《城市轨道交通通信与信号》教案 第10课 列车自动控制系统（三）.docx

PAGE 12 PAGE 12 PAGE 11 PAGE 11 课题 列车自动控制系统（三）——学习列车自动驾驶系统和基于通信的列车控制系统 课时 2 课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）熟悉ATO系统的设备组成及基本功能。 （2）熟悉基于通信的列车控制系统（CBTC系统）的功能和特点。 （3）会使用ATO和CBTC系统设备。 素质目标： 通过了解我国地铁信号系统的研究成果以及与其他国家在信号系统研究方面存在的差距，增强自身的职业使命感，努力提高自主研发效果和技术水平，加快我国城市轨道交通行业发展。 教学重难点 教学重点：熟悉ATO系统的设备组成及基本功能，熟悉基于通信的列车控制系统（CBTC系统）的功能和特点 教学难点：正确使用ATO和CBTC系统设备 教学方法 任务引入法、问答法、讨论法、实践操作法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材 教学设计 第1节课：课前任务→?考勤（2 min）→?问题导入（5 min）→传授新知（23 min）→?课堂讨论（15 min） 第2节课：传授新知（20 min）→任务实施（15 min）→嘉言善行（5 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min） 教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图 第一节课 课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“认识列车自动驾驶系统”任务工单，同时提醒同学通过APP或其他学习软件，收集列车自动驾驶系统的相关资料，并进行了解 【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材 通过课前的预热，让学生了解所学课程的大概内容，激发学生的学习欲望 考勤（2 min） 【教师】使用APP进行签到 【学生】按照老师要求签到 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况 问题导入（5 min） 【教师】提出问题： （1）什么是列车自动驾驶系统？ （2）列车自动驾驶系统的基本功能有哪些？ 【学生】聆听、思考、举手发言 通过问题导入，引导学生思考，调动学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣 传授新知（23 min） 【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解列车自动驾驶系统的相关知识 列车自动驾驶系统（ATO系统），主要实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返，根据控制中心指令自动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动，发送车门和站台安全门开关信号，使列车以最佳工况安全、正点、平稳地运行。 与ATP系统为列车运行提供安全保障相比，ATO系统是提高城市轨道交通列车运行水平的技术措施，它需要ATP系统和ATS系统提供支持。ATP系统向ATO系统提供列车的运行速度、线路允许速度、限速和目标速度，以及列车所处位置等基本信息；ATS系统向ATO系统提供列车运行作业和计划。 ATO系统取代驾驶员人工驾驶，实现列车自动驾驶，有效地提高了列车的运营效率，降低了驾驶员的劳动强度，是城市轨道交通运营作业自动化的重要体现。 一、ATO系统设备组成 ATO系统是非“故障—安全”系统，由车载设备和地面设备组成。 1．ATO系统车载设备 ATO系统车载设备包括车载ATO模块、ATO车载天线和人机界面。 1）车载ATO模块 车载ATO模块是ATO系统的核心组成部分，如下图所示，它包含硬件和软件两部分。 车载ATO模块从ATP系统获得列车运行速度、列车位置等必要信息，其软件实时处理这些数据，计算出列车当前所需的牵引力或制动力，向列车发出请求，列车牵引或制动系统收到请求指令后，对列车施加牵引或制动。 【提示】 车载ATO模块可与列车的牵引系统和制动系统相互作用，实现列车在站台区精确对位停车。 2）ATO车载天线 车载ATO模块与地面设备之间的信息交换是通过ATO车载天线来完成的，以实现ATO系统与ATS系统之间的信息交换。 （1）从列车向地面发送信息。 车载ATO模块通过ATO车载天线向地面ATS系统发送的信息包含列车识别号信息，如列车的车组号、车次号、目的地编码等内容；列车向地面发送的信息还包含列车运行方向、列车车门状态、车轮磨损指示、列车车轮打滑和空转、车载ATO模块状态和报警等信息。 （2）从地面向列车ATO车载设备发送信息。 从地面向列车ATO车载设备发送的信息有列车开关门命令、列车车次号确认、列车测试指令、门循环测试、主时钟参考信号、跳车指令和列车运行等级等。 3）人机界面 列车驾驶员通过人机界面可以将列车运行模式选择为“ATO”，启动列车在ATO模式下运行。 2．ATO系统地面设备 ATO系统地面设备包括地面信息接收发送设备和轨道环线。地面设备接收ATO车载天线发送信息，并将ATS信息通过轨道环线发送到线路上，由ATO车载设备进行接收和处理。 二、ATO系统基本功能 1．车站发车控制功能 列