè)備 6、適用專業(yè)：交通運(yùn)輸類 二、課程教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生應(yīng)達(dá)到的能力 本課程授課對象為交通運(yùn)輸大類專業(yè)本科生，是大類專業(yè)重要的專業(yè)特色課程。

2、通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生掌握鐵路列車運(yùn)行過程中牽引及制動(dòng)計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)，包括機(jī)車牽引力、線路阻力、車輛阻力與制動(dòng)力等各種力學(xué)方程的原理及相關(guān)參數(shù)，掌握列車運(yùn)動(dòng)方程建立原理、單列車及多列車的運(yùn)行過程計(jì)算、城市間鐵路、高速鐵路及城市鐵路的運(yùn)行計(jì)算過程、列車運(yùn)行模擬等基本知識(shí)，使學(xué)生在列車運(yùn)行計(jì)算方面具有較好的背景知識(shí)和技能。 三、課程教學(xué)內(nèi)容和要求 （一）理論教學(xué)內(nèi)容及要求 緒論（2學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：列車運(yùn)動(dòng)力學(xué)的基本原理，列車運(yùn)行的影響要素，列車運(yùn)行計(jì)算在鐵路運(yùn)輸組織及規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 一般介紹的內(nèi)容：列車運(yùn)動(dòng)力學(xué)的基本原理，列車運(yùn)行過程中機(jī)車牽引與信號(hào)控制對列車運(yùn)行的影響

3、，列車運(yùn)行的基本要素。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：列車運(yùn)行計(jì)算在鐵路運(yùn)輸組織及規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)，自學(xué)1學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生查找相應(yīng)的資料，深入了解列車運(yùn)動(dòng)力學(xué)的基本原理，及列車運(yùn)行計(jì)算在鐵路運(yùn)輸組織及規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 第一章 列車牽引力計(jì)算（3學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：機(jī)車牽引力概念，機(jī)車牽引力形成及影響因素，輪軌摩擦及粘著的關(guān)系，機(jī)車牽引特性及其取值計(jì)算方法。 一般介紹的內(nèi)容：機(jī)車牽引力概念、機(jī)車類型劃分，機(jī)車牽引力形成及影響因素。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：輪軌摩擦及粘著

4、的關(guān)系，機(jī)車牽引特性及其計(jì)算方法；分析各種不同環(huán)境條件下機(jī)車牽引力變化的趨勢及效果的方法；結(jié)合國內(nèi)外典型機(jī)車的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行實(shí)例分析。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)3學(xué)時(shí)，自學(xué)2學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題及牽引力取值計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握內(nèi)燃機(jī)車及電力機(jī)車的取值標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法。 第二章 列車運(yùn)行阻力（3學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：列車阻力的分類及組成，基本阻力及附加阻力形成的原理，列車阻力計(jì)算模型及計(jì)算方法。 一般介紹的內(nèi)容：列車運(yùn)行過程中的基本阻力的內(nèi)涵及其分類，附加阻力形成的原理。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：列車阻力計(jì)算模型

5、及具體的計(jì)算方法，不同條件下線路阻力、機(jī)車車輛阻力的計(jì)算方法，并結(jié)合具體條件進(jìn)行實(shí)例計(jì)算。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)3學(xué)時(shí)，自學(xué)2學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題及阻力計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握列車基本阻力、附加阻力及總阻力的計(jì)算方法。 第三章 列車制動(dòng)力計(jì)算（5學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：列車制動(dòng)力的分類及形成原理，閘瓦制動(dòng)力的計(jì)算方法、動(dòng)力制動(dòng)力的特性及取值方法。 一般介紹的內(nèi)容：列車制動(dòng)力形成的基本原理；制動(dòng)力的分類方法及其計(jì)算要點(diǎn)。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：閘瓦制動(dòng)原理及制動(dòng)力的計(jì)算方法、動(dòng)力制動(dòng)原理及取值計(jì)算方法，并結(jié)合

6、參數(shù)與實(shí)例進(jìn)行演算分析。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)5學(xué)時(shí)，自學(xué)3學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題及制動(dòng)力計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握列車制動(dòng)力及單位制動(dòng)力的三種計(jì)算方法。 第四章 合力曲線、運(yùn)動(dòng)方程及時(shí)分解算（6學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：列車在不同工況下合力的取值及計(jì)算方法，列車運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)過程及關(guān)系式，速度-時(shí)分曲線、速度-距離曲線的計(jì)算及繪制方法。 一般介紹的內(nèi)容：影響列車運(yùn)行過程的因素，合力的計(jì)算原理，列車運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)過程及關(guān)系式。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：列車在不同工況下合力的取值及計(jì)算方法，列車速度-時(shí)分曲線、速度-

7、距離曲線的計(jì)算及繪制方法，結(jié)合實(shí)例介紹計(jì)算過程。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)6學(xué)時(shí)，自學(xué)3學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題及求解速度/時(shí)間的計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握合力曲線的繪制及列車運(yùn)行速度時(shí)間值的計(jì)算方法。 第五章 列車制動(dòng)問題解算（3學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：列車制動(dòng)距離、緊急制動(dòng)限速和列車換算制動(dòng)率的計(jì)算方法。 一般介紹的內(nèi)容：列車制動(dòng)能力（列車換算制動(dòng)率）、列車運(yùn)行速度和列車制動(dòng)距離這三個(gè)因素之間的相互關(guān)系。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：列車制動(dòng)距離、緊急制動(dòng)限速和列車換算制動(dòng)率的計(jì)算方法。 本章利用電子教案，采用以教師

8、講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)3學(xué)時(shí)，自學(xué)2學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題及求解列車制動(dòng)能力、列車運(yùn)行限速和列車制動(dòng)距離的計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握列車制動(dòng)能力、列車運(yùn)行限速和列車制動(dòng)距離的計(jì)算方法。 第六章 列車運(yùn)行能耗計(jì)算及節(jié)能技術(shù)（2學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：機(jī)車能耗計(jì)算原理，列車運(yùn)行節(jié)能原理，內(nèi)燃機(jī)車油耗、電力機(jī)車耗電量的一般計(jì)算方法。 一般介紹的內(nèi)容：機(jī)車能耗計(jì)算原理；列車運(yùn)行節(jié)能原理、相關(guān)節(jié)能研究成果及節(jié)能方法；節(jié)能研究對列車運(yùn)行計(jì)算的要求。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：內(nèi)燃機(jī)車油耗、電力機(jī)車耗電量的一般計(jì)算方法。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主

9、、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)，自學(xué)1學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題及求解機(jī)車能耗的計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握機(jī)車能耗的計(jì)算方法。 第七章 自動(dòng)閉塞區(qū)段信號(hào)機(jī)布局方法（1學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：固定閉塞條件下信號(hào)機(jī)布局的原理，信號(hào)機(jī)距離設(shè)置的計(jì)算方法。 一般介紹的內(nèi)容：固定閉塞條件下信號(hào)機(jī)布局的原理，及列車運(yùn)行過程的信號(hào)機(jī)數(shù)量及位置優(yōu)化方法。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：信號(hào)機(jī)距離設(shè)置的計(jì)算方法。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)1學(xué)時(shí)，自學(xué)1學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題和計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握信號(hào)機(jī)

10、距離設(shè)置的計(jì)算方法。 第八章 多列車運(yùn)行過程計(jì)算與分析（1學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：多列車運(yùn)行過程的影響因素，多列車運(yùn)行過程計(jì)算方法。 一般介紹的內(nèi)容：多列車運(yùn)行過程的影響因素，列車運(yùn)行最小間隔的確定方法；不同閉塞方式下的列車運(yùn)行計(jì)算過程。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：多列車運(yùn)行過程計(jì)算方法，多列車運(yùn)行案例設(shè)計(jì)及分析的一般方法。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)1學(xué)時(shí)，自學(xué)1學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握多列車運(yùn)行過程計(jì)算的原則和方法。 第九章 牽引質(zhì)量的確定（2學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：牽引重量的計(jì)算及驗(yàn)算方法，

11、牽引定數(shù)的確定方法。 一般介紹的內(nèi)容：列車牽引重量和運(yùn)行速度兩者之間的相互關(guān)系；牽引重量的驗(yàn)算方法及牽引定數(shù)的確定方法。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：牽引重量的計(jì)算方法。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)，自學(xué)1學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題及確定牽引重量的計(jì)算題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握牽引重量的計(jì)算方法。 第十章 城軌與高速列車運(yùn)行計(jì)算（2學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：高速列車及城軌列車運(yùn)行計(jì)算的方法。 一般介紹的內(nèi)容：高速列車及城軌系統(tǒng)列車運(yùn)行的特點(diǎn)。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：高速列車及城軌列車運(yùn)行計(jì)算的方法。 本章利用電子教案，采用以教

12、師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)，自學(xué)1學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生掌握高速列車及城軌列車運(yùn)行計(jì)算的原則和方法。 第十一章 列車運(yùn)行計(jì)算軟件（2學(xué)時(shí)） 需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：列車運(yùn)行模擬系統(tǒng)的目標(biāo)與功能設(shè)計(jì)，模擬系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用。 一般介紹的內(nèi)容：列車運(yùn)行模擬的發(fā)展過程；列車運(yùn)行模擬系統(tǒng)的目標(biāo)與功能設(shè)計(jì)，結(jié)合面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)方法介紹模擬系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)過程，從工程應(yīng)用角度介紹系統(tǒng)輸入界面設(shè)計(jì)、系統(tǒng)輸出界面設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)。 重點(diǎn)講述的內(nèi)容：模擬系統(tǒng)在列車提速實(shí)驗(yàn)、列車節(jié)能操縱、列車時(shí)刻表模擬、線路設(shè)計(jì)中的多方案比選、設(shè)備選型等問題

13、中的應(yīng)用，并演示相關(guān)的軟件。 本章利用電子教案，采用以教師講授為主、提問及討論相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)為輔的教學(xué)方法。課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)，自學(xué)1學(xué)時(shí)。作業(yè)為復(fù)習(xí)思考題，結(jié)合課堂教學(xué)，要求學(xué)生查找相應(yīng)的牽引計(jì)算軟件，深入了解列車運(yùn)行模擬系統(tǒng)的目標(biāo)與功能設(shè)計(jì)及其在軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 （二）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求 實(shí)踐教學(xué)1：列車速度時(shí)分曲線的繪制 1、達(dá)到的目的：掌握利用圖解法繪制列車速度時(shí)分曲線的方法； 2、具體內(nèi)容：利用實(shí)際的線路平縱斷面條件按列車通過、停車?yán)L制速度時(shí)分曲線； 3、完成要求：繪制完成規(guī)定區(qū)間、列車條件的速度時(shí)分曲線。 實(shí)踐教學(xué)2：列車運(yùn)行計(jì)算模擬實(shí)驗(yàn) 1、達(dá)到的目的：

14、了解計(jì)算機(jī)在列車運(yùn)行模擬中的應(yīng)用，理解運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬輔助規(guī)劃與設(shè)計(jì)的思路，掌握計(jì)算機(jī)模擬方法在鐵路線路設(shè)計(jì)與管理中的具體應(yīng)用方法； 2、具體內(nèi)容：利用模擬軟件，分析在各種設(shè)定條件下(線路，機(jī)車車輛，牽引重量等)的列車運(yùn)行效果； 3、完成要求：提供模擬結(jié)果以及分析報(bào)告。 （三）考試方式及要求 本門課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，考核時(shí)要注重對牽引計(jì)算基本原理的掌握，考試內(nèi)容包括基本概念、技術(shù)原理掌握，牽引計(jì)算規(guī)范、問題剖析等，并逐步包括創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)等內(nèi)容。 按平時(shí)（10%）、課程設(shè)計(jì)（30%）、考試（60%）三部分考核評(píng)定最終成績。 考核內(nèi)容包括： 1、理論教學(xué)內(nèi)容的考核要求：熟練掌握列車運(yùn)

15、行計(jì)算中涉及的各種概念、術(shù)語，熟練運(yùn)用相關(guān)公式計(jì)算列車牽引力、阻力、制動(dòng)力，以及對合力問題、列車制動(dòng)問題進(jìn)行解算等。 2、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的考核要求：掌握利用圖解法繪制列車速度時(shí)分曲線的方法，掌握計(jì)算機(jī)模擬方法在鐵路線路設(shè)計(jì)與管理中的具體應(yīng)用方法；能夠利用模擬軟件，分析在各種設(shè)定條件下的列車運(yùn)行效果，并可以進(jìn)行相應(yīng)的分析； 3、補(bǔ)充學(xué)習(xí)內(nèi)容的考核要求：按要求提供列車速度時(shí)分曲線的繪制圖及相關(guān)分析報(bào)告。 四、課程教學(xué)中對教師的要求 在教學(xué)方法上通過融合運(yùn)用課堂教學(xué)、案例分析、現(xiàn)場參觀、課程設(shè)計(jì)以及專家講座等多種教學(xué)方法，將科研與工程項(xiàng)目中的有關(guān)實(shí)踐知識(shí)和能力融入到教學(xué)中，強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)

16、，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力及研究設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠掌握列車運(yùn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)的相關(guān)技能。在教學(xué)方式上，采取理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，重視教學(xué)的過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在各教學(xué)環(huán)節(jié)的積極參與。采取研究型教學(xué)模式與方法，幫助學(xué)生牢固地掌握列車運(yùn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)的知識(shí)，最大程度地拓展學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合分析問題的能力。 五、建議教材及教學(xué)參考書 教材：毛保華，《列車運(yùn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)》，人民交通出版社，第一版，2008年。 參考書： [1] 饒忠，《列車牽引計(jì)算》，北京：中國鐵道出版社，第二版，2002。 [2] 孫中央，《列車牽引計(jì)算規(guī)程實(shí)用教程》，中國鐵道出版社，2004 [3] 鐵道部科學(xué)研究院，《列車牽引計(jì)算規(guī)程》，1999。