在《列车运行自动控制技术》课程教学过程中深刻落实立德树人的根本任务，发挥课堂教学主要渠道，将爱国、敬业、奋斗、奉献的精神融入到课堂教学中，教给学生诚实守信、待人友善的做人做事道理，规范、严谨、团结、合作的专业素养，以及爱国、奉献的理想信念。

  本课程是为自动化、轨道专业的交叉学科课程，面向自动化、轨道等通信与控制相关专业的学生及社会相关专业人士。本课程的教学任务首先让学生掌握城市轨道交通列车运行自动控制（ATC）系统在城市轨道交通系统中的作用、掌握ATC系统的组成、功能、实现方式，使学生掌握我国城市轨道交通列车自动控制系统的发展和工作原理；其次，让学生掌握中国列车自动控制系统（CTCS）的基本原理及其通信和控制方式，学会操作其9种工作模式；最后，学生通过对ATC系统与CTCS系统加以区别和学习，并通过理论学习和列车自动运行计算机仿真系统的训练，使学生对列车自动控制系统有一个比较完整地认识。

                                           《列车运行自动控制技术》教学大纲

一、课程目标
1. 了解列车运行自动控制系统的发展过程，理解列车运行控制系统的发展方向，对学科前沿知识有所了解。
2. 重点掌握列车运行相关的基础设备，轨道电路、信号机、转辙机、继电器、计轴器及应答器的工作原理及主要功能。
3. 掌握列车运行自动控制技术的基础知识。正确理解“故障导向安全”技术的基本概念。掌握列车运行间隔的控制技术（闭塞）的基本原理及其分类。掌握列车运行进路控制技术(联锁)的工作原理，掌握排进路的过程。理解列车定位技术，车地通信技术。对数据传输技术的原理进行学习。
4. 掌握基于轨道电路的列车运行自动控制系统。掌握ATC系统的基本结构与控制模式，区别不同结构的ATC系统。掌握列车自动监控ATS子系统的主要功能。掌握列车自动防护(ATP)子系统的主要功能，并对其基本结构进行了解。了解车载ATC设备，正确理解列车自动运行ATO子系统的主要功能。
5. 学习基于通信的列车运行自动控制系统(CBTC)系统。重点掌握CBTC系统的慨述及基于无线通信(Radio)的CBTC系统。了解基于无线通信的CBTC系统 (无人驾驶的CBTC系统)，了解基于交叉感应环线通信的移动闭塞系统。
6. 重点掌握CTCS的工作原理及基本结构 。掌握CTCS-2级与CTCS-3级的区别。掌握CTCS的9种工作模式，会对9中工作模式进行切换。掌握CTCS-3级的主要运营场景，并会对其只要运营场景进行操作。

二、课程主要内容及学时分配
   1列车运行控制系统概述（共2学时，支撑教学目标1）
【教学目标】： 
了解列车运行自动控制系统的发展过程，理解列车运行控制系统的发展方向，对学科前沿知识有所了解。
【主要内容】： 
①城市轨道交通信号系统的作用和特点
② 城市轨道交通列车运行自动控制系统的发展
③ 城市轨道交通列车运行自动控制系统基本架构
④本章小结
【重点】：城市轨道交通信号系统的作用和特点
【难点】：城市轨道交通列车运行自动控制系统的基本框架
【教学活动设计】：
①运用课件讲解列车运行自动控制的基本概念，可通过现实生活中的例子，阐述城轨交通列车运行自动控制系统的发展，对ATC系统的概念进行简单介绍，为后续学习ATC系统作出铺垫。
②作业：简述城轨交通列车运行自动控制系统的基本结构
③讨论：在现实生活中，举例说明列车运行自动控制系统中，哪些设备可以作为闭环系统中的反馈元件？旨在拓宽学生的思路，提高对本课程的学习兴趣。

2 列车运行自动控制系统基础设备（共6学时，支撑教学目标1、2）
【教学目标】： 
重点掌握列车运行相关的基础设备，轨道电路、信号机、转辙机、继电器、计轴器及应答器的工作原理及主要功能。
【主要内容】： 
①轨道电路的工作原理、主要功能及其分类（2学时）
②信号机的分类及其功能，信号机颜色的配列。（1学时）
③继电器的基本工作原理，区分不同继电器的不同功能。（1学时）
④转辙机的工作原理及其主要功能。（1学时）
⑤分别介绍计轴器和应答器的工作原理及其主要作用，本章小结。（1学时）
【重点】：轨道电路的工作原理及其主要功能、继电器的不同分类、转辙机的工作流程
【难点】：计轴器的工作原理
【教学活动设计】：
①通过课件讲解轨道电路的工作原理，并举例CTCS中利用的轨道电路。信号机在不同位置的功能。区分继电器的不同种类及不同功能。主要讲解ZD6型转辙机的主要结构，及对转辙机与道岔电路的工作原理。计轴器和应答器工作原理。
②作业：轨道电路的三种基本状态。
③讨论：分组讨论我国的城轨交通中轨道电路的功能。

3列车运行自动控制技术基础（共10学时，支撑教学目标2、3、4、5）
【教学目标】： 
掌握列车运行自动控制技术的基础知识。正确理解“故障导向安全”技术的基本概念。掌握列车运行间隔的控制技术（闭塞）的基本原理及其分类。掌握列车运行进路控制技术(联锁)的工作原理，掌握排进路的过程。理解列车定位技术，车地通信技术。对数据传输技术的原理进行学习。
【主要内容】：
①介绍列车运行自动控制系统基础的概念，理解信号系统“故障导向安全”技术的意义，了解信号安全评估系统。（2学时）
②列车运行间隔的控制技术（闭塞）的基本原理及其分类。（2学时）
③列车运行进路控制技术(联锁)的工作原理，掌握排进路的过程。（2学时）
④列车定位技术的基本原理，并学会不同定位方式的优缺点。(2学时)
⑤车地通信技术的工作原理及不同通信方式的区别。(1学时)
⑥数据传输技术的基本原理及本章小结（1学时）
【重点】：不同闭塞的工作原理及其区别。
【难点】：联锁的工作原理
【教学活动设计】：
①引入“故障导向安全”的基本原则，说明我国城轨交通和铁路都是按照此原则进行安全运行。在此基础上，分别分不同章节介绍列车运行自动控制技术基础，闭塞、联锁、定位、车地通信及数据传输。
②作业：移动自动闭塞的优点。
③讨论：分组讨论不同闭塞的区别及应用。

4基于轨道电路的列车运行自动控制系统（共8学时，支撑教学目标2、3）
【教学目标】： 
掌握基于轨道电路的列车运行自动控制系统。掌握ATC系统的基本结构与控制模式，区别不同结构的ATC系统。掌握列车自动监控ATS子系统的主要功能。掌握列车自动防护(ATP)子系统的主要功能，并对其基本结构进行了解。了解车载ATC设备，正确理解列车自动运行ATO子系统的主要功能。
【主要内容】：
①列车运行自动控制系统的结构和基本功能，ATC系统的控制模式（2学时）
②不同结构的ATC系统。（2学时）
③列车自动监控ATS子系统。（1学时）
④列车自动防护(ATP)子系统。（2学时）
⑤车载ATC设备与列车自动运行ATO子系统及本章小结（1学时）
【重点】：不同结构的ATC系统及其区别。
【难点】： 列车自动防护（ATP）子系统的工作原理。
【教学活动设计】：
①通过讲解，让学生正确ATC系统的控制模式，区别不同ATC系统，强调本课程主要学习的是基于轨道电路的ATC系统。对LATS和CATS加以区别，掌握ATP子系统的工作原理，讲解ATO的工作模式。
②作业：ATO子系统的主要功能。
③讨论：分组讨论ATP子系统在车载上和轨旁的功能区别。课下实现车载ATP的仿真。

5基于通信的列车运行自动控制系统(CBTC)（共4学时，支撑教学目标2、3、4）
【教学目标】： 
学习基于通信的列车运行自动控制系统(CBTC)系统。重点掌握CBTC系统的慨述及基于无线通信(Radio)的CBTC系统。了解基于无线通信的CBTC系统 (无人驾驶的CBTC系统)，了解基于交叉感应环线通信的移动闭塞系统。
【主要内容】：
①CBTC系统的基本慨述，掌握基于无线通信(Radio)的CBTC系统（2学时）
②介绍无人驾驶的CBTC系统的概念，简要介绍基于交叉感应环线通信的移动闭塞系统，本章小结（2学时）
【重点】：CBTC系统的基本概念
【难点】：无人驾驶的CBTC系统的运行方式
【教学活动设计】：
①通过多媒体讲解CBTC系统的基本慨述，掌握基于无线通信(Radio)的CBTC系统，介绍无人驾驶的CBTC系统及基于交叉感应环线通信的移动闭塞系统。
②作业：无线通信的CBTC系统的工作原理。 
③讨论：分组演示讲解无人驾驶CBTC系统在现实生活中的应用及未来的发展方向。

6 中国铁路CTCS系统介绍（共8学时，支撑教学目标5）
【教学目标】：  
重点掌握CTCS的工作原理及基本结构 。掌握CTCS-2级与CTCS-3级的区别。掌握CTCS的9种工作模式，会对9中工作模式进行切换。掌握CTCS-3级的主要运营场景，并会对其只要运营场景进行操作。
【主要内容】：
①CTCS的概念及CTCS-2级与CTCS-3级的区别。（2学时）
②CTCS-3级的技术方案和工作模式。（2学时）
③CTCS-3级的主要运营场景。（2学时）
④中国铁路CTCS与城轨交通ATC的比较，总复习。（2学时）
【重点】：CTCS-2级与CTCS-3级的区别、CTCS的主要运营场景的理解
【难点】：CTCS-2级与CTCS-3级的区别 
【教学活动设计】：
①通过讲解ETCS的概念，引进CTCS的基本思想。区别CTCS-2级与CTCS-3级的不同作用，详细讲解CTCS-3级的技术方案、工作模式和主要运营场景。
②作业：CTCS-3级级间转换和RBC切换的概念。 
③讨论：分组讨论CTCS-2级与CTCS-3级的主要区别。

五、实验项目

实验一 计算机联锁仿真系统（共2学时，支撑教学目标2、3、4）
【教学目标】：
①了解车站计算机联锁系统结构、工作原理和故障安全性；
②通过模拟站内行车过程，了解进路的实际执行过程。
【主要内容】：
①掌握车站计算机联锁系统结构及工作原理（讲解）； 
②掌握计算机联锁仿真系统初次上电后基本操作； 
③掌握轨道区段占用、出清及车次号添加； 
④观察并掌握道岔的定位、反位、单锁、单解、单封、解封操作及现象；
⑤列车进路办理；
⑥进路或轨道区段的解锁；
⑦引导进路的办理与解锁；
⑧辅助改变运行方向的接发车。
【重点】：列车进路办理
【难点】：辅助改变运行方向的接发车
【教学活动设计】：
①介绍实验目的、实验原理、实验要求；
②掌握列车进路办理；进路或轨道区段的解锁；
③观察并掌握道岔的定位、反位、单锁、单解、单封、解封操作及现象；
④记录各操作的主要步骤及控件；
⑤撰写实验报告。
 
实验二 CTCS-3级基本运营场景
（共2学时，支撑教学目标2、3、4）
【教学目标】：
①了解CTCS-3级列控车载设备（含CTCS-2级功能）有9种主要工作模式
②了解CTCS-3级控车时，车载设备工作模式的转换关系和条件
③利用仿真系统实现不同运营模式之间的相互转换
④熟悉各子系统间数据流向，特别是车载设备和地面设备信息交互等细节。
【主要内容】：
①在驾驶台上仿真系统不同运营模式间的转换并区分其不同。
②模拟完成以下典型CTCS-3 级列控运营场景包括注册与启动、注销、等级转换、行车许可、自动过分相、重联与摘解、临时限速、降级情况、人工解锁进路等。

【重点】：典型CTCS-3 级列控运营场景中等级转换、行车许可
【难点】：典型CTCS-3 级列控运营场景中自动过分相、重联与摘解
【教学活动设计】：
①根据内容要求，实现列车的安全驾驶，并记录ATP自动防护报警的速度值。
②观察列车自动运行的速度距离曲线，并记录。
③操作不同运营模式间的转换，观察RBC中的车地传输数据报文。
④模拟完成以下典型CTCS-3 级列控运营场景包括注册与启动、注销、等级转换、行车许可、自动过分相、重联与摘解、临时限速、降级情况、人工解锁进路等，记录其操作控件，并记录显示屏中列车的运行情况。
⑤撰写实验报告。

实验三 区间信号控制实验系统（共2学时，支撑教学目标2、3）
【教学目标】：
①了解自动闭塞系统的组成及作用；
②掌握区间内轨道电路的自动闭塞系统工作原理；
③掌握复线接发列车作业标准。
【主要内容】：
①正确理解自动闭塞系统的组成及作用；
②随着列车位置改变，观察信号灯的变化，以及信号灯对行车安全的作用，理解自动闭塞系统的工作方式。
③操作复线接发车作业。
【重点】：随着列车位置改变，观察信号灯的变化，以及信号灯对行车安全的作用，理解自动闭塞系统的工作方式。
【难点】：复线接发车作业标准的理解
【教学活动设计】：
①根据内容要求，办理从犀浦站发往九里站的发车进路，添加列车并以C3模式运行；
②3分钟后，再次从犀浦站发往九里站一辆列车；
③在CTC区段视图上观察前后车MA的长度及轨道电路编码（L，LU，U，HU），分析各码位显示正确与否。
④撰写实验报告。

推荐教材：
[1]《城市轨道交通列车运行自动控制技术》，徐金祥主编，中国铁道出版社，2013
[2] 《城市轨道交通列车运行控制 》，贾文婷主编，北京交通大学出版社，2012
主要教学参考书：
[1] 《CTCS-3级列车运行控制系统原理和应用》郭媛忠主编，中国铁道出版社，2013
[2]《城市轨道交通信号检测基础》徐金祥主编，中国铁道出版社，2010

撰写人    王 玉