桥墩横向位移对车-轨-桥耦合系统动力响应的影响分析

为了提高列车运营的安全性和舒适性,基于SIMPACK-ANSYS联合仿真平台,以某4跨32 m简支箱梁桥、8节列车为框架,建立了列车-轨道-桥梁的耦合系统动力分析模型,开展了桥墩横向位移量对列车动力响应的仿真计算与影响分析。结果表明:桥墩横向位移对列车振动响应影响尤为明显,对桥梁振动响应影响并不显著;当桥墩横向位移超过26.4 mm时,列车的轮轴横向力超过了安全限值(62 kN)。因此,桥墩横向位移值应控制在26.4 mm以内。

高速列车群运营安全保障仿真模拟试验平台设计

基于"主动安全"设计理念,采用Flex与ArcGIS技术,构建可视化、集成化和智能化的高速列车群运营安全保障仿真模拟试验平台。平台通过不同系统之间的信息共享,为高速列车群运营全过程安全行为演化建模、风险评估和预警提供数据支持,实现对高速列车群事故推演和安全态势分析。平台采用分层逻辑结构,从下到上依次为物理层、获取层、数据层、应用层和表示层。平台通过电力线通信、以太网和控制器局域网等从其他系统获取数据,再对数据进行融合与集成,实现信息共享、安全评估与仿真和安全预警等功能。研发的平台在轨道交通控制与安全国家重点实验室进行了成功部署和模拟仿真运行,通过对大量的行车安全信息的获取、传输和共享以及仿真试验证明,平台具有较高的安全性和稳定性,便于管理和维护。

地震作用下车辆-轨道-桥梁系统振动台台阵试验与列车预警速度阈值研究

针对地震作用下高速铁路桥上行车的安全性问题,设计完成车辆-轨道-桥梁大型振动台台阵缩尺模型试验,制作了1∶10车辆、轨道及桥梁结构的模型,根据缩尺模型相似定理研究了不同地震强度下列车脱轨问题,并利用数值仿真方法建立了CRH380BL高速列车-轨道-桥梁空间耦合动力学模型,通过对比分析试验结果与数值仿真分析结果,验证了数值分析模型的可靠性。在此基础上,以行车安全性及舒适度指标作为评判标准,利用上述仿真分析模型计算得到了不同地震强度等级下各项评价指标所对应的列车运行速度临界值,并探讨了现行规范中的地震预警阈值选取问题。研究结果表明:对于静止状态下的车体模型,在地震动峰值加速度为0.25g的ALS地震波作用下,车体将会发生脱轨。随着输入地震动峰值加速度的增大,舒适度指标最先超出限值,车辆的行车安全性指标次之,脱轨系数和舒适度指标控制的速度阈值逐渐减小,轮重减载率和横向轮轨力控制的速度阈值基本不变,舒适度指标对地震激励最为敏感,脱轨系数次之,轮重减载率和横向轮轨力最不敏感。在输入地震波的峰值加速度≤50gal时,车辆运行速度临界值取决于列车舒适度指标,速度阈值为160km/h;当输入地震波的峰值加速度达到60gal时,速度阈值降为140km/h;当输入地震波的峰值加速度达到80gal时,速度阈值降至140km/h以下,出于安全考虑建议此时采取紧急停车措施。

列车安全操纵仿真系统的研究

探讨了列车牵引力学条件下的铁路列车安全操纵问题 ,开发了一套可用于不同运行条件下的列车安全操纵仿真软件。重点介绍了系统的主体结构、功能模块以及列车安全操纵的计算模型 ,详细描述了在一个时间步长内如何确定列车的工况、手柄位以及停车制动的仿真算法 ,并在实际线路上对电力机车进行了实例分析。系统计算速度快 ,人工干预方便 ,效果良好 ,可以满足现场的实际需求。

Miller金字塔理论在麻醉学住院医师规范化培训中的应用

为了加强住院医师规范化培训力度,提高住院医师的临床胜任力,医学模拟教学应运而生。传统教学中单一技能的培训不能满足住院医师临床胜任力培养的需求,为了培养麻醉学住院医师的岗位胜任力,哈尔滨医科大学附属第二医院麻醉模拟平台开发了基于情景的规范化操作培训课程。该课程以Miller金字塔原理作为理论依据,将临床技能培训和情景模拟教学相结合,要求学员除掌握理论知识和操作技能外,还要重视在真实工作环境中的实际表现。单一的临床技能培训可以规范学员的操作习惯,情景模拟教学使学员身临其境,直观地感受和体会真正的临床工作情景,完整地体验临床工作流程,培训学员操作前评估和访视患者、识别和处理操作相关的并发症,帮助学员树立临床工作流程化、整体化的观念,避免重操作轻评估、重技术轻人文的临床思维和工作习惯,从而保障医疗安全。

脉动横风载荷对高速列车曲线运行平稳性的影响

为探究脉动横风载荷对高速列车曲线通过平稳性和安全性影响问题,使用SIMPCAK建立了3编组列车动力学模型,利用MATLAB实现了脉动横风气动载荷的模拟,并加载到车体质心,计算得到列车在风载荷下的时域/频域响应。参考相关标准设置了线路参数,分析了加载曲线内外横风的影响、编组内车辆振动响应,并分析了不同外轨超高、不同曲线半径、不同风攻角、不同风速、不同车速等参数对车辆曲线安全通过的影响和相应限值。结果表明,脉动风容易激起3 Hz以下车体结构低频振动,“风-车”参数差异导致列车编组内动力响应差异,其中头车对风攻角α在60°~90°时对横风最敏感。曲线外轨欠超高时,车辆横向响应内侧风占主导,而过渡到过超高时横向响应外侧风占主导地位。曲线半径减小、风速及车速增长都会使得车辆安全性迅速变差。在车速200 km/h、风速12 m/s、风向角90°条件下,曲线安全半径为3800 m;在车速200 km/h、风向角90°、曲线半径为3200 m条件下,最大风速限值为25 m/s;在风向角90°、曲线半径为3200 m、风速12 m/s条件下,最大车速限值为300 km/h。

核电站培训模拟器的综合利用

核电站培训模拟器是一个高投资设备,同时它的利用潜力又远超过一个核电站操作员培训的需要。因而,扩大人员培训范围和开辟培训之外的其它用途以提高核电站模拟器的经济效益,是一个很值得考虑的重要问题。本文将介绍几个利用核电站模拟器作为实验工具开展核电安全科研的例子,其中包括:①人因工程的研究,②安全仪表的检验,③应急规程的验证。

磁浮列车自动驾驶系统控制策略及可靠性研究

为了提高磁浮列车自动驾驶系统的安全性和可靠性,提出了一种可行的自动运行控制策略。基于双机冗余模式的系统架构,采用设计的通信握手策略来实现系统通信及角色识别;通过运行控制策略来确保运行计划正确执行。为了验证系统的可行性,把单元失效率划分为一系列独立部分,根据各部分失效率对系统的产生影响,运用马尔可夫模型进行了仿真分析,结果表明该方案是有效的。

基于CAN总线的列控中心子系统的仿真测试平台

在轨道电路系统的研发测试中,利用计算机仿真技术模拟高速铁路列控中心子系统,实现与轨道电路子系统之间的安全通信,不仅可以降低ZPW-2000A轨道电路实体设备试验的高昂费用,缩短试验时间,而且可以测试部分子设备的功能、性能和可靠性,提高开发效率。本文分析了高速铁路列控中心与轨道电路子系统之间的通信功能,继而实现设计算法,在实验室环境下模拟CTCS-3级高速铁路列控中心TCC与ZPW-2000A轨道电路之间的安全通信,开发了基于CAN总线双滤波模式的列控中心轨道电路子系统的仿真测试平台。

罐区作业安全培训系统的设计与开发

为解决传统罐区作业安全培训方式枯燥、体验度差、安全性低的问题,通过参考实际罐区的图纸资料及安全评价报告,设计仿真逻辑和交互脚本,开发了罐区作业安全培训系统,以提升培训质量。所设计的系统实现了罐区设备功能和工况的仿真及基于运算的罐区作业流程仿真功能。通过事故树分析(fault tree analysis,FTA)确定事故场景触发条件,并将其与作业流程相融合,实现了基于FTA的事故后果展示功能,有助于提高作业人员的安全意识,为罐区作业安全培训提供了一种方便易用、实践性强、安全有效的培训手段。

核电厂安全控制显示模拟系统的设计与实现

核电厂安全控制显示装置在核电厂安全级分布式控制系统(DCS)和睦系统中是重要的人机接口装置,其对应的模拟系统在和睦模拟系统中同样地提供人机交互的接口。安全控制显示装置的模拟系统为核电厂主控室操纵员的培训提供教学的操控设备,在操纵员的培训过程中起到重要的作用。为降低和睦模拟系统培训时使用实体设备的成本,开展安全控制显示模拟系统的研制。该模拟系统的研制采用虚拟实物模拟技术,以更真实地对实体安全控制显示装置进行模拟实现。该模拟系统可以运行实体的工程组态算法,实现实体装置所具有的功能、性能,模拟实体故障。该模拟系统在阳江核电厂5#、6#全范围模拟机系统中应用良好,对其他模拟机产品的开发具有指导意义。

工业燃煤锅炉操作仿真培训模拟机设计

司炉工操作技能的仿真培训对于工业锅炉的安全生产和经济运行至关重要。在明确燃煤锅炉安全与节能操作仿真培训内容的基础上分析了模拟机系统所需具备的软硬件条件,提出了由锅炉实体物理模型、操作控制台、传感检测控制器、仿真微机组成的燃煤锅炉安全与节能操作仿真培训模拟机的整体方案及实现原理,并以4t/h链条炉排燃煤锅炉为原型,设计了具有超高仿真度的带有剖析结构的缩小比例锅炉实体物理模型,以及基于PLC的传感检测电控系统,实现了燃煤锅炉安全与节能操作的仿真培训及考核。

有限空间作业训练模拟器的设计

有限空间作业训练模拟器对于培训与演练有限空间下作业人员,提升作业人员的自救能力具有重要作用。阐述了有限空间作业训练模拟器的设计目的、创新点、设计原理、系统架构、功能设计、技术路线、使用效果等。

石油化工沉浸式3D仿真系统的设计与实现

利用Unity、3DSMax等软件将虚拟现实技术与系统仿真技术相结合,建立起石油化工沉浸式3D仿真系统。文中阐述了系统的构建与实现的具体细节以及紧急预案系统的构建方法。该系统已经完全摆脱了实物装置的局限,首次实现了操作员培训系统与虚拟现实技术的通信,高精度还原工厂。并在陕西某大型石油化工厂得到应用,取得较好仿真效果。它能够解决企业培训与实际生产脱节,学校教育也无法真正动手操作的问题,可有效提高化工仿真培训质量并缓解目前频频发生的化工生产安全问题。

沉浸式3D催化裂化培训系统的设计与实现

应用3DsMax,Photoshop软件完成三维工厂模型建模,通过Unity3D将系统仿真技术与虚拟现实技术相结合,并结合HTC VIVE VR头盔显示器(简称VR头显,下同)完成沉浸式催化裂化3D培训系统的设计。本系统彻底摆脱了实物装置限制,首次实现DCS仿真系统与虚拟现实技术的通信,将VR头显运用到其中,允许多人同时操作同一套设备;并在兰州某职业院校得到应用,取得了良好的培训效果。它能有效解决传统化工培训中存在的安全隐患、无法真正动手操作、培训场地、时间限制等问题,能缓解目前频发的化工生产安全问题并有效提高化工培训的质量。

带气作业安全生产实验室的设计

设计了用于应急抢修等带气作业职业技术培训的燃气安全生产实验室,具有检漏、带气作业、应急抢修、管道成环等功能。提出了实验室规避安全风险的预案,指出了这种实验教学模式对于燃气企业职业技术培训的重要意义。