硕士_磁悬浮铁路设计教学大纲

1《磁悬浮铁路设计》课程教学大纲《MaglevRailwayDesign》课程编号：课内学时数：32学分数:2开课单位：土建学院交环所开课学期:春季教学方式：讲授为主考试/考查方式：闭卷、开卷、小论文适用学科、专业：道路与铁道工程，城市轨道工程课程性质及目的:《磁悬浮铁路设计》是硕士研究生道路与铁道工程、城市轨道工程的选修专业课程，系统阐述了磁悬浮铁路设计的基本理论。本课程以德国常导高速磁悬浮，日本超导高速磁悬浮为代表，主要介绍磁悬浮铁路技术的发展及应用。此外，还阐述了德国、日本常导中低速磁悬浮、日本直线地铁技术等。课程内容涉及线路规划、线路设计、轨道结构、桥隧建筑物、车辆、通信、信号、控制、环境、等方面的内容，能够让学生对磁悬浮铁路有较系统的认识。通过《磁悬浮铁路设计》课程的学习，能够使学生进一步掌握磁悬浮铁路设计的基本原理、概念和方法。熟悉该领域的最新趋势和相关课题研究方向，培养学生掌握、分析、解决磁悬浮铁路设计相关问题的能力，使学生能够独立承担和开展磁悬浮铁路设计相关的研究工作，培养学生的理论水平和专业能力。课程教学内容：第1章《磁悬浮铁路设计》绪论（建议2学时）了解铁路分类，掌握磁悬浮铁路概念，了解按照不同方式划分的磁悬浮铁路分类，掌握磁悬浮铁路的优势范围，熟悉磁悬浮铁路技术的由来和发展，掌握以日本、德国为首的其它国家和我国的磁悬浮铁路技术及其研究进展。第2章《磁悬浮铁路设计》磁悬浮原理（建议4学时）了解超导磁铁，直线电机原理，速度控制原理，制动原理。掌握常导、超导原理，掌握驱动原理，悬浮原理、导向原理。了解导轨及导轨绕组的安装方式，了解地面绕组及其安装方式以及各自的精度要求。第3章《磁悬浮铁路设计》线路及其设计（建议4学时）了解磁悬浮铁路线、桥、隧、站、维修基地等设备概念，了解TR，JR，HSST线路、道岔，桥梁，隧道，站台及乘降装置的设置。掌握磁悬浮铁路的限界、线间距和平、纵、横断面参数及参数的设计原理，并能进行计算。第4章《磁悬浮铁路设计》轨道结构（建议4学时）了解磁悬浮铁路“钢轨”、反作用板的概念，了解轨道结构型式及构成，熟悉轨道结构的分类方式，掌握轨道功能区构成、作用及系统公差，滑行面、定子面、导向面的构成与作用。了解线圈布设方式，掌握曲线地段定子面、导向面、滑行面在三个方向的以直拟曲、以曲拟曲的拟合方法。第5章《磁悬浮铁路设计》车辆（建议2学时）了解TR，JR，HSST车辆发展历史及其构造，了解列车编组，客车、货车性能、形状及车载设备，客室、操纵室、动力室空间布设，车轮及轮胎。了解车体与车内设施，空气调节装置，缓冲装置，掌握悬浮架构造，熟悉辅助动力装置，燃料电池，超导磁体，辅助支持2车轮性能，制动装置等。掌握车辆的运行性能与结构强度。第6章《磁悬浮铁路设计》供电和控制（建议2学时）了解TR，JR，HSST供电系统构成，了解车辆耗电，了解供电方式。熟悉车载电气设备，变电站，变流器，供电电缆，开关站，供电轨等供电设备的概念及其布设。掌握非接触车内供电方式。了解磁悬浮运行控制概念，熟悉列车自动控制系统，运行控制中心，分散控制系统，车载控制系统等控制概念。第7章《磁悬浮铁路设计》通信与信号（建议2学时）了解行车指挥自动化、列车远行自动化系统，熟悉有线通信、无线通信、数据通信与数字网、图象通信、信息处理系统。熟悉磁悬浮铁路TR，JR，HSST的信号设备、种类及其作用，掌握调度集中与调度监督概念。熟悉磁悬浮铁路TR，JR，HSST的专用通信设备、种类及其作用，掌握数字综合通信概念。第8章《磁悬浮铁路设计》环境（建议2学时）了解TR，JR，HSST的噪音来源、噪声评估及降噪措施，了解振动来源、振动评估及隔振措施，了解磁悬浮铁路电磁污染、能耗、有害物质排放、土地占用、气流、受天气影响等情况。掌握环境保护措施。第9章《磁悬浮铁路设计》性能评价（建议2学时）了解磁悬浮铁路的速度，加速、减速性能，启动、制动加速度。了解辅助停车区、防火保护、旅客保护、救援措施等。掌握TR，JR，HSST的安全性、平稳性、舒适性评价。第10章《磁悬浮铁路设计》我国磁悬浮铁路的研究及发展（建议2学时）了解我国的磁悬浮铁路进展，了解国防科技大学、西南交通大学研制的常导磁悬浮车辆，上海磁悬浮铁路线路概况、设计能力、轨道梁、车站、安全设施和发展过程。了解磁悬浮铁路试验线及拟建线路，包括国防科技大学试验线、青城山磁悬浮列车工程示范线、八达岭磁悬浮列车旅游线、沪杭磁悬浮高速铁路，京港线、沪港线开通磁悬浮列车的可行性。掌握磁悬浮铁路在中国的发展特色。第11章《磁悬浮铁路设计》磁浮交通动力响应分析（建议6学时）掌握基于行驶动力学理论的线路设计参数研究，了解影响线路技术标准的主要因素，掌握平竖圆曲线半径，平竖缓和曲线线形和长度合理取值的计算。熟悉基于工程技术条件要求的线路设计参数研究，掌握基于车线耦合动力学理论的线路设计参数研究，熟悉车辆、线路耦合动力学模型及电磁相互作用的控制器模型。能够对磁浮交通动力响应进行分析。本课程的先修课程：无建议教材与教学参考书[1]魏庆朝,孔永健编著，《磁悬浮铁路系统与技术》，中国科学技术出版社，2003[2]虞烈，《可控磁悬浮转子系统》，科学出版社，2003[3]叶云岳等编，《直线电机技术手册》，机械工业出版社，2005