高鐵動車的案例
基于BIM+GIS技術的高鐵動車運用所數字孿生關鍵技術研究
基于BIM+GIS技術的高鐵動車運用所數字孿生關鍵技術研究
來源：鐵路BIM聯盟
作者：韓亮亮
導 讀：
動車運用所作為動車組日常整備檢修作業的場所,其信息化管理水平與高速鐵路高效、安全運行息息相關。
為適應高速鐵路數字化、網絡化、智能化轉型發展,基于BIM+GIS融合技術開展動車運用所數字孿生關鍵技術研究。提出動車運用所數字孿生總體技術架構,闡明動車運用所數字孿生模型、業務數據庫及數據庫關聯驅動的構建方法、構建流程和涉及的關鍵技術,并給出了動車運用所數字孿生典型應用。
研究成果實現了動車運用所物理世界的數字化映射與交互,體現了數字孿生技術的應用價值,為動車運用所智能運維研究與工程應用提供了一定技術支撐。
動車運用所作為高速鐵路運輸網絡中的重要組成部分,主要承擔動車組存放、整備和臨修作業，其運維管理信息化水平與高速鐵路高效、安全運營息息相關。近年來，隨著動車組開行數量增加、密度增大，傳統運維管理模式和缺乏交互的信息化手段已無法適應現代化運維管理需求。因此，提出基于BIM+GIS技術開展動車運用所數字孿生關鍵技術研究，為動車運用所智能運維研究提供重要技術支撐。
展開 全資收購德國百年鍛造企業！
這意味著華鐵股份將加深在高鐵關鍵技術領域的布局，全面進入高門檻的軌交車輪、車軸和輪對市場，此舉在豐富華鐵股份產品線的同時，也將極大地提升了華鐵股份的國際化程度，加速打造國際化軌道交通核心零部件平臺。
華鐵股份入手全球高鐵零部件稀缺資產
BVV集團是全球知名的軌道交通車輪、車軸和輪對制造商，是全世界可實現規?；a車輪、車軸和輪對的優秀企業之一，香港利合是BVV集團在亞太地區（包括中國境內客戶）合法銷售代理平臺。此次收購包括BVV集團的知識產權、生產資質、品牌、渠道及其他全部資產。
BVV集團波鴻工廠是其車輪產品的主要生產基地
據悉，BVV集團在鍛壓、熱處理和精加工等方面具有獨特、成熟的工藝技術，其特種鋼材配方能夠滿足多種軌道交通車輛的車輪、車軸生產需求，能夠快速切入高鐵動車組、普速列車、機車、地鐵、城軌等多領域車輪、車軸市場。
華鐵股份董事長宣瑞國表示：“BVV是全球知名的、擁有核心技術的、具備獨特稀缺性的高端裝備制造公司，進入華鐵股份之后會極大地提升華鐵股份整體技術水平和產業門類?！?高鐵動車組車輪、車軸和輪對制造企業必須獲得各國鐵路主管部門資質認證才可規模化供貨，且高鐵動車組車輪、車軸生產技術含量高、工藝復雜，需要較強的連續鍛造技術和大規模熱處理工藝、高密度、高強度硬質鋼材的配方和冶煉技術。即使是行業領先的車輪、車軸和輪對制造企業，也需要通過長期的技術、經驗積累和工藝提升才能保證產品品質和安全可靠。
高鐵動車組輪對的規模化生產一直是中國高鐵面臨的難題之一。目前國際高速列車輪對產品主要廠商屈指可數，國內能夠同時擁有高鐵動車組合格供應商資質和批量供貨業績的企業，僅有BVV集團與智奇集團。
展開 時速870公里擦身而過是什么感覺？“復興號”創造世界紀錄
今年4月份以來，在濟鄭高鐵、鄭渝高鐵開展CR450動車組研制先期試驗，分別在明線和隧道開展了高速運行和高速交會工況下的動力學、空氣動力學、阻力、噪聲等60余項科學試驗，在世界上首次成功實現單列時速435公里、相對時速870公里的明線交會和單列時速403公里、相對時速806公里的隧道交會，獲取了不同工況下動車組列車及高鐵路基、隧道等基礎設施的特征數據，相關指標表現良好，探索了列車速度提升相關安全性、舒適性參數變化規律。
此次試驗，驗證了新技術設備的性能，探索了更高速度條件下動車組運行的邊界條件，進一步豐富拓展了我國高速鐵路基礎理論研究成果和工程實踐經驗，對于提升鐵路科技自立自強能力、鞏固我國高鐵世界領跑地位，具有重要意義。
小貼士：
高速綜合檢測列車是一種綜合檢測動車組運行線路、接觸網、信號等質量的動車組列車，是進行鐵路基礎設施綜合檢測的重要技術裝備，為動車組運行線路的運營安全評估和為動車組養護維修提供技術支撐，被稱為“高鐵醫生”。
展開 UV-AR符合鐵路應用EN 50317-2002標準，可用于動車組、高鐵受電弓電火花檢測
電力牽引機車從接觸網取得電能的電氣設備，安裝在機車或動車車頂上。受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，均由滑板、上框架、下臂桿（雙臂弓用下框架）、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。菱形受電弓，也稱鉆石受電弓，以前非常普遍，后由于維護成本較高以及容易在故障時拉斷接觸網而逐漸被淘汰，近年來多采用單臂弓。
負荷電流通過接觸線和受電弓滑板接觸面的流暢程度，它與滑板與接觸線間的接觸壓力、過渡電阻、接觸面積有關，取決于受電弓和接觸網之間的相互作用。
為保證牽引電流的順利流通，受電弓和接觸線之間必須有一定的接觸壓力。弓網實際接觸壓力由四部分組成：受電弓升弓系統施加于滑板，使之向上的垂直力為靜態接觸壓力（一般為70N或90N）；由于接觸懸掛本身存在彈性差異，接觸線在受電弓抬升作用下會產生不同程度的上升，從而使受電弓在運行中產生上下振動，使受電弓產生一個與其本身歸算質量相關的上下交變的動態接觸壓力；受電弓在運行中受空氣流作用產生的一個隨速度增加而迅速增加的氣動力；受電弓各關節在升降弓過程中產生的阻尼力。
最后推薦一款用于檢測動車組、高鐵上受電弓電火花的紫外線傳感器，由工采網從德國進口的防水紫外線傳感器 - UV-Arc,UV-Arc是一種防水傳感器，帶有一個螺紋車身(G3/4”)，將用于列車上，根據en50317測量弓幅的強度和長度。這表示受電弓和接觸網之間的接觸質量，并允許在鋼軌網絡內的鋼絲繩上找到缺陷的位置。UV-Arc傳感器是為這個特殊應用而配置的。它包含一個非常敏感的光電二極管和一個額外的fi lter來抑制太陽UVB的靈敏度。時間常數被調整到典型的電弧長度和金屬外殼提供高的電磁兼容性安全。
展開 
ProNas振動噪聲分析
9、基于以上最新能量有限元-統計能量混合算法的特點，汽車、船舶、高鐵動車、軌道車輛、商用飛機等工業產品均可簡單快捷地運用該方法進行中高頻噪音計算。
汽車案例
船舶案例
高鐵案例
輪胎案例
聲學包， Noise Control Treatment（NCT）,指的是為滿足NVH（Noise Vibration Harshness)性能而設計的聲學材料包裝，例如浮動地板，內飾件吸聲材料，各泄露孔邊堵塞密封等。從成本考慮，實際工程噪音問題的最終解決方案最終幾乎都是通過聲學包的替換和應用來實現，所以，僅僅有好的算法，并不完全能解決實際的工程問題。Biot理論是目前最為成熟可靠的聲學包基礎性能計算方法，雖然計算成本相對較高。課程介紹了聲學材料的九大聲學性能參數，結合這九大參數和Biot理論，使用傳遞矩陣法計算吸隔聲性能參數的計算原理也得到了剖析。
Biot方程
多層層疊材料的傳遞矩陣法示例
ProNAS有著自成體系的聲學包定義和計算邏輯，聲學包針對空氣噪音和結構噪音的作用都被分別體現出來，并通過合理的界面設計，計算效率和費用都得到了非常好的平衡和體現。
ProNAS聲學包計算邏輯簡圖
目前，能量有限元應用最成熟的領域是船舶工程，因為船舶仿真天然具有多艙室、結構強耦合、體積大、結構噪音占主導地位，并且還有單品高成本制造導致無法實驗的特點。如此，傳統中高頻計算方法在其他工業領域勉強可用的局面在船舶工程領域失去了效用，強大的需求促使船舶工業率先在先進算法工業應用取得了突破性進展。
展開 “深圳造”衛星將添兩新軍，Proe/Creo能做得還很多！
比如
中國唐車用于高鐵動車的建模設計
柳工叉車應用ProENGINEER結合TopDown+模塊化設計的解決方案
那么更加不用說消費類電子的公司應用情況了：
針對產品結構設計方面，我們基于自己設計公司開發的落地產品，開發了一整套的產品設計課程，希望對大家。
以下是免費的部分課程：
品索學員Creo問題解答集合－技術鄰社區
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c17340
面向工設、產設學生的高分Creo建模教程－技術鄰社區
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c17332
展開 高鐵軌道無縫？熱漲冷縮如何解決？
高速鐵路運營里程約占世界高鐵運營里程的50%，穩居世界高鐵里程榜首。從濃煙滾滾的蒸汽機車到飛快疾馳的高鐵動車，從木質枕木到無縫鋼軌，技術的不斷進步，列車“咣當”聲也漸漸變成記憶中的聲音。
來源：沐風機械。編輯：明軒
*本文系整理請注明出處！！如有問題請聯系處理
PARTsolutions助力中國北車集團唐山軌道客車的高鐵項目
現中國北車集團的核心成員公司, 主要負責中國高鐵"和諧號"動車組的研發, 生產和銷售, 其生產的""和諧號"時速350公里, 在運營速度,安全可靠性,舒適性,節能環保等方面已達到世界領先水平。
唐山軌道客車有限公司(唐車)為了有效整合CAD/ERP/PDM各系統以及項目所涉及的零部件數據資源，引入PARTsolutions戰略性零部件數據管理系統, 不僅為工程師提供了設計所需的國內外標準件和外購件數據; 而且整合了標準化部門的管理職能， 實現了PARTsolutions與ERP/PDM系統集成, 零部件的全部屬性信息包括非幾何信息在同一界面上一目了然, 并借助完整和透明的零部件信息, 實現了供應商的優選, 在提高設計效率的同時大大降低了產品開發成本。
項目出發點
唐車作為北車集團時速350公里的高鐵動車制造商, 一方面大力進行技術革新,挖潛,改造現有工藝裝備, 另一方面, 持續強化產品研發平臺的信息化建設, 他們以國際同行業先進企業集團為目標, 先后引入ERP, CAD, PDM系統, 并不斷完善與之配套的管理制度體系。 針對零部件數據管理, 唐車則引入國外同行使用的PARTsolutions。
展開 秒?！背?em>高鐵現實嗎？“秒?！比菀住吧逃谩睂擂?/span>
近日，《今日美國》網站報道稱，特斯拉公司、SpaceX CEO埃隆·馬斯克宣布，旗下“超級高鐵乘客艙”將進行測試，目標運行速度為音速的一半，并在1.2公里內完成剎車。
這意味著，乘客艙要以約613公里的時速運行，14秒內“秒?！?，減速度數值近重力加速度的1.2倍（1.2g）。
與馬斯克對這項短距離測試“瘋狂又興奮”的感覺不同，人們更好奇“秒?！钡目尚行浴? “秒?！辈恍琛癵et”新技能
“14秒制動馬斯克所提的乘客艙，技術上沒問題。”“十三五”國家重點研發計劃“中速磁浮交通系統關鍵技術研究”課題負責人、中車首席專家楊穎向科技日報記者表示。
國防科技大學磁浮技術工程研究中心教授李杰表達了類似看法，并告知“馬斯克的超級高鐵和我國高鐵制動原理基本一致”。
在我國，高鐵動車組采用復合制動。正常制動中，優先采用“再生制動”，即將電動機“反轉”為發電機，把動車組動能轉化為電能，通過接觸網供應給相鄰區間動車組使用。當動車組即將停站時，則改為與汽車制動盤工作原理一般的“機械制動”。高鐵遭遇停電等故障，緊急制動也為“機械制動”模式。
此外，我國CRH380AM還使用了“風阻制動”，通過在列車端部升起風阻板，加大動車組空氣阻力；德國、日本使用“渦流制動”，制動時將一套電磁鐵置于鋼軌上方，通電后，電磁鐵與鋼軌間產生渦流發熱，將動能轉為熱能消耗掉。
“按馬斯克所述，乘客艙質量約在幾百公斤左右。動能是質量與速度平方的乘積。速度較大，但質量較小，制動要消耗的能量并不‘巨大’。以現有成熟的長定子驅動技術，實現‘秒停’不費力，‘再生制動’就可實現?！睏罘f說。
展開 中圖儀器高端裝備亮相2023深圳工業展，推進精密測量儀器自主智能化進程
2、GTS激光跟蹤儀
激光跟蹤儀是大尺寸三維空間測量利器，航空航天、高鐵動車、船舶、汽車、電力能源、大型裝備、工業機器人等行業都離不開它。
GTS激光跟蹤儀百米工作空間高性能，突破了百米的測量范圍、毫秒級的測量時間、微米級的測量精度以及動態實時跟蹤測量等各項技術難點，具有三維坐標、位置、姿態、尺寸、形狀、動態運動參數等測量功能，可實現最大半徑80米范圍內的測量。
3、Novator系列全自動影像儀
Novator系列全自動影像儀多種測量新特性、新功能的創新支持，具有獨立升降、可更換表光，支持頻閃照明、高速飛拍，融入閃測拼接測量，發揮綜合優勢。
Novator系列全自動影像儀量程從200mm到1500mm全覆蓋，測量簡捷、穩定高效，滿足多種復雜尺寸測量需求。
4、VX8000系列閃測儀
閃測儀是一種快速圖像尺寸測量儀器，測量時無需定位，按一鍵即可測量出所需尺寸。VX8000系列閃測儀高分辨率鏡頭和2000萬高像素工業相機，1%亞像素圖像處理，高精度算法分析，一鍵閃測，批量更快！
5、SJ6000激光干涉儀
SJ6000激光干涉儀用于各類機床、自動化設備運動精度校準，保證加工產品的質量。具有測量精度高、測量范圍大、測量速度快、高測速下分辨率高等優點，結合不同的光學鏡組，可實現線性測長、角度、直線度、垂直度、平行度、平面度等幾何參量的高精度測量。在動態測量軟件配合下，可實現線性位移、角度和直線度的動態測量與性能檢測，以及進行位移、速度、加速度、振幅與頻率的動態分析，如振動分析、絲桿導軌的動態特性分析、驅動系統的響應特性分析等。
展開 我所理解的“工業軟件”
再比如我國的高鐵動車發達，同樣我們也可以開發出專業動車設計軟件，但是涉及核心知識機密，無法商業化。
③ 工業軟件的價值在于提高工作效率以及穩定性可靠性。其實前面講的兩點也在說這個。工業軟件的難度其實是遠遠高于互聯網的，互聯網所謂的上億數量級別的并發在真正的工業軟件面前都是小兒科，超大規模的模型不僅硬件上需要超級計算機，而且對算法的穩定性，可靠性，容錯，都有非常高的要求。錯之毫厘謬以千里的事在工業軟件可謂司空見慣。1996年墜毀的阿利亞娜5火箭，其失敗原因就在于直接移植阿麗亞娜4的代碼，沒有對軟件進行足夠的回歸測試。
○ CAD--Computer Aided Design
○ CAE--Computer Aided Engineering
○ EDA--Electronic Design Automation
○ CAO--Computer Aided Optimization
○ CFD--Computational Fluid dynamics
○ TCAD--Technology Computer Aided Design
○ CAM--Computer Aided Manufacture
○ CAPP--Computer Aided Process Planning
下面再講講狹義上我們經?？梢越佑|到的“工業軟件”，對應于 CAD/CAE/EDA/CAO/CAM/CFD/TCAD/CAPP等等：
① 工業軟件需要參與實際工程應用。既然是“工業”軟件，就一定要能解決工業界的實際問題。否則即使求解器做的再好也只是紙上談兵。
② 工業軟件一般始于技術驅動，成長于用戶迭代，成功于商業模式。
展開 
精確模擬軌道車輛噪聲以實現靜音行駛和舒適出行
VA One是用于振動聲學分析和設計的單一綜合軟件平臺和環境，是中車系統研究和工程部門廣泛應用于城市軌道交通車輛和高鐵動車組噪聲與振動仿真分析的核心工具。它使工程師可以在設計周期的早期進行準確的預測性噪聲和振動設計評估，以達到產品性能目標。用戶可以滿足苛刻的設計要求與規范，確保在受益于多學科開發環境的需求時就可以做出工程決策。本期將介紹基于VA One軟件平臺如何有效的開展軌道車輛的噪聲設計工作、如何能夠精確模擬軌道車輛噪聲水平，滿足駕乘人員的出行舒適性和安全性。
?
當您還是個孩子時，您希望在乘坐火車與同伴一起沖向遙遠冒險的過程中聽到各種撞擊聲、尖叫聲和碰碰碰碰的聲音。然而，當你長大成人后，你可能希望在乘坐火車時保持沉默，一個人安安靜靜的坐著欣賞窗外的風景，或與你的客戶和老板進行遠程會議，這個時候，你是很不情愿讓吵鬧的火車與你同行的。
法國ESI集團振動聲學全球業務發展經理Trevor Edwards說：“火車上的車內噪音水平是重要的客戶滿意度標準?！?/span>
展開 淺談鐵路設計速度和旅行速度
以成貴高鐵（設計速度250km/h）高速動車組為例，始發終到列車由于停站方案和?？繒r間不同，開行方案多達20多種，列車旅行時間最短3.0h，最長4.3h，變化幅度高達43%，旅行速度也相應地從216km/h降至151km/h。
成貴高鐵動車組開行方案
02
長大坡道區段
對于地形艱險、地質復雜的鐵路區段，一般會采用大坡度以減少工程投資，規避工程風險。當高速動車組經過長大坡道時，上坡道的附加阻力會使得列車的運行速度降低，而下坡道的巨大慣性則可能引發列車超速，因此長大坡道上列車運行速度受限。
雅萬高鐵：“中國高鐵”首次出口海外
圖源：央視網
新聞觀察：雅萬高鐵高速動車組下線 中國列車駛向世界
原視頻請點擊閱讀原文觀看
工程背景
雅萬高鐵是中國高速鐵路全系統、全要素、全產業鏈走出去的“第一單”[1]，也是“一帶一路”倡議的標志性重點工程，對于深化我國與東南亞相關國家鐵路合作以及“一帶一路”沿線國家交通基礎設施互聯互通具有重要意義。為貫徹習總書記對雅萬高鐵建設的重要指示精神[2]，中國鐵路設計集團有限公司（以下簡稱“中國鐵設”或CRDC）開展了全線BIM設計，并以印尼雅萬高鐵Tegal Luar動車段為重點，打造“精品工程，智能雅萬”。
雅萬高鐵連接印度尼西亞首都雅加達和西爪哇省省會萬隆，設計時速350km/h，線路全長142.3km，全線共設置車站4座，設動車段1處。
動車段所，即“高鐵4S店”，主要用于動車組的運行管理、整備保養、檢修調試工作，Tegal Luar動車段位于雅萬高鐵終點站Tegal Luar車站東側。本項目整個過程存在諸多挑戰：
動車段場地空間受限，工藝布局復雜，涉及站前站后14個專業，接口多，設計難度大；
國外施工人員對二維設計意圖理解困難，語言溝通存在障礙，工程建設風險高；
動車段工程位于熱帶雨林區，施工工期緊，多方并行施工，施工組織困難。
展開 鐵路交通動車組給水衛生系統箱體內液位情況變化監測
隨著社會經濟高速發展，高速動車組滿足了快速遠出人群的交通需求，很大程度上推動了城市交通發展。同時高速動車的越來越廣泛普及與應用，乘客對車輛的智能化，舒適化要求也越來越高。因此這需要高鐵的設計者以乘客層面加入更多的人文關懷元素。
高鐵的公共衛生服務設施是乘客直接接觸的系統，該系統包括給排水、衛生間、盥洗室等部件，其中高速動車組的給排水與衛生系統是乘客體驗的關鍵系統，其技術亦是車輛技術的核心，關系到高鐵運營與制造的品牌，是讓中國高鐵“走出去”的重要環節，是促進中國高鐵“智能化”的關鍵因素。下面工采網小編和大家一起看看用于鐵路交通動車組給水衛生系統箱體內液位情況變化。
動車組給水衛生系統并不是單一設備組成，而是由多個設備和系統組成，主要包括給水裝置、溫水器、電開水爐、衛生間、盥洗室、排污系統等。而在實際火車動車運行過程中會存在很多問題，其中動車組給水衛生系統故障最為常見，動車高鐵等列車組中車內的污水無法直接排入下水道，需要預先儲存在一個箱體內，箱體內的環境比較復雜，無法通過人工直接查看箱體內液體變化，需要借助傳感器技術來監測液位。當液位到達警戒點時能夠及時檢測到并發出警報。
值得注意的是，在監測液位變化情況的同時由于現場環境特殊，傳感器在這種環境比較容易損壞。工采網提供的英國SST 低成本 緊湊型 液位開關Optomax數字系列 液體 - LLC系列能夠解決上述問題。液位開關幾乎可檢測任何液體類型；油基或水基材料選擇；聚砜(標準)或Trogamid?螺紋選擇。
英國SST 低成本 緊湊型 液位開關Optomax數字系列 液體 LLC系列 參數：
展開 