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1、城市轨道交通专业核心课程数字资源教材名称：城市轨道交通信号与通信系统书 号：ISBN 978-7-114-17716-3主 编：张利彪资源名称：教案 项目0 城市轨道交通信号与通信系统及其发展课程名称：铁路线路及站场主 编：夏栋资源名称：课程标准项目0 城市轨道交通信号与通信系统及其发展任务1 城市轨道交通信号系统及其发展（共1课时，每周4课时）院系名称： 授课教师任教课程城市轨道交通通信信号授课班级任 务城市轨道交通信号系统及其发展授课时间课型理论 实验 习题实训 复习 其他授课地点多媒体教室教学目标知识目标：1. 掌握信号系统的作用、特点和要求2. 了解信号系统的发展及其趋势能力目标：1.
2、 能列举信号系统的设备；2. 能描述信号系统设备的基本作用；3. 能描述信号系统的发展阶段和趋势特点。德育目标：培养学生严肃认真的学习态度、严谨的学习作风，安全意识的建立。教学重点城市轨道交通信号系统的设备组成教学难点城市轨道交通信号系统各系统关系教学方法讲授与展示、讨论、问题解答教学手段多媒体教学并结合板书教学板书设计城市轨道交通信号系统 1.设备组成2.设备作用3.信号系统的发展阶段 1)第一阶段2）第二阶段3）第三阶段作业在以车载为主体的城市轨道交通信号系统控制下，地面信号系统的主要作用是什么？在什么情况下使用？教学后记教 学 过 程教师活动学生活动教学意图时间分配一、组织教学二、课程要
3、求课程学习方法课程安排考试安排三、课程导入四、新课学习1 城市轨道交通信号系统的必要性1.1 城市轨道交通发展的必要性 占用大量的土地、消耗能源、污染环境1.2城市轨道交通的特点优点：容量大、运行准时、快速,安全,利于环境保护、节省土地资源缺点：建设费用高,建设周期长,技术含量高,建设难度大,火灾时乘客疏散困难1.3城市轨道交通信号系统的特点和组成完善的列车速度监控；客运量巨大,行车间隔较小数据传输速率低：列车运行速度低于铁路干线,速率较低的数据传输系统联锁关系简单但技术要求高：大多车站无配线、道岔,联锁设备监控对象少，联锁关系简单,联锁关系与ATP的结合，技术难度增加车辆段独立采用联锁设备：
4、列车接发及频繁调车,线路多、道岔多、信号设备多自动化水平高：线路短、站间距短,列车种类少,行车规律强,自动进路、自动运行。1.4 城市轨道交通信号系统的要求 安全要求高：地下隧道空间小,行车密度大,故障排除困难,事故难救援 通过能力大：车站无站线,先行列车直接影响后续列车进站 保证信号显示：信号显示在曲线地段被隧道壁遮挡,信号显示距离受到限制 抗干扰能力强：电力牵引，直流电气化铁路,高抗电气化干扰 自动化程度高：行车密度大,地下环境潮湿，空气不佳,没有阳光，工作条件差,自动化设备减少工作人员 可靠性高：隧道空间小,带电牵引接触网,行车不便维修 限界条件苛刻：车载设备受土建限界制约,体积小1.5
5、 城市轨道交通信号系统的发展 初创阶段 ：1968年7月，我国第一条地铁动工，71年完工 过渡阶段：1971年北京二期（环线）开工；1990年环线调度集中的改造，93年开通使用；1998年环线车载设备的改造，自主研发ATP 发展阶段：1994年至今，快速发展，大量引进先进设备1.6城市轨道交通信号系统的发展趋势 故障安全的发展：“2取2”、”3取2”、”22取2”等结构形式,硬件同步的安全型计算机 高水平的实时操作系统开发平台的应用：实时操作系统RTOS（Real Time Operation System),实时多任务； 数字信号处理新技术的应用 计算机网络技术的发展：网络化,信息化,智能化
6、 通信技术和控制技术相结合：3C代替轨道电路,基于通信的列车运行控制CBCT,列车与地面的双向通信 通信信号一体化：车站、区间、列车、调度的一体化,通信信号系统的融合 安全性与可靠性分析理论的广泛应用信号系统的规范化和标准化：新产品开发费用降低,新老产品的兼容,系统模块化，设备的互联互通,公开规范，开放市场，降低成本起立，致礼、考勤回答问题、展示预习任务、讨论。记分以提问、讨论、头脑风暴的形式探讨：1.城市轨道交通行业通信和信号的发展历程；2. 以北京地铁线路运行过程中信号系统在其中起到的重要作用，来分析能够城市轨道交通信号系统的特点在教师引导下对信号系统的特点进行分组讨论：1.总结什么特点是
7、城市轨道交通信号系统特有的特点；2. 结合现代信息的发展展开讨论，举出在地铁中采用2取2的例子德育及行为教育、上课准备检查预习及作业学习效果给学生养成复习、预习的习惯总结城市轨道1.交通发展的必要性；2.小组讨论城市轨道交通行业与其他公共交通方式的区别，并总结城市轨道交通行业的优势和劣势；3. 根据北京地铁信号系统的现状讨论信号系统的特点；4.能认识信号系统安全的重要性1.依托于城市轨道交通系统，分析出部分信号系统的特点，并对学生做引导；2. 从八个方面讲述信号系统的发展趋势采用图表方式分析图片展示我国的第一条地铁和现代发展时期的机车控制面板；讲授我国城市轨道交通发展的三个阶段及其发展的方向和
8、特点2min5分钟5min15min15min任务2 城市轨道交通通信系统组成和发展（共1课时，每周4课时）院系名称： 授课教师任教课程城市轨道交通通信信号授课班级任 务城市轨道交通通信心痛组成和发展授课时间课型理论 实验 习题实训 复习 其他授课地点多媒体教室教学目标知识目标：1. 掌握通信系统的作用、特点和要求2. 了解通信系统的发展及其趋势能力目标：1. 能列举通信系统的设备；2. 能描述通信系统设备的基本作用；3. 能描述通信系统的发展阶段和趋势特点。德育目标：培养学生严肃认真的学习态度、严谨的学习作风，团结合作。教学重点城市轨道交通通信系统的组成教学难点通信系统的作用教学方法讲授与展
9、示、讨论、问题解答教学手段多媒体教学并结合板书教学板书设计城市轨道交通通信系统通信传输系统有线通信系统无线通信系统语音通信系统电话系统广播系统无线集群调度系统图像与视频通信系统闭路电视监控系统乘客信息系统通信系统的发展作业电话系统有哪几种，主要的作用是什么？教学后记教 学 过 程教师活动学生活动教学意图时间分配一、 组织教学二、 复习旧课：1.城市轨道交通信号系统包含哪几部分？2.信号系统的作用是什么？三、 导入：【任务案例】与【任务分析】四、 学习新课城市轨道交通通信系统是指挥列车运行、公务联络、传递各种信息和提高运输效率的重要手段，是保证列车的安全、快速、高效运行必不可少的综合的通信系统。
10、通信系统还要和信号系统共同完成行车调度，为信号系统等提供信息传输通道，在发生火灾、事故等情况下，通信系统也是进行应急处理、抢险救灾的主要手段。2.1城市轨道交通通信系统的组成城市轨道交通通信系统是保证列车安全运营的重要设备，主要由传输系统、电话系统、无线集群调度系统、录音系统、广播系统、闭路电视监控系统、时钟系统、旅客向导系统、商用通信系统等组成。传输系统是城市轨道交通通信系统的基础，是系统各站点与中心及站与站之间的信息传输，不同线路的信息交换的通道。电话系统为城市轨道交通管理、运营和维修人员提供语音通信。由公务电话、调度电话和站内及轨旁电话三个子系统组成。无线集群调度系统是调度与司机通信的唯
11、一手段，也是移动作业人员、抢险人员实现通信的重要手段。为了保证调度和司机通话的可行性，城市轨道交通并没有采用公众移动通信网络通信，而是建设了轨道交通专用的无线调度通信网络。录音系统是确保地铁控制中心调度员与车站运营人员之间调度指令和安全指令的正确保存，可对每个话路进行录音，监听，回放及识别来电号码，并运用信息化，网络化的技术，为地铁调度提供现代化的管理手段，提高管理部门信息的收集、处理能力，联动及反映能力，为各级管理人员提供准确，及时的分析数据，提高管理的工作效率。广播系统是城市轨道交通运营行车组织的必要手段，它有对乘客广播，通知列车到站、离站、线路换乘、时间表变更、列车误点、安全状况，播放音
12、乐改善候车环境，站厅、站台、列车车厢；防灾广播，突发或紧急情况，组织指挥事故抢险，提高应急响应能力；对运营人员广播，发布有关通知信息，协同配合工作，办公区、站台、站厅、运用库、段内道岔群附近、人行道。闭路电视监控系统是控制中心调度管理人员、车站值班员、站台管理人员和司机实时监控车站客流、列车出入站、旅客上下车，以提高运营组织管理效率，保证列车安全、正点，同时借助，车站和中心录像进行安全及事故取证。时钟系统是为运营准时、服务乘客、统一全线设备标准时间而设置的。系统采用GPS标准时间信息，GPS（Globe Position System）全球卫星定位系统。旅客向导系统根据现行列车时刻表设定的信息
13、和列车交通状况，通过乘客信息系统向乘客提供自动、实时、可视或广播告示。3、我国城市轨道交通通信系统的发展我国城市轨道交通通信系统的建设始于北京地铁的一期工程，当时是边研究、边设计、边投产、边安装的，70%以上的设备属于试验性产品。在通信的业务上只考虑了单一模拟制，一律是话音实线传输，设备统一为机电式，设备组网上基本上是分散多址、封闭型状态，通信手段只有有线一种方式。虽然1981年建成50MHz调频、三话路、数话兼容、异频、双工电台，但是面对巨大沉重的运输任务，在联动的上都显现出很多不协调不适应的局面。起立，致礼、考勤回答问题、展示预习任务、讨论。记分回答问题，根据PPT图片说出设备的名称和安装地点画出通信系统各个部分的联系图明确通信系统的发展历程德育及行为教育、上课准备检查预习及作业学习效果给学生养成复习、预习的习惯举例：我们目前使用的通信工具有哪些？在地铁里，哪些设备属于通信系统提问：广播系统和闭路电视系统的终端设备有哪些，装在地铁的什么地方？为什么明确通信系统发展的趋势2min5min5min20min10min