铁路机车车辆虚拟样机工程研究

针对虚拟样机技术在铁路机车车辆行业的研究状况,分析了铁路机车车辆虚拟样机研究的必要性,提出了具体的研究方法和思路,给出了实现的框架,并针对基于性能的三维CAD参数化设计、机车车辆多体动力学模型的可视拓扑模型的建立及自动求解、虚拟样机可视平台、系统协同仿真平台及数据PDM等关键技术进行了探讨,给出了初步的研究结果及实践,为铁路机车车辆虚拟样机的国产化研究提供了一条有效的解决途径。     

PDM技术在铁路机车车辆虚拟样机中的应用研究

铁路机车车辆虚拟样机系统为产品设计和生产过程的优化提供了集成的建模和仿真环境。该系统的关键环节在于分析数据的协调与集成。采用PDM技术进行面向模型数据的集成管理开发，使CAE系统集成至PDM平台上，以满足CAE用户对产品数据进行集成管理的需求。初步实践表明，上述虚拟样机系统能有效支持铁路机车车辆产品的开发。     

铁路路基排水BIM设计方法研究

基于BIM技术开展铁路路基排水设计是深化和优化设计的需要。重点阐述在Auto CAD平台基于数字地面模型和实体反应器技术,实现多视口、平面交互式、纵断面自动化设计的排水平纵联动协同设计;在达索系统基于参数化模板,创建附加IFC分类和属性信息的排水BIM模型。研究结果表明,通过Auto CAD和达索软件接力完成铁路路基排水BIM设计,降低了开发难度,操作方便,自动化程度高,有助于深化排水设计,提高排水的系统性、直观性和信息化,具有推广应用价值。     

中国北车集团启动机车车辆虚拟产品开发平台建设工程

中国北方机车车辆工业集团公司近日在上海召开了产品研发信息化工作会暨虚拟产品开发技术培训班，正式启动机车车辆虚拟产品开发平台建设工程。虚拟产品开发平台应用计算机技术、仿真技术和集成技术，可以直观、形象地对虚拟的产品原型进行设计优化、性能测试、制造仿真和使用仿真。机车车辆虚拟产品开发平台建设工程实施的目标，是充分利用国债投资项目的机遇，保证CAD／CAE／CAM／CAPP／PDM等方面软硬件投资，扩大机车车辆虚拟样机系统工程的开发应用成果，使中国北车集团每个所属企业基本建成虚拟产品开发平台。     

基于虚拟样机技术的高速弓网系统研究

虚拟样机技术的核心是参数化、可视化设计和综合性能分析。本文结合我国250km/h高速受电弓设计,应用虚拟样机技术,对铁路接触网-受电弓系统进行系统研究。在进行受电弓可视化三维实体设计的基础上,应用多体系统动力学软件SIMPACK和有限元计算软件ANSYS,进行了受电弓的几何分析及受电弓零部件的强度和刚度校核,计算了接触网振动模态和自振频率;运用结构子结构方法,建立了受电弓-接触网耦合系统模型,计算了不同模拟运行速度下的弓网振动和接触压力响应,以及机车运行振动对受流的影响;最后为了考核接触网的疲劳可靠性,进行了在运行条件下的接触网动应力研究。     

基于Web的铁路机车车辆产品远程设计技术研究

针对目前铁路机车车辆产品设计方式的局限性,提出了基于Web的铁路机车车辆产品远程设计技术.首先构建出基于Web的远程设计系统的功能框架,并提出相关算法,解决设计专家间的冲突,使CAE与设计过程紧密集成.最后通过基于VRML的虚拟产品装配过程的实现,验证了方案的可行性.     

铁路站场平面CAD系统的模型设计

工程设计的模型是实现工程设计中CAD系统设计的基础和核心,就铁路站场专业平面CAD软件的开发,介绍了站场平面CAD系统的模型设计过程。     

铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计要素系统研究

为解决在二维矢量图中进行铁路选线设计工作时缺乏立体感、不直观的问题，基于SuperMap iObjects. Net GIS组件，采用组件式开发技术研制了铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计优化系统。围绕该系统的设计思路，详细介绍了系统的架构、数据库、功能及界面设计；围绕系统开发关键技术，分别阐述了三维场景中线路方案显示及参数化交互技术、基于最小影响域的线路平纵断面及三维中心线自动更新方法、系统与CAD动态联动实现原理、基于WebService的三维地形模型高程计算、GIS三维模型快速生成方法。该系统综合运用了BIM与GIS技术，采用航测影像、卫星影像、激光雷达点云等多种数据源对铁路沿线及周边的三维大场景进行构建，通过系统研发的各个功能模块能在构建的三维大场景中开展线路虚拟踏勘、专业调查、二三维联动设计、GIS三维模型快速布设、成果展示汇报等工作。系统的应用可以满足铁路设计人员三维选线设计的基本需求，能够进一步提高铁路选线设计效率。     

冲压模具自动设计系统的研究

论述了在三维实体和参数化CAD技术的基础上,应用Pro/ENGINEER软件的族表驱动和参数驱动功能实现冲压模具设计自动化的原理及方法。     

铁路隧道计算机辅助设计系统开发

文章通过分析目前我国铁路隧道CAD技术现状，提出了开发以参数化技术为核心的铁路隧道计算机CAD系统的必要性，重点介绍如何在铁路隧道软件中实现参数化设计。     

基于三维空间场景的铁路选线技术研究

利用先进的机载激光雷达和数码航摄仪采集的高分辨率海量影像数据资源,建立三维空间场景。在"铁路线路虚拟踏勘系统"的海量数据管理平台上,结合CAD平面设计进行铁路选线。研究采用三维虚拟现实技术和CAD平面设计,将基础地形和线路方案相结合,实现基于三维空间场景的铁路选线,使设计方案更加合理,并在一定程度上解决了野外现场调查的人员和设备等投入大的问题。     

机车车辆与线路最佳匹配设计原理、方法及工程实践

提出了采用系统设计思想实现机车车辆与线路最佳匹配设计的理念,论述了匹配设计的基本原理与设计方法。指出:机车车辆系统和线路系统在动态性能设计上要相互适应、相互匹配。无论设计主体对象是机车车辆还是线路,都必须将对方视为主体对象的动态环境,通过机车车辆—轨道耦合动力学理论方法考虑对方的动态影响因素,进行主体对象动力性能优化设计,同时分析评估主体设计对象对另一系统的动态作用影响,再根据动态作用影响的评估结果改进主体对象结构设计参数,如此反复,直到整体系统动态性能最优为止。由此开发了机车车辆—轨道耦合动力学仿真设计技术平台。经在若干铁路重大工程线路设计中运用,取得了显著成效。     

铁路隧道工程辅助设计系统的设计与实现

研究目的:在分析铁路工程隧道设计工作流程和特点的基础上,建立铁路工程CAD系统的整体架构,从复杂系统各组成部分统一协调的角度出发,把其中的各子系统看作既互相关联又互相独立的部分,结合辅助设计软件在行业内应用的深度、广度及复杂性等特点,建立各子系统的数学模型,采用面向对象的技术研发系统.研究结论:由于在铁路隧道工程辅助设计系统的研发过程中,坚持了以隧道设计业务需求为导向,以整体架构与局部模块相统一的逻辑模型,采用OOP分析技术,合理划分设计对象的粒度大小,保证了系统功能划分的合理性,有效地提高了开发效率.该系统完成后在多条铁路干线上进行应用,效果良好.系统还具有易于集成,易于维护的特点,为专业设计软件的研发提供了值得借鉴的解决方案.工程应用表明,系统技术架构和实现方法是可行的.     

铁路建设工程项目管理信息系统

采用万维网地理信息系统(WebGIS)技术,整合铁路建设过程中产生的空间数据和动态施工数据,根据施工图、设备标准、设计标准和动态施工数据,研究构建铁路建设工程三维模型的方法,给出铁路建设工程项目管理信息系统的设计方案。系统划分为建设指挥部层、标段层、单位工程层等3个层次的应用结构,围绕进度控制、质量控制、安全控制和投资控制4个方面对每层的功能进行设置;并在Web网上通过地理信息系统、三维虚拟现实和形象进度等手段形象直观地实现铁路建设工程项目的管理。此系统于2006年4月在精伊霍铁路建设中正式投入使用。     

铁道车辆运行稳定性虚拟试验系统研究

铁道车辆运行稳定性对保证铁路运营安全具有重要影响.采用基于Web的技术方案,对铁道车辆运行稳定性系统总体设计方案进行分析.利用MatLab分析计算车辆运行稳定性,在三维CAD软件和VRML语言支持下建立虚拟试验场景.通过Asp.Net和SAI,控制和操纵网络虚拟环境中车辆运动状态.系统运行实例表明,建立的虚拟实验系统能在网络环境下有效地分析与仿真铁道车辆运行稳定性.     

铁路施工组织全过程自动化设计研究

铁路施工组织设计的传统工作方式存在数据分布散、整合难度大、工作效率低、质量不易保证等问题，难以满足铁路建设快速发展的需要，为此，提出了基于大数据和信息化技术的铁路施工组织全过程自动化设计的方法，并开发了铁路工程施工组织及造价一体化编制系统。文章的研究内容包括从外业调查、内业整理到生成成果的各子过程，利用移动端设备实现了外业调查数据的自动采集，在PC端实现了数据共享、数据整合、数据分析及生成成果功能。所开发的系统的应用显著提高了铁路施工组织设计的工作效率，保障了成果质量，对铁路、公路等线性工程的施工组织自动化设计具有一定的参考意义。     

区间测试评估平台的三维交互虚拟场景子系统软件设计

区间信号系统测试评估平台是对铁路区间自动闭塞信号系统进行可靠性、安全性测试及评估的平台。三维交互的虚拟场景子系统是铁路区间信号系统测试平台的一个子系统 ,它为该平台提供了一个虚拟的现场环境。场景子系统划分为 3个子模块 :底层部分、三维模型库、铁路区间仿真部分。底层部分的设计应用了一种支持三维图形重用的动态链接库 (DLL)层次设计方法 ,从而使系统的结构更为合理。基于OpenGL的DLL能提供显示三维图形所必需的各种必要条件 ;能对三维模型库中的基本三维模型进行读取 ,并在OpenGL中重现等。场景子系统的设计中 ,描述了实体的运动层次链接关系和数据结构 ,并实现了三维虚拟场景的建模和铁路区间自动闭塞的仿真。     

铁路大数据存储管理系统设计方案

随着铁路信息化建设逐步深入,铁路各类业务产生的海量数据为数据的存储、管理和有效利用带来了挑战。为合理分配存储资源、最大化铁路大数据价值,实现数据中心管理的精细化、智能化,降低数据中心管理的复杂度,提出了铁路大数据存储管理系统设计方案,并详细阐述了系统架构、技术方案和系统功能的设计与实现。该系统可有效降低运维人员的工作强度,提升工作效率,提高数据中心管理的自动化和智能化。