城市轨道交通信号与通信系统教学大纲.docx
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城市轨道交通信号与通信系统教学大纲
《城市轨道交通信号与通信系统》教学大纲
一、课程基本信息
课程名称（中文）：
城市轨道交通信号与通信系统（英文）：
课程代码：
0806515004
课程类型/性质：
专业课
总学时：
64
学分：
4
适用专业：
轨道交通运营管理
开课系门：
管理系
与本专业其它课程的关系：
本课作为一门专业课，将为学生对轨道交通运营管理及设备维修维护打下坚实的基础。
二、课程内容简介
介绍了城市轨道交通信号与通信系统的主要系统，包括基础信号设备、联锁系统、列车自动控制系统、通信传输系统、电话系统、无线调度系统、闭路电视、广播系统、时钟系统、商用通信系统和旅客信息系统，每个系统都从系统组成、系统功能及其控制方面进行了介绍。
。
三、课程任务、教学目标
通过教学，使学生掌握城市轨道交通信号与通信系统的构成，及主要设备的维护检修流程。
【一】知识目标
要求学生通过本课程的学习，具备对信号、通信各子系统设备构成与主要功能的牢固掌握，对各系统进行维护和维修的能力。
【二】能力目标
1.分析能力的培养：
主要是对具体通信和信号进行分析的能力的培养，同时也要注意培养综合运用多种分析方法的能力培养。
2.自学能力的培养：
运用启发式教学方法，通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。
3.表达能力的培养：
主要是通过作业、课上讨论等形式，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
4.创新能力的培养：
培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯和对问题提出多种解决方案、选择不同的方法对设备进行维护的能力。
【三】素质目标
1、了解轨道交通信号与通信设备基本构成与主要功能。
2、具有严谨工作作风，实事求是的学风，树立创新意识。
3、树立良好的学习态度。
四、教学安排、教学方法及手段
坚持讲授与指导学生练习相结合，课堂系统规范讲授本课程内容，必要时运用多媒体教学手段，加强学生的预习与复习环节、实际操作与案例分析的测验环节。
考核方法:
实行教考分离；建立考试题库制，采用平时测验+期末考核等多种考核方式。
五、各教学环节学时分配
理论部分学时分配
序号
教学内容
学时
１
第一章概述
2
2
第二章基础信号设备
6
3
第三章联锁系统
6
4
第四章列车自动控制
4
5
第五章列车自动防护
4
6
第六章列车自动驾驶
4
7
第七章列车自动监控
4
8
第八章通信传输系统
4
9
第九章电话系统
4
10
第十章无线调度系统
4
11
第十一章闭路电视
4
12
第十二章广播系统
4
13
第十三章时钟系统
4
14
第十四章商用通信系统
2
15
第十五章旅客信息系统
4
16
习题课
4
学时总计
64学时
六、理论教学内容与基本要求
第一章电路的基本概念与基本定律
（一）教学目标与要求
【知识目标】
电路的基本概念和电压、电流约束关系：
理解电路模型、电流、电压及参考方向，功率、能量。
掌握电阻元件、电感元件、电容元件、电压源、电流源及受控源以及常用多端元件的概念和伏安特性、功率计算，掌握基尔霍夫定律及正确列写方程。
【能力目标】
通过学习使同学们对电路有基本的认识。
【素质目标】
了解电路模型及理想电路元件的意义。
【重点难点】
基尔霍夫定律及正确列写方程。
【教学内容】
第一节电路和电路模型
一、电路
二、电路模型
第二节电路的基本物理量
一、电流
二、电压和电位
三、电功率与电能
第三节电阻元件和欧姆定律
一、电阻元件
二、欧姆定律
三、电阻元件的功率
第四节电压源和电流源
一、理想电压源
二、理想电流源
三、实际直流电源的模型
第五节基尔霍夫定律
一、基尔霍夫电流定律
二、基尔霍夫电压定律
第六节电路的工作状态
一、开路
二、短路
三、额定工作状态
第二章线性电阻电路的分析
（一）教学目标与要求
【知识目标】
电路的串、并联、等效电路的定义。
对偶的概念、T－Y变换。
单口无缘网络的化简。
最大功率匹配、受控源、简单的含受控源电路的分析、应用支路的伏安关系及基尔霍夫定律求解电路。
线图、树及其性质，独立方程及独立变量的选取，网孔分析及回路分析。
【能力目标】
能够熟练求解电阻电路的各个物理量。
【素质目标】
培养能够熟练运用各种等效电路对电路进行分析。
【重点难点】
应用支路的伏安关系及基尔霍夫定律求解电路
【教学内容】
第一节 电阻的串联和并联
一、无源二端网络
二、电阻的串联
三、电阻的并联
四、电阻的串并联
第二节 电阻的三角形联结和星形联结的等效变换
一、电阻的三角形联结和星形联结
二、电阻的三角形联结和星形联结的等效变换
第三节 电源模型的等效变换和电源支路的串并联
一、电源模型的等效变换
二、电源支路的串并联
第四节 支路电流法
一、分析线性电阻电路的一般方法
二、支路电流法
三、支路电流法的分析步骤
第五节 网孔电流法
一、网孔电流方程的一般形式
二、网孔电流法的分析步骤
三、含有理想电流源支路的分析方法
第六节 结点电压法
一、节点电压方程的一般形式
二、节点电压法的分析步骤
三、含有理想电压源支路的分析方法
四、弥尔曼定理
第七节 叠加定理
一、叠加定理使用方法
二、叠加定理注意事项
第八节 戴维南定理和诺顿定理
一、戴维南定理
二、诺顿定理
三、最大功率传输条件
第九节 含受控源的电路
一、受控源
二、含受控源电路的分析
第三章正弦交流电路
（一）教学目标与要求
【知识目标】
理解正弦量的三要素、相量法的基本概念，掌握基尔霍夫定律的相量形式和R、L、C元件伏安关系的相量形式。
理解导纳与阻抗概念，掌握利用相量图分析电路的方法。
理解有效值、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、复功率的意义，掌握正弦稳态电路各种功率的计算方法及提高功率因数办法。
掌握正弦稳态电路的计算方法及最大平均功率传输的处理方法。
【能力目标】
掌握正弦量的三要素、相量法的基本概念；掌握正弦稳态电路各种功率的计算方法及提高功率因数办法。
【素质目标】
理解有效值、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、复功率的意义。
【重点难点】
掌握正弦稳态电路各种功率的计算方法及提高功率因数办法。
【教学内容】
第一节正弦量的基本概念及相量表示
一、正弦量三要素
二、相位差
三、有效值
第二节 正弦交流电路中的电阻元件、电感元件及电容元件
一、电阻元件
二、电感元件的功率、磁场能量
三、电容元件的电压与电流关系
第三节 RLC串联电路、并联电路
一、电压与电流关系
二、相量图
第四节 复阻抗和复导纳的串并联与等效变换
一、复阻抗和复导纳的串并联
二、复阻抗和复导纳的等效变换
第五节 正弦交流电路的分析计算
一、简单正弦交流电路的分析计算
二、复杂正弦交流电路的分析计算
第六节 正弦交流电路的功率及功率因数
一、瞬时功率
二、有功功率
三、无功功率
四、视在功率
五、复功率
六、提高功率因数的意义
七、提高功率因数的方法
第七节 电路的谐振
一、串联谐振
二、并联谐振
第四章三相交流电路
（一）教学目标与要求
【知识目标】
掌握三相电路的概念和对称、不对称三相电路的计算，掌握三相电路功率的计算。
【能力目标】
会运用有关方法分析各种对称、不对称三相电路
【素质目标】
培养学生成为运用理论指导实践的专业性的技能型人才。
【重点难点】
三相电路功率的计算。
【教学内容】
第一节 三相交流电的产生
一、产生原理
第二节 三相电源和负载的连接
一、三相电源的星型联结
二、三相电源的三角型联结
三、三相电源的负载联结
第三节 对称三相电路的计算
一、对称条件
二、对称电路的分析计算
第四节不对称三相电路的计算
一、不对称条件
二、不对称电路的分析计算
第五节 三相电路的功率及其测量
一、三相电路的功率
二、三相功率的测量
第五章互感耦合电路
（一）教学目标与要求
【知识目标】
掌握互感的概念和具有互感电路的计算。
【能力目标】
掌握互感电路的分析方法
【素质目标】
培养能够熟练分析互感电路实用型人才。
【重点难点】
互感电路的串联和并联
【教学内容】
第一节 互感
一、互感现象
二、互感系数和耦合系数
三、互感电压与电流的关系
四、互感线圈的同名端
第二节 互感线圈的串联和并联
一、互感线圈的串联
二、互感线圈的并联
第三节 具有互感电路的计算
一、直接列方程法
二、互感消去法
第六章非正弦周期电流电路
（一）教学目标与要求
【知识目标】
掌握非正弦周期电流电路的计算、有效值和平均功率的计算。
了解对称三相电路中的高次谐波处理方法。
了解信号频谱的概念。
【能力目标】
掌握非正弦周期电流电路的分析方法
【素质目标】
培养能够熟练分析非正弦周期电流电路实用型人才。
【重点难点】
非正弦周期电流电路的计算
【教学内容】
第一节 非正弦周期量的产生与分解
一、非正弦周期量的产生
二、非正弦周期量的分解
第二节 非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率
一、非正弦周期量的有效值
二、非正弦周期量的平均值
第三节 非正弦周期电流电路的分析与计算
一、非正弦周期电流电路的分析
二、非正弦周期电流电路的计算
第七章线性电路过渡过程的时域分析
（一）教学目标与要求
【知识目标】
正弦波及其三要素，相位差。
有效值。
正弦激励下一阶电路零输入响应。
正弦波用复数表示，相量。
用相量求微分方程特解，求二阶电路正弦响应。
正弦稳态响应的概念。
【能力目标】
掌握一阶电路、二阶电路的零输入相应
【素质目标】
培养能够熟练分析一阶电路、二阶电路实用型人才。
【重点难点】
零输入相应的计算
【教学内容】
第一节 换路定律与初始条件
一、过渡过程
二、换路定律
三、厨师证的计算
第二节 一阶电路的零输入响应、零状态响应
一、RC电路的零输入响应
二、RL电路的零输入响应
三、RC电路的零状态响应
四、RL电路的零状态响应
第三节 二阶电路的零输入响应
一、二阶电路的零输入响应
二、二阶电路的零输入响应变化规律
第八章二端口网络
（一）教学目标与要求
【知识目标】
二端口网络的定义。
Z参数、Y参数、混合参数、传输参数、影像参数，应用举例。
具有端接的二端口网络。
二端口网络的等效电路。
二端口网络的正规连接与非正规连接双口网络的链接、并接等联接方式。
【能力目标】
掌握二端口网络的分析方法及相应应用
【素质目标】
培养能够熟练分析二端口网络实用型人才。
【重点难点】
二端口网络的参数方程及其等效变换
【教学内容】
第一节 二端口网络的概念
一、基本模型
二、基本电路组成
第二节 二端口网络的参数方程
一、导纳参数方程和导纳参数
二、阻抗参数方程和阻抗参数
三、传输参数方程和传输参数
第三节 二端口网络的等效电路
一、二端口网络的串、并联
二、二端口网络的等效电路
第九章磁路和铁心线圈
（一）教学目标与要求
【知识目标】
理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路。
【能力目标】
掌握磁场的基本性质及其计算
【素质目标】
使同学们能够对简单直流磁路进行计算。
【重点难点】
交流铁心线圈及其等效电路。
【教学内容】
第一节 磁场及其基本性质
一、磁场中的物理量
二、磁场的基本性质
第二节 磁场性物质及其磁化曲线
一、铁磁性物质
二、铁磁性物质的磁化曲线
三、铁磁性物质的分类
第三节 磁路及磁路欧姆定律
一、磁路的概念
二、磁路欧姆定律
三、磁路的基尔霍夫定律
第四节 简单直流磁路的计算
一、直流无分支磁路的计算
二、对称分支磁路的计算
第五节 交流铁心线圈及其等效电路
一、线圈电压与磁通的关系
二、正弦电压作用下磁化电流的波形
三、正弦电流作用下磁通和电压的波形
四、铁心损耗
五、交流铁心线圈的等效电路
第六节 理想变压器
一、电压变换
二、电流变换
三、阻抗变换
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