安全舒適系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-09
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行駛安全性 - 汽車座椅部件測試
汽車座椅，不應該僅僅是舒適，容易使用，更應該的是安全。在新的汽車座椅開發過程中，經歷嚴格的測試和檢查是在市場成功的關鍵。
但是如何才能高效地完成，尤其是模型和變量在持續增加時?C. Rob. Hammerstein (CRH), 全球汽車座椅的全球領導者，采用HBM的測試技術，已經開發出面向未來的測試概念。
在汽車座椅領域，最杰出的創新者莫過于CRH，其位于北萊茵威斯特伐利亞州，1968年開發出高度電動調節座椅，并一直致力于座椅舒適性研究。另外，CRH 汽車座椅越來越舒適，并且安全性也越來越高。為了能夠達到更高的安全標準，公司在新部件和模型開發過程中，進行了大量的測試和檢查。
部件的功能測試: 高效且安全
伴隨著產品所用部件的多樣化，測試和檢驗過程也變得更加復雜。每個部件真的都需要測試嗎？每個單獨原型的變體是否都需要在測試臺上進行測試?
例如汽車座椅的功能測試。CRH 沒有為所有可能的應用進行昂貴的樣品測試, 而是在開始構建原型之前檢查汽車座椅的每個組件。在找到最佳組合后，才構建原型并對其性能進行測試。
初步測試著眼于實際應用的加載數據。C. Rob. Hammerstein (CRH) 為典型座椅系統裝配了伺服電機和應變片，從初次測試中獲得數據并將其應用于測試臺上。在測試臺中, 測試配置包括線性驅動和一個用于模擬負載的伺服電機。采用負載曲線來模擬真實的狀態。
每個測試臺都需要采用尖端的測試技術，這是為何 CRH 使用 HBM 測量技術的原因。S9M 力傳感器緊貼驅動裝置安裝以便測量反作用力。實際的比對結果傳輸到 PID 中，并對伺服電機做相應的調整。
C. Rob. Hammerstein (CRH) 信賴來自HBM S9M 力傳感器。
展開 借助工程方法可提升重型裝備座艙舒適度和安全性
重型裝備制造商們無不希望自己的產品在市場贏得好的口碑。為此，整個行業在設計產品時都會考慮噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)、動態人體工學和熱管理等問題，以提升座艙舒適度和安全性。但要確保座艙舒適度和安全性令人滿意并非易事，而是一項重大的工程挑戰。
本白皮書旨在探討如何利用高級仿真和測試解決方案來應對此挑戰，并減少工程和開發時間及成本。
NVH 軟件與源-傳遞路徑-接收體 (STR) 方法相結合
保證 3D 建模效率固然重要，但獲得正確結果亦不容忽視。在物理測試或 3D 仿真階段，可結合使用 NVH 軟件和 STR 方法將問題分成幾部分。
作為一種結構化的高級工程方法，STR 可對所有潛在問題進行系統性檢查，從而最大限度提高座艙舒適度，并使整個工程過程告別耗時昂貴的試錯方法。
車輛 NVH 預測
傳遞路徑分析 (TPA) 可同時用于物理測試和仿真。與模態分析中的協同一樣，經測試驗證的仿真模型可用于對設計更改引起的變化進行車輛 NVH 預測。在機器開發過程中，應將測試與仿真結合使用，以減少不確定性，獲得最佳結果。將測試數據用于仿真模型能可靠預測現實世界中無法測量之處的測量結果。
車輛座艙熱管理
隨著非公路車輛日益先進，車輛座艙熱管理也變得愈發困難。由于重型裝備具有獨特的熱動力學，并常用于某些非常惡劣的環境下，工程師在相關熱管理設計中需要考慮眾多變量。而在熱管理設計方面，系統仿真和 3D 仿真軟件包可謂是優勢顯著，讓工程師能夠在虛擬世界中經濟高效地測試大量變量。
動態人體工學設計
由于在非公路場景下駕駛重型裝備時振動水平較高，動態人體工學設計是實現座艙舒適度和安全性的一大關鍵因素。
展開 AcuSolve在日本高速列車安全性和舒適性仿真方面的應用
客戶簡介
日本車輛制造株式會社（Nippon Sharyo），位于日本名古屋，從19世紀末開始制造列車。現今它仍是日本產量最高的鐵路列車制造商之一，擁有1100名員工，制造各種類型的列車，如特快列車、通勤列車，地鐵及輕軌等。自從1964年第一輛時速200km/h高速列車起，日本車輛制造株式會社制造了超過3200個車廂。最新的子彈頭列車時速可達300km/h。
挑戰
通常如果一輛列車通過空曠無障礙區域，列車的空氣動力載荷相對不是很復雜。然而列車在行駛過程中通常需要穿過隧道，同時也會在空曠地域或隧道內與其它列車交匯，這些情況下空氣動力載荷就比較復雜。當列車穿過隧道，列車頭部的壓力波會引起很大的噪聲和振動，因此設計者需要設計良好的列車頭部外形，盡可能減小進出隧道壓力波動的大小。
當兩輛列車在隧道內會車時，問題更為復雜。每列車都將形成強烈的沖擊波，這些波的碰撞和相互作用可對列車產生巨大的作用力。例如，列車對另外一輛列車產生巨大的推力，當壓力平衡后，列車又被拉回，如果在設計過程中這樣的作用力考慮得不是很周全，則列車實際中可能會有傾覆出軌的危險。即使較理想的情況下，該效應也會對乘客的舒適性有巨大影響。
另外當盡可能最大化乘客的舒適性和安全性后，以及其它一些方面也需要考慮。如列車明線運行時的動態載荷、高速行駛的側風作用、列車門的噪聲影響以及客艙內的通風換熱等。
解決方案
制造樣機是十分昂貴的，因此Nippon Sharyo采用Altair CFD軟件AcuSolve進行復雜的空氣動力學仿真：
- 安全性：預測側風運行載荷，無風運行載荷以及會車載荷。
- 舒適性：除了進隧道噪聲，還進了HVAC（暖通空調）仿真，考察乘客熱舒適性。
展開 對于上述的“聲”、“形”、“味”，陶氏公司還將根據汽車生產商不同的定制化需求，利用更多的產品組合，繼續完善和補充這些方面的應用需求，并共同探索和提供滿足安全、舒適、環保的更多產品解決方案。
在未來十年，汽車行業將面臨翻天覆地的創新運動，新能源汽車加速取代傳統燃油汽車、智能交通系統及自動駕駛汽車新概念逐漸被廣泛接受、綠色環保的中高檔車成為了更多消費者的選擇。在這樣的行業新格局中，汽車制造商們必將不遺余力地打造自己的品牌優勢。秉承著創新協作的精神，陶氏公司將繼續與各大車企深入合作，從消費者的駕乘體驗出發，依托全球及本地強大的研發實力，提供定制化解決方案，與汽車廠商共同為消費者打造安全舒適的“飛馳人生”。
展開 規劃上，如何實現安全性和舒適性？
安全性
前面已經說到，規劃（Planning）為的是輸出一個trajectory（時間到位置的函數）：X(t)=（x(t)，y(t)）T，而這個行駛路徑需要同時保證安全性和舒適性。
實際上，規劃（Planning）是一個優化問題。對于一個優化問題來說，我們需要通過設計 constraints （約束條件） 來保證行駛安全。
上圖里列舉了一些最基本的約束條件。
首先，規劃模塊不能忽略車的物理特性，比如方向盤的最大角度，對應的就是曲率的最大值、最小值等。
其次，明確車輛剎車和油門的極限，這對應的就是加速度的極限。
第三，當自動駕駛車在道路上行駛時，為了不出現壓線的情況，車到左右boundary（車道線）的距離也需要納入規劃中。
第四，自動駕駛肯定不希望車輛發生任何碰撞。我們可以通過取車軸上一系列等半徑的圓來覆蓋車身，并采用若干個凸的多邊形表示車身周圍的物體，那么，當車軸上所有的圓心到凸多邊形的距離大于半徑時，自動駕駛車就不會與凸多邊形（障礙物）發生碰撞。
舒適性
介紹完安全性，下面介紹規劃模塊是如何實現駕駛的舒適性。前面提到過，舒適性越高，意味著加速度變化率越小，以及曲率的變化率越小。那么對應的cost function（代價函數）就比較好設定了，即加速度+加速度變化率+曲率+曲率的變化率。
雖然整個模型設計起來比較簡單，但是constraints（約束條件）和cost function（代價函數）的求解卻比較復雜（如上圖），尤其是系統實時求解k（t）和k（t）’的耗時會比較長，解起來也比較難。這時候我們可以換個思路，把問題轉換下。
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摘 要：為研究鹽穴壓氣儲能項目總體風險受單因素變量影響的變化趨勢，文章對鹽穴壓氣儲能項目存在的主要風險進行分析，從組織影響層、事故層及安全監管層三方面著手建立風險分析模型，基于系統動力學原理和實際運行過程的管理模式、管理風險、管理要素間的邏輯關系，結合VENSIM軟件進行仿真模擬。模擬得到：安全監管層中風險預防對總體風險的控制效果最好，優先于應急監管、安全教育和蓄能過程監管等措施。
關鍵詞
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