一、本课程主要内容共分为七个专题,即:线路概述、基础设施、列车牵引计算、选线设计、计算机辅助线路设计、课程设计和案例教学等。目前,课程已录制完成46个教学微视频,视频总时长达536分钟。
二、本课程的线上内容共34个学时,2学分。开课时间为2025年2月24日-2025年7月4日。
三、本课程的配套教材为《有轨线路系统工程》(同济大学出版社出版,ISBN978-7-5608-4913-3)。
四、教学计划如下:
按专题不同,教学内容各部分分述如下:
第一部分 绪论
重点介绍铁路和城市轨道交通种类、发展,轨道交通线网规划方法与线路工程项目建设程序,线路项目可行性研究、线路的主要设计标准,了解建设、投资与技术标准的关系。参观交通运输实验室(设备模型等)。
第二部分 线路基础设施
重点介绍铁路与轨道、路基、桥隧的构造及组成和技术要求。讲解铁路无缝线路与锁定轨温,线路超高、加宽和道岔与行车速度的关系。
第三部分 牵引计算
牵引计算是本课程的难点之一。了解列车和动车组受力的一般规律。重点介绍牵引力、运行阻力、制动力的计算基础原理以及列车运行时分的计算方法及其应用。
该部分包括五个模块,即:
(1)作用在列车上的力;
(2)列车运动方程及行车时分的计算;
(3)列车运行计算原理的应用;
(4)动车组牵引特性;
(5)牵引计算电算化。
第四部分 选线设计
选线设计是本课程的难点之一。重点讲授轨道交通线路设计的基本要求和原则、铁路定线、线路平纵横设计相关的基本理论和方法以及线路设计自动化。
该部分包括五个模块,即:
(1)概述
(2)铁路定线
铁路定线模块重点介绍不同条件下铁路和轨道交通选线的原则,铁路缓坡定线,紧坡定线方法和常见的几种展线形式以及线路方案确定的比选方法。
(3)车站及其设备与分布
(4)线路设计(含平面设计、纵断面设计、横断面设计)
线路设计模块重点讲解曲线与速度的关系,最小曲线半径的选用,曲线要素的计算,缓和曲线的选择与布置,线路等级与线路纵断面坡度(限制坡度)的选取,平曲线和竖曲线的设置要求,坡度折减的方法和纵断面设计的步骤以及线路横断面的结构、组成及设计要点等。
(5)方案比选
第五部分 线路辅助设计软件及其应用
该部分属于应用实践模块。重点介绍CARD/1软件及Korfin软件的使用方法和应用流程。其中,以CARD/1软件为基础,重点线路设计自动化的基本流程和方法;以Korfin软件为基础,介绍最新的线路三维设计技术及设计方案三维展示过程。
第六部分 课程设计(单独完成并考核)
该部分属于应用实践模块。学生在规定时间内,完成一段新建铁路的线路平面和纵断面设计(长度约10km),以及各设计方案的技术经济参数计算和设计方案评估等工作。同时,绘制规范的线路平面图和纵断面图各一张,撰写设计说明书一份。
第七部分 案例分析(可选)
该部分属于应用实践模块。重点结合铁路线路设计、高速铁路线路设计及城市轨道交通线路设计的典型工程案例,剖析线路设计流程和基本技能,以及设计工程师必备的专业知识点。
教学计划安排如下:
周次,学时(分钟),教学内容(要点,授课地点,教学形式)
第1次,135,绪论(轨道交通类型、特点,建设与发展),线上、线下
第2次,90,线路建设,线上、线下
第3次,120,线路建设,线上、线下
第4次,120,线路设计技术标准,线上、线下
第5次,120,线路基础,线上、线下
第6次,120,线路基础,阶段考核,线上
第7次,135,列车受力分析,线上、线下
第8次,120,单位合力曲线,线上、线下
第9次,120,列车运动方程,线上、线下
第10次,120,列车运行时分解算,线上、线下
第11次,120,线路纵断面简化,线上、线下
第12次,135,列车牵引计算及其应用,线上、线下
第13次,120,线路选线概述(含定线基础),线上、线下
第14次,120,线路平面设计,线上、线下
第15次,120,线路纵断面设计,线上、线下
第16次,120,线路纵断面设计,阶段考核,线上
第17次,120,机动(复习、习题讲解等),期末考核,线上线下
五、授课方式介绍
采用线下、线上混合式授课方式,并结合实践教学加强知识的理解和掌握及其灵活应用。
线下教学、线上教学和实践教学的有机统一,丰富了教学模式,教学体验多样化。
线下教学采用多媒体、融媒体和交流研讨等方式展开,将理论体系、重点、难点层层剖析。线上教学则采用集中自学、个人自学和自主学习等形式,并通过线上监督学习进度、考核阶段学习效果和线上答疑解惑的方式,实现过程性学习管理和考核。实践教学则重在集体指导设计过程、引导设计理论和设计规范的应用,实现设计成果的经济性、可行性和规范性。
六、成绩评价:采用过程性评价与终结性评价相结合的线上评价体系;
成绩是以“视频观看时长、完成作业、测试、考试及论坛发帖和笔记”之成绩为计算依据,分数占比如下:
(1)视频观看 占 40%
(2)作业成绩 占 15%
(3)测验成绩 占 15%
(4)考试成绩 占 20%
(5)论坛发帖 占 5%
(6)笔记 占 5%