基于UDF的轨道车辆快速加工设计系统的开发及应用

本文介绍了轨道车辆快速加工设计系统开发方案及实际应用情况.该系统是通过重点分析轨道车辆零部件的结构形式和加工特点,遵循参数化设计理念,在Pro/ENGINEER软件基础上通过二次程序开发建立起来的.轨道车辆快速加工设计系统实现了零部件三维模型加工特征的快速设计,有效缩短了产品研发周期,增强了企业的市场反应能力.     

轨道交通车辆转向架模块化配置设计方法

转向架如何实现多样化和个性化需求下的快速定制设计是轨道车辆研发过程中的难点。针对目前转向架快速定制设计尚缺乏系统化的方法和工具问题,提出了一套基于模块化配置的转向架快速定制设计方法,并开发了对应的设计原型系统。在基于通用物料清单(GBOM)的转向架产品族信息模型的基础上,结合多层级三维骨架模型和模块配置设计过程模型,构建了扩展的转向架配置模型。以扩展的配置模型为基础,基于实例推理技术与参数化设计技术,提出了一套系统化的转向架配置设计流程,实现了个性化需求驱动下转向架的快速定制设计。此外,开发了轨道车辆转向架模块化配置设计的原型系统,并进行了企业试用,试用结果验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于粒子群算法的轨道车辆设备布局优化

轨道车辆车上设备布局是轨道车辆设计中一个重要的环节，开展轨道车辆设备布局优化设计对保证轨道车辆的安全运行具有重要作用。考虑轨道车辆设备外轮廓约束、设备干涉约束等，建立了以设备总重心相对于轨道车辆自身中心的距离最小化的轨道车辆布局优化数学模型。根据轨道车辆设备布局优化的特点设计了基于粒子群算法的轨道车辆设备布局数学模型。采用线性递减权值策略，通过改进惩罚因子，有效地引导粒子群算法向全局最优解方向收敛。以轨道工程车辆的设备布局问题为实例，采用本文算法进行了车上设备布局优化设计的实例分析，表明本文方法可有效解决轨道车辆设备布局优化问题。     

基于BIM技术的隧道洞口二三维同步设计方法研究

为解决设计人员完成隧道洞口二维设计文件后还需耗费额外时间进行BIM翻模的问题,提高隧道洞口设计质量,实现精细化设计目标。基于Bentley OpenRailDesigner CE软件对地形与线路中线支持的特性,结合隧道洞口设计流程与习惯,提出基于中心数据库的隧道洞口二、三维同步设计方法;利用数字地形高程生成网格化地形模型,基于三维线路中线定位动态剖切地形模型生成横、纵断面,参数化驱动洞门设计模板图元,选取与地形适应的洞门类型并确定洞口位置;通过二三维互动的参数化交互方式设计边仰坡开挖及支护参数、明洞回填高度与坡度、端墙式洞门结构参数、洞口截水沟及超前大管棚设计参数;最后,通过这些设计参数同步生成三维BIM模型与二维设计图纸,并统计相关工程数量。利用C#、C++API接口研发了“隧道洞口二三维同步设计系统”。通过在西十、西康高铁项目中应用表明,该方法与系统符合设计习惯,能够实现隧道洞口工程的二维与三维设计与成果输出,在后续项目中具有推广应用价值。     

铁路站房信息专业辅助设计软件研发与应用

针对铁路信息专业设计工作量大、效率低、工程量统计易出差错、设计结果差异性大等问题,研发铁路站房信息专业辅助设计软件。该软件基于C/S架构,服务器负责设备数据、图形图块等资源的存储维护,客户端调用服务器资源实现具体业务功能,保证了设计成果的规范统一。在信息专业平面图设计阶段,该软件可实现设备快速布置,基于Dijkstra算法完成了设备线缆路径自动规划及工程量生成;在系统图设计阶段,软件内置各类信息子系统模型框架,可基于平面图设计数据实现系统图的自动生成和工程量统计。目前该软件已在包银铁路、汕汕高铁等项目进行测试,提高了设计效率和成果质量,有利于控制工程投资,为设计数据的扩展应用和其他专业的辅助设计研发提供了基础。     

轨道车辆金属橡胶件参数化建模及仿真分析方法研究

金属橡胶件广泛应用于轨道车辆转向架上。为了缩短金属橡胶件研发周期,提高设计效率,文章提出了基于模型重建与专家分析经验封装的有限元模型参数化建模方法,并基于该方法实现了金属橡胶件分析模型的参数化与仿真分析流程的自动化,同时开发了SRI叠层弹簧刚度计算模块,通过对某一系橡胶弹簧试验结果与模块计算结果的对比,验证了方法的有效性。     

基于BIM技术的铁路轨道正向设计系统研究

为解决铁路工程专业间协同设计难度大、专业内构件关系复杂多样、信息模型难以跨阶段应用等诸多问题，阐述了BIM技术在轨道工程领域取得的研究成果，通过构建专业接口实现模型、线路计算模型、轨道结构参照关系模型，将轨道结构设计流程进行数字化表达，依托Bentley平台OpenRail Designer基础软件，研发了“以模型为载体、以数据来驱动”的铁路轨道正向设计系统，系统包含项目设置、数据管理、接口设计、轨道设计、轨道建模、模型应用和拓展应用等七大模块。研究结果表明：该系统实现了上下序专业间的模型级协同设计及轨道结构的参数化建模，软件使用流程契合轨道设计工作流程，轨道信息模型为设计、施工、运维等项目阶段的应用提供信息载体，大幅提高了轨道设计的质量和效率。     

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。     

基于Windchill的电气设计数据管理集成平台的构建与应用

针对轨道车辆电气设计数据的管理特点，利用信息技术，建立基于Windchill的电气设计数据管理集成平台，实现了电气设计工具E3、研发数据管理工具Windchill、物料数据管理（MDM）系统、产品数据处理及应用（SAP）系统的无缝集成。还实现了研发电气数据管理系统对电路图、电气物料清单（BOM）以及电气报表等电气设计数据的全生命周期管理，优化了电气设计过程及数据流程管理，提升了整个电气研发团队沟通和协作工作的效率。     

遂渝线无碴轨道综合试验段平纵断面设计参数动力性能评估

应用车辆—轨道耦合动力学理论,系统研究分析了遂渝线无碴轨道综合试验段线路平纵断面设计参数在快速旅客列车、提速客车、快速货车2、5 t双层集装箱货车、普通货车等客货共线运营条件下轮轨系统的动力学性能。仿真计算结果表明,在各种运营条件下遂渝线无碴轨道试验段线路平纵断面设计参数是合理的,行车安全性和舒适性能够得到保证。     

基于SolidWorks二次开发技术的机车车辆车轴参数化设计

为适应现代技术发展及产品快速更新的要求,研究了SolidWorks操作平台下,利用VC++语言进行二次开发,结合机车车辆车轴自身特点,完成用户界面设计及参数驱动法实现车轴参数化特征建模,生成了一套具有车轴参数库模块的参数化建模插件.结果显示可以加快设计过程,提高设计质量和效率.     

安全风险管理与铁路车辆装备的源头质量控制

结合安全风险管理的基本理念,对铁路车辆装备的源头质量控制过程进行分析,从产品的设计开发,生产制造,检修维护,供应链管理等方面系统地提出了加强车辆装备源头质量控制,以适应车辆规模和技术水平的迅速发展,确保铁路行车安全.     

机车车辆用金属橡胶关节试验研究

为解决机车车辆用金属橡胶关节研发中试验工装快速准备和大量重复性检测试验的技术难题,提出了一种基于PROE/EXCEL的工装模块化参数设计方法,设计了模块化试验工装并对多种不同结构产品进行了试验,实现了工装快速设计与装配,工作效率提高了35％,加工成本降低了30％,运用有限元分析与试验相结合的研究方法,总结出了影响产品刚度性能的主要因素,并对试验结果进行了验证,结果表明,计算结果与试验结果一致,分析结果可指导产品的设计与开发,达到了降低试验成本的目的.     

城市轨道交通车辆制动能量回收系统的储能装置与辅助电源控制研究

针对城市轨道交通车辆制动能量回收系统,设计了能量储存装置与辅助电源对用电器供电的切换系统.以实验室现有的城市轨道交通车辆制动能量回收系统为基础,提出了一种由单片机控制的供电控制系统.从硬件和软件两个方面详细介绍了供电控制器的设计过程,通过试验验证了其具有较高的控制精度和较好的稳定性能.     

制动盘热机械耦合仿真系统的开发

为实现制动盘不同工况下热机械耦合仿真分析,采用APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言编程实现仿真过程的参数化,同时通过UIDL(User Interface Development Language)语言及TCL/TK语言编写界面,开发了嵌入ANSYS系统内部的仿真集成系统。提出的方法可为制动盘及其他车辆制动部件的热机械耦合仿真工作提供有效的指导和依据,开发的仿真系统具有一定的实用价值。     

基于遗传算法的区间自动闭塞信号机布局优化方法

信号机布局是区间自动闭塞设计的重要任务,它直接影响铁路行车安全和运行效率。为高效地提出高质量的布局方案,在详细分析信号机布局工作的目标和各种影响因素的基础上,提出了两种不同目标下的优化模型。根据目前铁路设计的实践,探讨了利用计算机进行信号机布局工作的基本步骤和应用遗传算法求解该模型的方法,并在列车运行模拟系统的基础上开发了一套信号机布局辅助系统。通过对一条线路的信号机布局进行研究,结果表明采用遗传算法求解信号机布局优化问题是有效的,该辅助系统可在无人工干预的条件下获得良好的布局方案,从而提高信号机布局工作的效率和质量。     

巴黎RER线现状分析及对我国市域轨道交通发展的启示

从巴黎区域快速线(RER线)的发展背景、目前的发展运营状况、所采用的关键技术及其特点等方面对RER线进行较为系统的介绍,其中着重介绍RER线目前所采用的线路形式和相关技术特征,详细分析RER线在基础设施系统、牵引供电系统、车辆系统、运营调度系统、通信信号系统以及维修布局与维修制度等的关键系统构成,并介绍RER线在提高能力、互联互通方面的做法。最后结合我国现状,提出RER线对我国市域轨道交通规划、建设与运营等方面的借鉴意义。     

电话交换系统“公专合一”与“公专分离”模式的技术经济效益分析

在城市轨道交通通信网络中,控制中心、车辆段、停车场以及各个车站处在网络节点的位置上,采用交换设备来实现网络汇接与终端接入.轨道交通系统通常有多个业务独立的电话系统.当前,实现这些电话系统的规划建设有"公专分离"和"公专合一"两种模式.从技术经济效益的角度对两种模式进行分析比较,认为"公专合一"模式更经济可靠.