基于MBSE的车门系统设计研究

以文档为载体的传统设计方法存在着需求表述不明确、设计信息传递不准确、设计变更困难等问题，文章将基于模型的系统工程(MBSE)思想引入设计过程，并以轨道车辆车门系统为例进行可行性验证，形成了一种适用于轨道车辆的产品正向设计流程。首先，详细介绍了MBSE思想的实施过程，包括建模语言、建模方法、建模工具；其次，基于Magic Grid方法论，结合轨道车辆应用场景，进行车门系统正向设计；通过利益相关者需求的不断细化，定义系统和子系统功能，设计系统和子系统活动逻辑，梳理各级接口通信信息，明确系统物理实现需求，支撑后续详细设计阶段工作开展；最后，采用SysML语言描述车门系统的需求、功能、架构模型，并建立相应的追溯关系，验证该方法的可行性。结果表明，MBSE思想在车门系统设计上得到了成功应用，以模型为载体的MBSE设计方法能够准确传达设计意图和设计信息，有效地提高设计和变更效率，形成的产品正向设计流程可扩展应用于轨道车辆总体系统设计过程。     

高速动车组智能气动门控系统研究

CRH2型和CRH380A型动车组气动侧拉门有着结构简单、故障率低的优点,但存在车门功能比较单一,硬件升级困难,越来越不能满足列车智能化的需求。文章基于原CRH2型动车组侧拉门的关键技术,重新设计了气动门的车门控制系统,并在原气动控制系统的基础上,增加了电子门控器等电气部件,通过电子门控器控制气动门的开关门动作;优化了车门的设计结构和控制逻辑,增加了网络通信、故障诊断和下载等功能,消除了既有气动门在运营过程中存在的安全问题和功能单一问题。通过台架试验表明,车门达到了设计要求,保证了列车高速运行时的安全与稳定性。     

动车组故障预测与健康管理(PHM)体系架构研究思考

从我国动车组故障预测与健康管理(PHM)技术现状出发,利用需求、功能、逻辑和物理架构(RFLP)的概念指导PHM架构设计,从不同层级、业务的需求分解,到PHM系统对动车组各业务场景的核心功能,再到各环节逻辑架构,最终形成考虑当前数据传输、信息化现状的物理架构,以便最终工程化实施落地,形成适用于我国动车组的PHM体系架构...     

基于HLA的CRH2动车组信息控制系统仿真设计

通过分析HLA技术以及基于HLA的仿真应用系统的开发过程,从应用角度分析了CRH2动车组列车信息网络控制系统的体系结构设计、联邦成员间订购与发布关系设计及系统流程设计。系统主要应用于CRH2动车组列车信息网络控制系统的功能模型的理论研究和功能软件的应用开发。     

智能动车组环境交互设计模型研究

准确、客观分析智能动车组外部环境需求具有十分重要的意义。为解决智能动车组生命周期内复杂多变环境需求满足问题，以环境交互模型为切入点，进行动车组外部环境需求分析。建立面向产品全生命周期的螺旋式前馈环境交互设计架构；提出一种适用于设计、制造、运维等不同生命周期阶段通用的智能产品-环境交互模型，全面描述智能动车组-物理环境-人环境-信息环境之间的交互行为；通过环境交互设计需求识别、智能产品定位、探索智能产品交互设计解等智能产品交互设计步骤与方法，获取智能动车组全生命周期环境交互设计方案。研究表明，该模型可以系统地描述智能动车组全生命周期多维的、动态的、层次化的环境交互信息，能够有效支持智能动车组全生命周期的环境交互设计。     

高速动车组远程数据地面应用系统的设计及关键技术研究

为更好地利用动车组车载实时监测数据，实时掌握动车组技术状态和故障信息，进一步保障动车组运行安全，依据CRH3C型、CRH380B及CRH380BL型动车组运用经验和现场需求，设计了高速动车组远程数据地面应用系统的总体架构、逻辑架构、物理架构、功能架构，并对系统关键技术进行了研究。基于本文设计的系统已成功上线，应用效果良好，验证了本文进行的设计科学实用，可以指导系统建设。     

动车组管理的多视图BOM模型研究

物料清单(Bill of Materials,BOM)是动车组全生命周期管理中的核心数据,动车组全生命周期管理贯穿动车组设计、生产、运用和检修阶段.目前动车组BOM研究主要集中在设计、制造阶段,针对运用、检修阶段的相关研究较少.为此,以动车组装配部件信息为统一数据源,提出一种多视图BOM模型,设计相应的存储结构和检索算法.该BOM模型及检索算法可适用于动车组全生命周期管理中各阶段的业务需求.     

动车组故障预测与健康管理技术的研究及应用

简述了PHM技术的发展现状,结合动车组的功能结构及运维特点,提出了适用于动车组列车的PHM技术体系和系统架构方案,阐述了基于PHM技术而开发构建的动车组PHM系统的功能及技术方案,并以车轮多边形故障预警预测和牵引电机通风装置视情维修为例,简述了部分功能模块的阶段性应用成果。     

高速动车组列车网络控制系统与车门子系统接口功能分析

分析了新形势下高速动车组列车网络控制系统与塞拉门系统的通信接口。一方面介绍了高速动车组列车网络通信发展现状和特点,另一方面系统介绍了高速动车组车门分类和配置。基于列车控制监视系统与子系统通用通信接口模式,介绍了两种车门集控方式,分析了列车控制监视系统和塞拉门系统的接口功能。最后,分析了未来车门技术发展特点。     

故障及经济相关下动车组系统动态成组维护策略

为探究不同运量需求影响下动车组复杂系统成组维护策略,基于故障链理论分析部件间故障传递过程,建立故障相关影响下部件可靠度衰退模型。引入运量需求因子描述动态运量需求,建立考虑运量需求的部件维护调整成本模型,基于动态成组方法对部件维护活动进行合并,构建考虑运量需求的动车组复杂系统动态成组模型。算例结果表明:考虑故障相关性对可靠度评估更为科学,同时动态成组方法可以较好的适应运量需求,能够进一步提升动车组系统维修经济性。     

动车组高级修健康状态评估方法

准确客观评估动车组健康状态具有十分重要的意义。为解决动车组全生命周期内的可靠性、可用性和可维修性等问题,以高级修为切入点进行动车组健康状态评估方法研究。首先,给出动车组评估元素的选取原则和评估准则定义;其次,为准确表述动车组各元素间复杂的拓扑关系,提出适用于动车组状态评估的功能逻辑结构构建方法;然后,根据每类元素在高级修中的检修特点,形成针对不同元素和不同逻辑结构的健康值计算模型和方法,再依据多种权重求解方法逐级计算拟合得到各元素健康指数。经过实例计算验证表明,该评估方法具有很好的适用性和有效性。     

内燃动车组显示屏软件设计

显示屏是内燃动车组网络控制系统的重要组成部分。简述了内燃动车组网络控制系统的功能需求,介绍了显示屏软硬件配置及应用开发环境,设计了显示屏软件架构,分别从显示功能、故障诊断功能、设定功能和辅助功能等方面对应用软件进行了设计。实际应用表明,所设计的显示屏软件功能完善、运行稳定、界面友好,满足内燃动车组实际应用需求。     

基于数字孪生技术的动车组运维管理系统架构研究

借鉴数字孪生技术在产品远程运维中的实践经验,立足动车组运维信息化建设实际情况,分析数字孪生技术动车组运行和检修过程中的应用需求,研究基于数字孪生技术的动车组运维管理系统总体架构,设计数字孪生动车组、数字孪生运用所和数字孪生高级修车间3大应用,实现动车组运维全要素融合展示,保障动车组运行安全,支持精准化运维管理.数字孪生...     

珠三角城际轨道交通ATO系统车门与站台门联动优化设计研究

珠三角城际轨道交通采用CTCS-2+ATO列车运行控制系统，ATO最主要的功能之一是满足列车车门与站台门系统的联动控制，实现站台门的防护。介绍现有珠三角城际轨道交通动车组类型、站台门现状、车门与站台门系统的联动条件、接口原理。针对珠三角城际公交化运营开行4辆编组动车的需求，基于不同编组、不同车门类型、不同运行交路情况下对车门与站台门联动控制提出3种优化设计方案。从规范符合性、运营使用习惯、既有线改造可实施性等角度对3种方案进行深入比较分析，对新建和既有运营线路分别提出推荐方案。研究结论满足珠三角城际轨道交通开行4辆编组动车的需求，并为其他城际铁路、市域铁路提供参考。     

城际动车组网络控制系统设计与实现

介绍了城际动车组网络控制系统的设计思路及系统架构、主要控制功能及其特点。现场几种典型应用表明,城际动车组网络控制系统采用二级网络结构进行通信、控制,通过各级网络的互相配合达到了列车控制的最优状态,为城际动车组网络系统的技术发展与批量应用提供了重要的保证。     

CRH2型动车组站台识别与车门安全控制电路的设计探讨

根据CRH2型动车组的控制电路设计特点,设计了站台识别和车门安全控制电路。在保证动车组运行安全的前提下,可实现停靠站台侧位提示功能及安全开启相应站台侧车门功能,还可以有效杜绝错开非站台侧车门现象。     

国外基于MBSE的列车领域研究现状探析

介绍了基于模型的系统工程的定义和发展历程.分别对庞巴迪和阿尔斯通两家公司在MBSE方面的研究和应用情况进行了分析,具体分析其建模工具和建模实例,还分析了Connecta和Safe4Rail项目的实施过程以及主要的研究内容.分析结果表明,MBSE已经在国外的列车领域经历了学习、探索和应用推广的过程,并在新产品的研发过程中...     

基于统一数据模型的轨道交通BIM协同设计系统研究

轨道交通工程是一项涉及多专业的复杂系统工程,现有的BIM协同设计系统仅可实现三维模型的部分协同功能,无法满足其全生命周期的管理需求.为实现多专业、全方位协同功能,提高多专业间的协同设计效率,文章构建基于统一数据模型的轨道交通BIM协同设计系统.该系统可在设计过程中对各专业的模型构件及专业数据进行提取及管理,在保证数据一...     

基于层次分析法与遗传算法的动车组系统划分方法研究

提出了一种基于模块化理论的系统划分方法,该方法考虑了动车组零部件的功能、使用等基本属性,通过层次分析法明确各零部件的相关关系,得到了综合关系矩阵,建立了系统聚类数学模型。通过种群遗传算法及MATLAB仿真计算,给出了适用于对动车组进行可靠性分析的系统划分结果,根据敏感度分析验证了该算法的可行性和有效性,可为后续动车组可靠性建模提供依据。     

超大开度特种货运动车组塞拉门机构研制

随着160 km/h捷运列车快速发展，对开启宽度大于6.5 m的超大开度自动车门提出了新要求。以6.5 m超大开度特种货运动车组塞拉门机构研制为例，概述开启宽度大于6.5 m的超大开度特种货运动车组塞拉门机构主要参数指标，研究适用于货运动车组开启宽度大于6.5 m的超大开度塞拉门机构，分析超大开度塞拉门机构设计时需注意的若干问题，并提出相关解决措施。针对塞拉门机构研制，介绍设计选型、机构方案，通过受力分析、仿真计算等手段进行设计优化，并通过样机试制及相关试验对塞拉门机构方案进行验证，最终确定6.5 m超大开度特种货运动车组塞拉门机构方案。