高速鐵路概論課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱：高速鐵路概論課程代碼：GLC001（或根據(jù)院校編碼規(guī)則調(diào)整）學(xué)分/學(xué)時：2學(xué)分，32學(xué)時（理論教學(xué)30學(xué)時+實踐教學(xué)2學(xué)時）適用專業(yè)：軌道交通工程、交通運輸、鐵道機車車輛、交通設(shè)備與控制工程等相關(guān)專業(yè)先修課程：工程制圖、工程力學(xué)（或“機械基礎(chǔ)”“交通運輸導(dǎo)論”等，依專業(yè)需求調(diào)整）二、課程目標（一）知識目標1.系統(tǒng)掌握高速鐵路的定義、技術(shù)經(jīng)濟特征及“安全、高效、綠色、智能”的核心發(fā)展理念。2.理解高速鐵路線路（軌道、路基、橋隧）、車輛（動車組）、供電（牽引供電）、運營（調(diào)度、客運）等子系統(tǒng)的技術(shù)原理與協(xié)同邏輯。3.熟悉國內(nèi)外高速鐵路發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及“八縱八橫”等典型路網(wǎng)規(guī)劃的布局邏輯。4.洞察智能高鐵（自動駕駛、智能運維）、綠色高鐵（低碳建造、節(jié)能運營）等前沿技術(shù)趨勢。（二）能力目標1.能運用系統(tǒng)思維分析高鐵子系統(tǒng)間的技術(shù)關(guān)聯(lián)性（如“軌道平順性→車輛動力學(xué)→供電穩(wěn)定性”的連鎖影響）。2.具備解讀高鐵工程圖紙（如無砟軌道配筋圖、接觸網(wǎng)懸掛示意圖）、技術(shù)規(guī)范的基本能力。3.可結(jié)合實際案例（如雅萬高鐵建設(shè)難點、復(fù)興號故障處置）開展問題診斷與方案優(yōu)化（如提出某區(qū)段路基沉降的治理建議）。4.獨立完成小型技術(shù)專題報告（如“智能列控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀”“高鐵對區(qū)域經(jīng)濟的帶動效應(yīng)”），提升文獻檢索與邏輯表達能力。（三）素質(zhì)目標1.強化“安全第一”的行業(yè)職業(yè)素養(yǎng)，樹立“交通強國”的責(zé)任意識（通過分析高鐵事故案例、運維標準滲透）。2.培養(yǎng)工程倫理觀（如高鐵建設(shè)中的生態(tài)保護、國際合作中的技術(shù)標準輸出）。3.提升團隊協(xié)作能力（通過小組案例研討、仿真項目協(xié)作）與跨學(xué)科知識整合能力（融合土木、機械、電氣、管理等多領(lǐng)域知識）。三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配（一）第一章緒論（4學(xué)時）1.高速鐵路的定義與技術(shù)特征（1學(xué)時）速度標準的國際差異（UIC、FRA、我國“250km/h及以上”標準對比）。高鐵對區(qū)域經(jīng)濟（如“一小時都市圈”）、社會（如春運運力提升）的帶動作用（案例：京滬高鐵、成渝雙城經(jīng)濟圈）。2.世界高鐵發(fā)展歷程（2學(xué)時）日本新干線（1964年）、法國TGV（1981年）、德國ICE（1991年）的技術(shù)突破與經(jīng)驗啟示。我國高鐵“引進-消化-吸收-再創(chuàng)新”路徑：從秦沈客專（2003年）到“復(fù)興號”（2017年）的自主化跨越。3.國內(nèi)外高鐵建設(shè)現(xiàn)狀與規(guī)劃（1學(xué)時）我國“八縱八橫”高鐵網(wǎng)的布局邏輯（如“沿海通道”“京港通道”的戰(zhàn)略意義）。國際合作案例：雅萬高鐵（印尼）、中老鐵路（老撾）的技術(shù)輸出與文化融合。（二）第二章高速鐵路線路工程（6學(xué)時）1.軌道結(jié)構(gòu)（2學(xué)時）無砟軌道（CRTSⅠ/Ⅱ/Ⅲ型）的結(jié)構(gòu)組成、受力特點與施工工藝（結(jié)合鄭萬高鐵無砟軌道案例）。無縫線路的溫度應(yīng)力控制（鎖定軌溫、伸縮區(qū)設(shè)計）與養(yǎng)護維修要點。2.路基工程（2學(xué)時）高鐵路基的工后沉降控制標準（≤15mm）與加固技術(shù)（CFG樁、堆載預(yù)壓、強夯法）。特殊地質(zhì)路基（軟土、巖溶、凍土）的處理方案（如青藏高鐵凍土路基的“熱棒+片石層”組合技術(shù)）。3.橋梁與隧道工程（2學(xué)時）大跨度高鐵橋梁（斜拉橋、連續(xù)梁）的設(shè)計原則（剛度、動力穩(wěn)定性）與動力學(xué)要求（如“車-橋耦合振動”控制）。高鐵隧道的空氣動力學(xué)問題（微氣壓波、活塞效應(yīng)）及緩解措施（如洞口緩沖結(jié)構(gòu)、隧道斷面優(yōu)化）。（三）第三章高速動車組（6學(xué)時）1.動車組分類與技術(shù)參數(shù)（2學(xué)時）動力分散型（CRH380系列）與動力集中型（復(fù)興號CR400BF）動車組的對比（牽引功率、編組形式、適應(yīng)場景）。速度等級（250km/h、350km/h）對車輛設(shè)計的影響（如車體輕量化、制動系統(tǒng)冗余度）。2.動車組結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（2學(xué)時）車體（輕量化鋁合金、氣密性設(shè)計）、轉(zhuǎn)向架（牽引電機、懸掛系統(tǒng)）的關(guān)鍵技術(shù)（如“復(fù)興號”轉(zhuǎn)向架的“防蛇行減振器”）。制動系統(tǒng)（再生制動+空氣制動）的協(xié)同工作原理（能量回收效率、緊急制動響應(yīng)時間）。3.牽引傳動與控制系統(tǒng)（2學(xué)時）牽引變流器（交-直-交變頻技術(shù)）、牽引電機（永磁同步電機趨勢）的工作原理。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCN）的拓撲結(jié)構(gòu)（MVB總線、WTB總線）與功能模塊（牽引、制動、診斷）。（四）第四章高速鐵路牽引供電系統(tǒng)（6學(xué)時）1.牽引供電系統(tǒng)組成（2學(xué)時）牽引變電所的主接線形式（單相V/v、三相YN/d11）與容量計算（考慮列車追蹤間隔、牽引負荷特性）。接觸網(wǎng)的懸掛類型（簡單鏈型、彈性鏈型）與幾何參數(shù)（拉出值、導(dǎo)高、張力補償）。2.供電運行與保護（2學(xué)時）牽引供電的負荷特性（波動性、非線性）與電能質(zhì)量控制（諧波抑制、負序補償）。接觸網(wǎng)故障（斷線、短路）的保護原理（距離保護、差動保護）與快速復(fù)電技術(shù)（“一鍵成弓”）。3.新型供電技術(shù)（2學(xué)時）同相供電、AT供電方式的應(yīng)用場景（如長大隧道、重載區(qū)段）。永磁牽引變壓器、智能接觸網(wǎng)（狀態(tài)監(jiān)測、自動除冰）的技術(shù)探索。（五）第五章高速鐵路運營與調(diào)度（4學(xué)時）1.行車組織體系（2學(xué)時）高鐵列車運行圖的編制原則（追蹤間隔≤3分鐘、停站方案優(yōu)化）。調(diào)度指揮系統(tǒng)（CTC）的功能與工作流程（計劃編制、實時調(diào)整、應(yīng)急處置）。2.客運組織與服務(wù)（1學(xué)時）高鐵站場布局（上進下出、同層換乘）與旅客流線設(shè)計（如北京大興機場高鐵站的“空鐵聯(lián)運”）。智慧客運服務(wù)（電子客票、人臉識別、行李追蹤）的技術(shù)架構(gòu)。3.應(yīng)急調(diào)度與救援（1學(xué)時）惡劣天氣（雨雪、臺風(fēng)）下的行車調(diào)整策略（限速、停運、迂回）。脫軌、火災(zāi)等突發(fā)事件的應(yīng)急處置流程（“黃金10分鐘”救援機制）。（六）第六章高速鐵路安全保障體系（4學(xué)時）1.防災(zāi)安全監(jiān)控（2學(xué)時）風(fēng)、雨、雪、地震監(jiān)測系統(tǒng)的布設(shè)（如“千里眼”防災(zāi)系統(tǒng)）與預(yù)警邏輯（分級響應(yīng)、區(qū)域聯(lián)動）。異物侵限監(jiān)測（FAS）與線路巡檢（無人機、軌道車）技術(shù)的應(yīng)用。2.列車運行安全控制（1學(xué)時）CTCS-3級列控系統(tǒng)的工作原理（車-地通信、速度監(jiān)控曲線）。列控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)的聯(lián)動機制（進路防護、區(qū)間閉塞）。3.運維安全管理（1學(xué)時）高鐵“天窗”修制度（垂直天窗、V型天窗）與設(shè)備狀態(tài)修策略（基于大數(shù)據(jù)的故障預(yù)測）。作業(yè)安全防護（登乘、停電檢修）的標準化流程（“一人作業(yè)、一人監(jiān)護”）。（七）第七章高速鐵路發(fā)展趨勢（2學(xué)時）1.智能高鐵技術(shù)（1學(xué)時）自動駕駛（ATO）的技術(shù)路徑（從CTCS-3到CTCS-4的升級）、智能運維（故障預(yù)測與健康管理PHM）的應(yīng)用。高鐵與5G、北斗的融合（車地通信時延≤10ms、定位精度≤1米）。2.綠色與可持續(xù)發(fā)展（0.5學(xué)時）高鐵的能耗特征（單位人公里能耗僅為飛機的1/3）與節(jié)能減排措施（再生制動回收、光伏供電）。全生命周期綠色建造（橋梁預(yù)制裝配、無砟軌道材料循環(huán)利用）。3.國際高鐵發(fā)展動態(tài)（0.5學(xué)時）東南亞（越南、馬來西亞）、歐洲（英國HS2、法國LGV）高鐵新規(guī)劃的技術(shù)挑戰(zhàn)。我國高鐵標準“走出去”的機遇與挑戰(zhàn)（如技術(shù)標準輸出、文化適配）。四、教學(xué)方法與手段1.案例驅(qū)動教學(xué)：每章節(jié)嵌入1-2個典型案例（如“7·23”甬溫線事故的列控系統(tǒng)反思、雅萬高鐵的熱帶氣候適應(yīng)性設(shè)計），引導(dǎo)學(xué)生從“技術(shù)原理”到“工程實踐”的思維躍遷。2.現(xiàn)場/仿真教學(xué)：依托校內(nèi)軌道交通實訓(xùn)基地（動車組模擬駕駛艙、接觸網(wǎng)實訓(xùn)臺）或校外企業(yè)（高鐵工務(wù)段、動車所）開展實地教學(xué)；利用“高速鐵路運營調(diào)度仿真系統(tǒng)”模擬列車晚點、設(shè)備故障等場景，訓(xùn)練應(yīng)急處置能力。3.學(xué)術(shù)前沿導(dǎo)入：每章節(jié)推薦1-2篇最新文獻（如《中國鐵道科學(xué)》“智能高鐵關(guān)鍵技術(shù)”專題論文），組織學(xué)生分組匯報，培養(yǎng)科研思維。4.項目式學(xué)習(xí)：布置“某城市高鐵新線規(guī)劃”“智能列控系統(tǒng)優(yōu)化”等開放性課題，學(xué)生以小組為單位完成方案設(shè)計與答辯，提升系統(tǒng)設(shè)計與團隊協(xié)作能力。五、考核方式（一）過程性考核（30%）作業(yè)（15%）：包括技術(shù)繪圖（如無砟軌道剖面圖）、計算題（如接觸網(wǎng)張力計算）、案例分析報告（如“分析中老鐵路的地質(zhì)挑戰(zhàn)及應(yīng)對措施”）。課堂表現(xiàn)（10%）：參與度（提問、答疑）、小組討論貢獻（如案例研討的方案創(chuàng)新性）、文獻匯報質(zhì)量（邏輯清晰度、前沿性解讀）。考勤（5%）：全勤得滿分，遲到、曠課按比例扣分（遲到2次扣1分，曠課1次扣2分）。（二）終結(jié)性考核（70%）閉卷考試（或開卷大作業(yè)）：題型涵蓋選擇題（概念辨析，如“無砟軌道與有砟軌道的適用場景”）、簡答題（技術(shù)原理，如“動車組再生制動的工作過程”）、綜合題（系統(tǒng)優(yōu)化，如“為某山區(qū)高鐵新線設(shè)計‘線路+供電+運營’的協(xié)同方案”）?？己酥攸c：知識體系的系統(tǒng)性、技術(shù)問題的分析深度、創(chuàng)新思維（如對“磁浮高鐵”“真空管道高鐵”的可行性思考）。六、教材與參考資料（一）推薦教材1.《高速鐵路概論》（第3版），中國鐵道出版社，2023年版（權(quán)威教材，涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，適配“八縱八橫”最新規(guī)劃）。2.《高速動車組技術(shù)》，西南交通大學(xué)出版社，2022年版（側(cè)重車輛系統(tǒng)，含“復(fù)興號”最新技術(shù)參數(shù)）。（二）參考資料1.行業(yè)標準：《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》（TB____）、《動車組檢修規(guī)程》（鐵總運〔2018〕XXX號）。2.學(xué)術(shù)期刊：《鐵道學(xué)報》《中國鐵道科學(xué)》《交