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1、课题第2课理解行车闭塞法与掌握联锁和联锁设备课时2课时(90min)教学目标知识技能目标：(1)理解实现行车闭塞的基本方法、行车闭塞法的分类(2)理解移动闭塞的基本要素和移动闭塞系统的组成(3)能够根据情况熟练实现行车闭塞(4)掌握联锁原理、联锁设备的功能(5)了解继电联锁和计算机联锁(6)对我国的计算机联锁系统形成正确的认识素质目标：(1)学习行车调度员爱向敬业的职业精神，培养高度的责任心(2)增强创新意识，助力城市轨道交通行业向着信息化、数字化、智能化、智慧化发展教学重难点教学重点：实现行车闭塞的基本方法，移动闭塞的基本要素和移动闭塞系统的组成，联锁原理，联锁设备的功能，继电联锁和计算机联
2、锁教学难点：根据情况熟练实现行车闭塞教学方法案例分析法、问答法、讨论法、i并授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，预习本节课要讲的知识【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到案例导入【教师】讲述“小李的日常工作”案例(详见教材)，并提出问题(1)什么是行车闭塞法？(2)实现行车闭塞的基本方法有哪些？【学生】聆听、思考、讨论、举手回答传授新知【教师】通过学生的发言，引入新的知识点，浴解实现行车闭塞的基本方法、行车闭塞法的分类、移动闭塞等知识行车
3、闭塞法是指为保证列车安全运行，在组织列车运行时，通过设备或人工控制，使连续发出的列车保持一定安全距离的办法。一、实现行车闭塞的基本方法实现行车闭塞的基本方法有空间间隔法和时间间隔法两种。我国采用的是空间间隔法。(一)空间间隔法空间间隔法是指把线路划分为若干个区间，在每个区间内同时只准许一列列车运行，从而使前行列车和追踪列车之间必须保持一定8巨离的行车方法。空间间隔法能严格地把列车分隔在两个区间，从而有效地防止列车追尾和正面冲突事故的发生,确保列车运行安全。（二）时间间隔法时间间隔法是指列车按照事先规定好的时间由车站发车，使前行列车和追踪列车之间保持一定时间间隔的行车方法。采用时间间隔法时，追踪
4、列车不能确切频知前行列车的运行情况，所以不能确保列车运行安全。二、行车闭塞法的分类城市轨道交通行车闭塞法按级别由低ill高分为电话闭塞法、进路闭塞法、准移动闭塞法、移动闭塞法等。行车调度人员应根据信号系统具备的功能层级，由高到低使用相应的行车闭塞法。（一）电话闭塞法【教师】通过多媒体展示“站间区间”图片（详见教材），并进行讲解电话闭塞法是当高级别的行车闭塞法不能使用时，由区间两端车站利用站间行车电话以发出电话记录号码的方式办理闭塞的行车闭塞法。其闭塞区间为站间区间。启用电话闭塞法前，车站值班员应准确掌握实施电话闭塞区域内所有列车的位置，确认所有列车已停妥且进路准备妥当。启用电话闭塞法时，首列列
5、车运行速度不应高于25km/h。采用电话闭塞法行车时，不论是单线还是双线，列车都以路票作为占用闭塞区间的凭证，一个闭塞区间内只允许有一列列车运行（列车救援时除外I闭塞区间内列车凭路票采用不受限制的人工驾驶模式行驶。当列车反方向运行时，应在路票左上角加盖反方向运行专用章.城市轨道交通直线型线路行车方向以自西向东、自南向北为上行，以自东向西、自北向南为下行；环形、半环形线路以外环（逆时针方向）为上行，以内环（顺时针方向）为下行；对角线方向线路应按照东西方向和南北方向线路区E蜥占比重，以比重较大的区段方向判定上行和下行。（二）进路闭塞法【教师】通过多媒体展示“闭塞分区”图片（详见教材），并进行讲解进
6、路闭塞法是指列车运行间隔为进路始端信号机至相邻下一架顺向信号机的行车闭塞法。进路闭塞法是一种固定闭塞法,其闭塞区间为固定的闭塞分区,闭塞分区为一条进路内两个相邻信号机间的区间。采用进路闭塞法行车时，行车凭证为地面信号机显示的允许信号。按信号显示数目分类，进路闭塞可分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞。【教师】通过多媒体展示“三显示自动闭塞”图片（详见教材），并进行讲解在三显示自动闭塞中,通过信号机有绿灯、黄灯、红灯三种显示模式。其中，绿灯表示前方至少有两个闭塞分区空闲，列车可按规定速度通过;黄灯表示前方仅有一个闭塞分区空闲，列车应减速通过;红灯表示前方闭塞分区有车占用,列车不应越过通过信号机。在
7、三显示区段，为确保列车的安全，只准许列车在出站信号机显示绿灯的条!牛下从车站出发或通过。【教师】随机邀请学生回答以下问题：区间状态包括哪些类型？不同类型的区间状态有何区别？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【拓展视野】组织学生自主阅读“路票”【学生】阅读、思考【教师】总结拓展视野核心思想与设置目的【教师】通过多媒体展示“四显示自动闭”图片（详见教材），并进行讲解在四显示自动闭塞中，通过信号机有绿灯、绿黄灯、黄灯、红灯四种显示模式。其中，绿灯表示前方至少有三个闭塞分区空闲，列车可按规定速度通过；绿黄灯表示前方有两个闭塞分区空闲，高速列车应减速通过；黄灯表示前方仅有一个闭塞分区空闲，低
8、速列车应减速通过；红灯表示前方闭塞分区有车占用，列车不应越过通过信号机。在四显示区段，为确保列车的安全，客运列车进入闭塞分区的凭证为出站信号机显示绿黄灯或绿灯，但特快列车进入闭塞分区的凭证为出站信号机显示绿灯。（三）准移动闭塞法准移动闭塞法是指以前行列车所在闭塞分区末端为追踪点进行计算授权，控制列车安全运行间隔和行驶速度的行车闭塞法。其闭塞区间为追踪列车至前行列车所在闭塞分区的末端。由于无法得知前行列车在闭塞分区中的具体位置，因此追踪列车的行车许可终点在前行列车所在闭塞分区末端,相当于增加了一段安全防护距离。（四）移动闭塞法【教师】通过多媒体展示“采用移动闭塞法时闭塞区间的划分”图片（详见教材
9、），并进行讲解移动闭塞法是指以前行列车尾部为追踪点进行计算授权，控制列车安全运行间隔和行驶速度的行车闭塞法。其闭塞区间为追踪列车和前行列车之间的区间.采用移动闭塞法行车时，行车凭证为追踪列车收到的由车地通信系统传过来的移动授权信息，该移动授权信息包括前行列车的速度、与前行列车的距离、前方线路的坡度利言息，列车根据该移动授权信息方能继续前行。【课堂讨论】组织学生讨论以下问题：请简述进路闭塞法、准移动闭塞法、移动闭塞法的不同点，并将表1-1（详见教材）填写完整。【学生】聆听、思考、讨论、填表【教师】公布正确答案三、移动闭塞（一）移动闭塞的基本要素移动闭塞的三个基本要素为列车定位、安全距离和目标点。
10、【教师】通过多媒体展示“应答器”图片（详见教材），并迸行讲解1.列车定位在移动闭塞中，没有使用轨道电路等设备来检直闭塞分区列车的占用情况，而是使用列车定位技术来获取列车的具体位置、运行速度等信息，以实现对列车的有效控制.常用的列车定位技术主要有测速定位法、查询-应答器法、卫星定位法等。(I)测速定位法是在车轮外侧安装光栅，按车轮旋转次数与转角计算出列车的位移，从而确定列车的位置。(2)查询-应答器法是在线路上按一定间隔设置应答器,应答器内存储了其所在位置的公里标，列车上的查询器经过应答器时便可知道列车的位置信息.(3)卫星定位法是利用导航卫星进行测时和测距，从而实现全球定位.2 .安全距离【教
11、师】通过多媒体展示“安全距离示意图”图片(详见教材)，并进行讲解安全距留是追踪列车的命令停车点与其前方障碍物之间的T固定8巨离，该距离是基于列车安全制动模型计算得到的一个附加距离。假设追踪列车Tl在A点以线路允许的最高速度运行，此时前行列车T2位于E点。正常情况下，追踪列车Tl开始制动，并最终停在B点，但若追踪列车Tl因发生故障而没有开始制动，反而加速前行，直至车载控制器检测到列车速度超出容许范围时，追踪列车Tl才开始紧急制动，并最终停在C点。列车行驶过程中，追踪列车TI和前行列车T2始终保持一个闭塞区间的距离(即常用制动距离加上安全距离)，以确保在最不利的情况下,追踪列车Tl能够安全地停在前
12、行列车T2的后方而不与之发生碰撞。3 .目标点目标点是列车的行车凭证，列车只有获得了目标点,才能向前移动。目标点通常是设在列车前方一定距离的某个位置点，一旦设定，即表明列车可以安全运行至该点，但不能超过该点。在移动闭塞中，系统就是通过不断前移列车的目标点，引导列车在线路上安全运行的。(二)移动闭塞系统的组成【教师】通过多媒体展示“典型的CBTC系统结构”图片(详见教材)，并进行讲解由于移动闭塞系统是一种采用了先进的通信技术、计算机技术、控制技术等技术的系统，所以国际上习惯称移动闭塞系统为基于通信的列车自动控制系统，即CBTC系统。CBTC地面设备和CBTC车载设备通过无线数据通信网络连接起来，
13、构成CBTC系统的核心。通过可靠的无线数据通信网络，列车将其位置、车次、实际速度、制动效能等信息以无线传输方式发送给区域控制器，区域控制器追踪列车并通过无线传输方式向列车发送移动授权命令，列车随后确认并执行接收到的命令。【科技之光】组织学生自主阅读”列车自动控制系统”【学生】阅读、思考【教师】总结其核心思想与设置目的【学药脚斤、m记tz课堂实践【教师】组织学生以小组为单位，开展“城市轨道交通行车闭塞法知识竞赛”活动活动流程：(I)以小组为单位，了解知识竞赛的选题范围，搜集相关资料，掌握和城市轨道行车闭塞法相关的知识。(2)选出裁判与计分员，各小组根据老师所出的题目进行抢答，答对一题得1分，寄昔
14、一题扣1分。总分多的小组获胜，获得最佳团队称号，老师可根据实际情况给予一定的奖励。(3)各小组将知识竞赛过程中答错或不会的题目及其正确答案、学习体会及收获记录在表1-2(详见教材)中。【魅】麒、笑I、舞，曲推茹黑【教师】与裁判与计分员一起评选出冠军小组案例导入【教师】讲述“小王的日常工作”案例(详见教材)，并提出问题(1)联锁原理是什么？(2)联锁设备有哪些功能？(3)计算机联锁是1十么？【学生】聆听、思考、讨论、举手回答传授新知【教师】通过学生的发言，引入新的知识点，讲解联锁原理、联锁设备的功能、继电联锁和计算机联锁。行车闭塞法是指为保证列车安全运行，在组织列车运行时，通过设备或人工控制，使
15、连续发出的列车保持一定安全距离的办法。一、联锁原理为了保证行车安全，必须通过技术方法，使进路、道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立起一种相互制约的关系，这种制约关系称为联锁。进路、道岔和信号机之间的联锁关系可以归纳为以下几点：(1)只有进路上的有关道岔开通位置正确,防护这一进路的信号机才能开放。(2)当防护某一进路的信号机开放以后，该进路上的所有道岔均不能转换，所有敌对进路的信号机均不能开放。(3)在正线出站信号机开放以前，进站信号机不能显示正线通过信号。【教师】通过多媒体展示“联锁系统”图片(详见教材)，并进行讲解根据系统内各设备在功能上的分工和所在的位置，可将联锁系统分解成人机会话层、
16、联锁层和监控层。人机会话层的设备设在车站值班室内；联锁层、监控层都必须符合故障-安全原则，其设备设在车站信号楼的机械室内。故障-安全原则又称故障导向安全原则，是指在轨道交通信号设备或系统的设计中，在设备发生故障、错误、失效的情况下，要求减轻以至避免损失的原则.遵守该原则，能使轨道交通信号设备或系统发生安全侧故障的可能性远远大于发生危险侧故障的可能性。其中，安全侧故障是指处于禁止运行状态的故障,有利于行车安全；危睑侧故障是指处于允许运行状态的故障，可能危及行车安全。【教师】随机邀请学生回答以下问Sg：请简述故障-安全”原则的内容。【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答人机会话层的主要功能
17、如下：操作人员在该层输入联锁机构操作信息，接收联锁机构反馈的设备状态信息和行车作业情况信息。联锁层是联锁系统的核心。它除了接收来自人机会话层的操作信息外,还接收来自监控层所反映的信号机、转辙机和轨道电路等的状态信息,并根据联锁条件对这些操作信息和状态信息进行处理产生相应的控制命令。监控层的主要功能如下：接收联锁机构的控制命令，通过信号控制电路来改变信号机显示；接收联锁机构的道岔控制命令,驱动道岔转换;向联锁机构反馈信号机、转辙机和轨道电路等的状态信息。二、联锁设备的功能控制车站的进路、道岔和信号机，并实现它们之间联锁功能的设备，称为联锁设备.联锁设备具有轨道电路处理功能、进路控制功能、道岔控制
18、功能、信号控制功能和进路自动设置功能等。（一）轨道电路处理功能轨道电路处理功能是指联锁设备可以接收和处理轨道区段的空闲占用状态信息，并把该状态信息转发给其他相关设备。（二）进路控制功能1 .进路建立进路建立是指从开始办理进路到防护该进路的信号机开放的过程，包括进路选择、道岔控制、信号控制、进路锁闭四个阶段。进路建立后,将一直保持锁闭状态.2 .进路解锁进路解锁是指从列车驶入进路到越过进路全部轨道区段的过程，或是操作人员解除已建立的进路的过程。当控制中心发出取消进路的指令时,若进路和进路的接近轨道区段处于空闲状态，则进路立即取消。当列车接近进路时，若由于某种原因需取消进路，则取消进路的操作需延时
19、生效，以确保即使列车冒进，进路仍处于锁闭状态，不致发生危险。（三）道岔控制功能1 .监测道岔监测设备可以全天候监测所有道岔的状态，并将此状态信息反馈给人机会话层。如果出现列车挤岔等非正常情况，道岔监测设备会将此情况反馈给控制中心，并发出声光报警。2 .锁闭道岔锁闭电路接收到控制中心传来的锁闭道岔的命令后，即会对道岔进行锁闭操作,并反馈一条锁闭成功或锁闭失败的状态信息给控制中心。道岔锁闭电路还可以根据需要对每组道岔进行单独锁闭操作。3错开道岔动作时间只有当道岔区段空闲、道岔不在指定位置并未被锁定时，联锁设备才需要对道岔进行转换操作。为了避免操作多组道岔时出现瞬间电流过大的现象,联锁设备需要错开转
20、辙机转动的时间点。（四）信号控制功能信号控制功能是指联锁设备具备监视轨旁设备的信号状态，并依靠进路、轨道区段、道岔对轨旁设备的信号状态进行自动控制的功能.当收到控制中心传来的信号更新命令时，联锁设备就会更新信号状态。（五）进路自动设置功能正常情况下，城市轨道交通中只需要开通某一固定进路。根据列车的目的地，联锁设备会根据列车时刻表或列车识别号在适当时间自动设置进路。三、继电联锁和计算机联锁（一）继电联锁【教师】通过多媒体展示“通过控制台集中控制和监测全站的信号设备”图片(详见教材)，并进行讲解继电联锁又称电气集中联锁，是指用继电电路集中控制和监测车站的进路、道岔和信号机，以实现车站的联锁关系和对
21、室外设备的控制。操作人员可通过控制台集中控制和监测全站的信号设备。由于继电联锁存在控制台是专用产品、造价较高、兼容性差、无自诊断功能、信号设备室建筑面积大、无进路自动设置功能等缺点，难以满足城市轨道交通运营的要求，因此，只有少数车辆段采用继电联锁，多数车辆窗口全部正线均采用计算机联锁。(二)计算机联锁【教师】扫码播放TYJL-II型计算机联锁系统的设备组成“视频，帮助学生了解其组成【学生】观看、思考、理解计算机联锁是指利用计算机实现车站的联锁关系，用继电电路作为计算机主机与室夕M言号机、转辙机、轨道电路的接口设备，操作人员通过显示器、鼠标等设备实现对现场设备的控制和监测。计算机联锁系统由硬件和
22、软件构成。硬件包括联锁计算机(见图1-161彩色监视器、微型集中操纵台、安全继电输入输出接口柜、计算机联锁专用电源屏，以及信号机、转辙机、轨道电路等设备。软件是实现进路、道岔和信号机相互制约的核心部分，由两部分组成：一是参与联锁逻辑运算的车皿据；二是进行联锁逻辑运算，完成联锁功能的应用程序。【教师】通过多媒体展示“联锁计算机”图片(详见教材)，并进彳翔解计算机联锁系统与继电联锁系统相比，具有以下优点：(1)设备体积小、可靠性高,可实现无维修和少维修。(2)计算机联锁系统功能更加完善。继电联锁系统，如6502继电联锁系统,受站场电路网络层次和结构、继电器数量及网络线的数量等的影响，在功能与功能扩
23、展方面均受到限制。而计算机联锁系统往往只需要少量的硬件和软件，即可解除上述限制。(3)计算机联锁系统的信息量极为丰富，其利用各种网络手段，可方便地与行车调度指挥系统、列车控制系统等联网，提供及交换各种信息，以使工作协调、顺畅地进行。(4)计算机联锁系统易于利用自诊断、自检测功能及互联网，实现远程诊断。(5)随着大规模集成电路的发展，计算机联锁系统的成本将越来越低，计算机联锁系统与继电联锁系统相比将更具优势。【科技之光】组织学生自主阅读“我国的计算机联锁系统”【学生】阅读、思考【教师】总结其核心思想与设置目的【学生】聆听、理睇i兆课堂实践【教师】组织学生以小组为单位，开展“了解计算机联锁的发展史
24、”活动活动流程：(1)以小组为单位，通过浏览网页的方式搜集资料，了解计算机联锁的发展史。(2)各小组将搜集到的资料整理成PPT,并派代表在课堂上演示.(3)老师对各小组的表现进行点评。【雉】雌、汇总酬乍PPT,则缁PPT,融前解【教师】与学生一起评价各组的表现，选出任务完成得最好的一组课堂小结【教师】简要总结本节课的要点(I)实现行车闭塞的基本方法(2)行车闭塞法的分类(3)移动闭塞(4)联锁原理(5)联锁设备的功能(6)继电联锁和计算机联锁【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业(1)总结本节课课堂内容，形成思维导图(2)完成本项目学习成果自测”中与本节课相关的习题【学生】完成课后任务教学反思
