CN105302957A - 一种高速列车设计方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速列车的设计方法和***，所述方法包括：车种设计、编组形式设计、车体断面设计、车辆平面布置、车辆重量估算和车下设备布置；其各个流程环节均能够采用已知高速列车车型的数据作为参考，在设计过程中，待设计高速列车的一些布置和设计参数可以直接借用现有的已知高速列车车型的数据，因而，本发明提供的设计方法能够充分利用现有的研发资源，如此能够避免研发人员的重复研发工作，节约了人力、物力和时间，为能够满足快速高效地进行车辆研发制造的需求提供了保障。

Description

一种高速列车设计方法和***

技术领域

本发明涉及公共交通领域，尤其涉及一种高速列车设计方法和***。

背景技术

现有的高速列车开发中，当车辆生产厂商接到订单之后，需要人为对订单的列车需求进行分解，分解到各个组分模块，如承载组分、行走组分和车体组分等，之后各组分对应的研发部门根据需求数据，结合自己的设计经验，设计出满足技术指标要求的车辆。

然而目前针对高速列车的各个需求数据没有统一的设计规则和固定标准，导致不同人员或者同一人员在不同时期或项目中采用的规则不同，使设计出来的产品没有固定标准，造成生产和后期维护困难，并且不同人员的水平不同，导致设计出的产品质量参差不齐，无法共享高水平的研发技能。

而且，目前研发部门的研发数据、成果等都没有***的保存、归类，导致每次研发部门接到开发任务后，都会重新开始车型开发。其中，需要重复研发一些在之前的研发过程已经完成的研发工作，如此造成了大量的重复工作，浪费了大量的人力、物力和时间。进而导致现有的车辆成本较高、研发效率低下，并且出错概率较大，无法满足快速高效地进行车辆研发制造的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高速列车的设计方法和***，以使设计出的车辆具有固定标准，并且避免研发过程中的重复劳动，提高车辆研发制造的效率。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高速列车的设计方法，包括：

车种设计、编组形式设计、车体断面设计、车辆平面布置、车辆重量估算和车下设备布置；

其中，所述车种设计包括：根据待设计高速列车的需求数据设置车辆类型、定员数量和餐车设置；

所述编组形式设计包括：根据待设计高速列车的运营速度、最小曲线半径、剩余加速度以及已知高速列车实例的列车重量、运行阻力公式、单电机功率水平获取待设计高速列车的编组形式；

所述车体断面设计包括：直接导入已知高速列车车型的车体外轮廓实例和其对应的外轮廓图，修改已知高速列车车型的车体外轮廓的参数，以完成待设计高速列车的车体断面实例的赋值；

所述车辆平面布置包括：根据所述待设计高速列车的编组形式得到默认参数的车辆布置；根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置；

所述车辆重量估算包括：根据所述待设计高速列车的编组形式、车体断面设置以及车辆平面设置以及已知高速列车实例的车辆重量，计算待设计高速列车的重量；

所述车下设备布置包括：将待设计高速列车的重量参数、编组形式技术指标、车体断面设计技术指标和车辆平面布置技术指标分发到车辆的动力组分和承载部分，进行待设计高速列车的车下设备设置。

可选地，所述车辆平面布置还包括：在得到待设计高速列车的车辆平面布置后，根据需求数据和技术标准检测所述待设计高速列车的车辆平面布置是否合格，如果否，返回执行所述根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置的步骤。

可选地，确定所述车辆断面设计的执行顺序具体为：

根据各组分和车辆整体的关系、工作流的分配确定所述车辆断面设计的执行顺序。

可选地，所述车辆断面设计之后，还包括：车辆总体与各组份之间相互传递各种参数，传递参数的具体数据和方式，与列车的结构实体之间是对应的关系。

可选地，所述车辆总体与各组份之间相互传递各种参数，具体包括：

将车辆初始定员、车辆是否为残障车的参数信息传递到承载组分的车门方案设计；

将车体外轮廓图以及车体外轮廓参数传递到承载组分的断面方案设计；

将车体内轮廓的参数传递到行李架、座椅的方案设计。

可选地，所述车辆平面布置具体为：

根据车门方案设计得到每辆车的普通侧拉门的数量和规格以及宽幅侧拉门的数量和规格；

根据行李架、座椅的方案设计得到一等、二等座椅的宽度和通道宽度；

根据每辆车的普通侧拉门的数量和规格、宽幅侧拉门的数量和规格以及一等、二等座椅的宽度和通道宽度进行车辆平面布置。

一种高速列车的设计***，包括：

车种设计模块，用于根据待设计高速列车的需求数据设置车辆类型、定员数量和餐车设置；

编组形式设计模块，用于根据待设计高速列车的运营速度、最小曲线半径、剩余加速度以及已知高速列车实例的列车重量、运行阻力公式、单电机功率水平获取待设计高速列车的编组形式；

车体断面设计模块，用于直接导入已知高速列车车型的车体外轮廓实例和其对应的外轮廓图，修改已知高速列车车型的车体外轮廓的参数，以完成待设计高速列车的车体断面实例的赋值；

车辆平面布置模块，用于根据所述待设计高速列车的编组形式得到默认参数的车辆布置；根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置；

车辆重量估算模块，用于根据所述待设计高速列车的编组形式、车体断面设置以及车辆平面设置以及已知高速列车实例的车辆重量，计算待设计高速列车的重量；

和车下设备布置模块，用于将待设计高速列车的重量参数、编组形式技术指标、车体断面设计技术指标和车辆平面布置技术指标分发到车辆的动力组分和承载部分，进行待设计高速列车的车下设备设置。

可选地，所述车辆平面布置模块还包括：

检测单元，用于在得到待设计高速列车的车辆平面布置后，根据需求数据和技术标准检测所述待设计高速列车的车辆平面布置是否合格，如果否，返回执行所述根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置的步骤。

可选地，所述***还包括：

参数传递模块，用于在车辆断面设计之后，在车辆总体与各组份之间相互传递各种参数，传递参数的具体数据和方式，与列车的结构实体之间是对应的关系。

可选地，所述参数传递模块包括：

第一参数传递单元，用于将车辆初始定员、车辆是否为残障车的参数信息传递到承载组分的车门方案设计；

第二参数传递单元，用于将车体外轮廓图以及车体外轮廓参数传递到承载组分的断面方案设计；

第三参数传递单元，用于将车体内轮廓的参数传递到行李架、座椅的方案设计。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

通过以上技术方案可知，本发明提供的高速列车的设计方法，其各个流程环节均能够采用已知高速列车车型的数据作为参考，在设计过程中，待设计高速列车的一些布置和设计参数可以直接借用现有的已知高速列车车型的数据，因而，本发明提供的设计方法能够充分利用现有的研发资源，如此能够避免研发人员的重复研发工作，节约了人力、物力和时间，为能够满足快速高效地进行车辆研发制造的需求提供了保障。

附图说明

为了清楚地理解本发明的技术方案，下面将描述本发明的具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明的部分实施例，本领域技术人员在未付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的高速列车的设计方法流程示意图；

图2是本发明实施例提供的高速列车的设计***结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的高速列车的设计方法的流程示意图。如图1所示，该设计方法包括以下设计流程：

S11、车种设计：

所述车种设计包括：根据待设计高速列车的需求数据设置车辆类型、定员数量和餐车设置。

需要说明的是，待设计高速列车的需求数据可以包括载客量、发车间隔、餐车设置、商务人员比例等数据。将这些需求数据导入到高速列车设计***中，就可以设计出车辆类型、定员数据和餐车设置等技术指标。高速列车设计***根据导入的需求数据能够输出这些技术指标。

S12、编组形式设计：

所述编组形式设计包括：根据待设计高速列车的运营速度、最小曲线半径、剩余加速度以及已知高速列车车型的列车重量、运行阻力公式、单电机功率水平获取待设计高速列车的编组形式。

需要说明的是，本发明实施例采用的已知高速列车车型可以为CRH2、CRH380等实例。

此外，在本发明实施例中，待设计高速列车的编组形式可以包括动车拖车的比例和设置方式、车辆长度和受电弓设置。

此外，在编组形式设计过程中，可以设置车辆间距和车辆定距。

S13、车体断面设计：

所述车体断面设计包括：直接导入已知高速列车车型的车体外轮廓实例和其对应的外轮廓图，修改已知高速列车车型的车体外轮廓的参数，以完成待设计高速列车的车体断面实例的赋值；

需要说明的是，本步骤可以选择引用技术标准数据库。

在车体断面设计时，可以直接导入或选择已知高速列车车型的车体外轮廓实例，并选择查看对应的外轮廓图。该外轮廓图可以为CAD图。

高速列车设计***中，可以自动修改导入的已知高速列车车型的车体外轮廓图的参数，以完成待设计高速列车的车体断面实例的赋值。

进一步地，本步骤可以对外轮廓图的绘图软件如CAD进行二次开发和镶嵌，以使研发人员直接完成外轮廓图的修改和设计。

在本发明实施例中，导入的已知高速列车车型的车体外轮廓图可以为绑定现有产品的数据实例，即直接引用现有的设计模型，无需进一步的重复开发设计，所以，能够减少重复劳动，避免人力、物力和时间的浪费。

此外，修改后的外轮廓图可以直接输出成文件，也可以传递相关参数至承载、动力设计等开发模块。

需要说明的是，在本步骤中，要关注各组分和车辆整体的关系，工作流的分配，有时可能需要先完成车辆其它部分的设计才能执行本步骤。所以，本步骤的执行顺序要考虑各组分和车辆整体的关系以及工作流的分配。

在车辆断面设计之后，车辆总体和各组分之间需要传递各种参数，传递的具体数据和方式，与列车的结构实体之间是对应的关系。

作为本发明的一个具体实施例，所述在车辆断面设计之后，车辆总体和各组分之间传递各种参数，可以具体包括：

例如：将车辆初始定员、车辆是否为残障车传递到承载组份的车门方案设计；

将车体外轮廓图及参数传递给承载组份的断面方案设计；

将车体内轮廓的参数传递给其它组份的行李架、座椅的方案设计；

其中，在断面方案设计和行李架、座椅方案设计的两个过程中，会相互进行参数的交互。

S14、车辆平面布置：

所述车辆平面布置包括：根据所述待设计高速列车的编组形式得到默认参数的车辆布置；根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置。

本步骤具体为：

根据车门方案设计得到每辆车的普通侧拉门的数量和规格以及宽幅侧拉门的数量和规格；

根据行李架、座椅的方案设计得到一等、二等座椅的宽度和通道宽度；

根据每辆车的普通侧拉门的数量和规格、宽幅侧拉门的数量和规格以及一等、二等座椅的宽度和通道宽度进行车辆平面布置。

需要说明的是，根据步骤S13得到的编组形式，可以得到默认参数的车辆平面布置，对应的，在软件开发界面中也相应地显示车辆图像，因此，可以对显示的车辆图像进行调整。在软件开发界面中，包括侧视图和俯视图。

在调整图像之前，可以根据继承到的车辆类型，自动根据车型设计布置，如窗户的布置和座位的关系。

在本步骤中，可以根据车座、车辆长度等，自动调整大窗和小窗的不同设置方式。并可以生成车辆平面布置报告，传递到相关部门进行下一步设计或者生产。

需要说明的是，在得到待设计高速列车的车辆平面布置后，还可以包括对该车辆平面布置的检测步骤，即根据需求数据和技术标准检测所述待设计高速列车的车辆平面布置是否合格，如果否，返回执行所述根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置的步骤。

根据前述步骤确定的设计参数，针对每一节车厢的等级、宽度和长度等，可以查看或导入已知高速列车车型的平面布置，如有必要，对已知高速列车车型的平面布置中的车座位、窗户进行修改，如果无需修改，则减少了大量的劳动量。

S15、车辆重量估算:

所述车辆重量估算包括：根据所述待设计高速列车的编组形式、车体断面设置以及车辆平面设置以及已知高速列车的车辆重量，计算待设计高速列车的重量。

具体地，针对每个不同类型的车厢，结合前述步骤中得到的待设计高速列车的各个参数，如座椅、乘客、车厢等参数，计算待设计高速列车的重量。在本步骤中，可以根据已知高速列车的车辆重量，计算待设计高速列车的重量，如此可以减少计算工作量。

需要说明的是，在得到车辆重量参数后，需要根据列车、车辆的装备重量以及其他技术指标形成动力组分方案设计，然后据此，得到动力组份各个部件在列车的分布，根据这些参数和技术指标进行车下设备布置。

S16、车下设备布置:

所述车下设备布置包括：将待设计高速列车的重量参数、编组形式技术指标、车体断面设计技术指标和车辆平面布置技术指标分发到车辆的动力组分和承载部分，进行待设计高速列车的车下设备设置。

通过以上的设计步骤和流程，可以设计出高速列车的总体设计方案。

以上为本发明实施例提供的高速列车的设计方法的具体实施方式。通过本发明提供的高速列车的设计方法，其各个流程环节均能够采用已知高速列车车型的数据作为参考，在设计过程中，待设计高速列车的一些布置和设计参数可以直接借用现有的已知高速列车车型的数据，因而，本发明提供的设计方法能够充分利用现有的研发资源，如此能够避免研发人员的重复研发工作，节约了人力、物力和时间，为能够满足快速高效地进行车辆研发制造的需求提供了保障。

基于上述实施例提供的高速列车的设计方法，本发明实施例还提供了高速列车的设计***的具体实施方式。

图2是本发明实施例提供的高速列车的设计***的结构示意图。如图2所示，该设计***包括：

车种设计模块21，用于根据待设计高速列车的需求数据设置车辆类型、定员数量和餐车设置；

编组形式设计模块22，用于根据待设计高速列车的运营速度、最小曲线半径、剩余加速度以及已知高速列车实例的列车重量、运行阻力公式、单电机功率水平获取待设计高速列车的编组形式；

车体断面设计模块23，用于直接导入已知高速列车车型的车体外轮廓实例和其对应的外轮廓图，修改已知高速列车车型的车体外轮廓的参数，以完成待设计高速列车的车体断面实例的赋值；

车辆平面布置模块24，用于根据所述待设计高速列车的编组形式得到默认参数的车辆布置；根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置；

车辆重量估算模块25，用于根据所述待设计高速列车的编组形式、车体断面设置以及车辆平面设置以及已知高速列车实例的车辆重量，计算待设计高速列车的重量；

和，

车下设备布置模块26，用于将待设计高速列车的重量参数、编组形式技术指标、车体断面设计技术指标和车辆平面布置技术指标分发到车辆的动力组分和承载部分，进行待设计高速列车的车下设备设置。

作为本发明的一个具体实施例，所述车辆平面布置模块24还包括：

检测单元241，用于在得到待设计高速列车的车辆平面布置后，根据需求数据和技术标准检测所述待设计高速列车的车辆平面布置是否合格，如果否，返回执行所述根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置的步骤。

作为本发明的另一具体实施例，所述***还包括：

参数传递模块27，用于在车辆断面设计之后，在车辆总体与各组份之间相互传递各种参数，传递参数的具体数据和方式，与列车的结构实体之间是对应的关系。

可选地，所述参数传递模块包括：

第一参数传递单元271，用于将车辆初始定员、车辆是否为残障车的参数信息传递到承载组分的车门方案设计；

第二参数传递单元272，用于将车体外轮廓图以及车体外轮廓参数传递到承载组分的断面方案设计；

第三参数传递单元273，用于将车体内轮廓的参数传递到行李架、座椅的方案设计。

可选地，所述待设计高速列车的编组形式包括：动车拖车的比例和设置方式、车辆长度、受电弓设置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。应当支持，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速列车的设计方法，其特征在于，包括：

车种设计、编组形式设计、车体断面设计、车辆平面布置、车辆重量估算和车下设备布置；

其中，所述车种设计包括：根据待设计高速列车的需求数据设置车辆类型、定员数量和餐车设置；

所述编组形式设计包括：根据待设计高速列车的运营速度、最小曲线半径、剩余加速度以及已知高速列车实例的列车重量、运行阻力公式、单电机功率水平获取待设计高速列车的编组形式；

所述车体断面设计包括：直接导入已知高速列车车型的车体外轮廓实例和其对应的外轮廓图，修改已知高速列车车型的车体外轮廓的参数，以完成待设计高速列车的车体断面实例的赋值；

所述车辆平面布置包括：根据所述待设计高速列车的编组形式得到默认参数的车辆布置；根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置；

所述车辆重量估算包括：根据所述待设计高速列车的编组形式、车体断面设置以及车辆平面设置以及已知高速列车实例的车辆重量，计算待设计高速列车的重量；

所述车下设备布置包括：将待设计高速列车的重量参数、编组形式技术指标、车体断面设计技术指标和车辆平面布置技术指标分发到车辆的动力组分和承载部分，进行待设计高速列车的车下设备设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆平面布置还包括：在得到待设计高速列车的车辆平面布置后，根据需求数据和技术标准检测所述待设计高速列车的车辆平面布置是否合格，如果否，返回执行所述根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述车辆断面设计的执行顺序具体为：

根据各组分和车辆整体的关系、工作流的分配确定所述车辆断面设计的执行顺序。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆断面设计之后，还包括：车辆总体与各组份之间相互传递各种参数，传递参数的具体数据和方式，与列车的结构实体之间是对应的关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车辆总体与各组份之间相互传递各种参数，具体包括：

将车辆初始定员、车辆是否为残障车的参数信息传递到承载组分的车门方案设计；

将车体外轮廓图以及车体外轮廓参数传递到承载组分的断面方案设计；

将车体内轮廓的参数传递到行李架、座椅的方案设计。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆平面布置具体为：

根据车门方案设计得到每辆车的普通侧拉门的数量和规格以及宽幅侧拉门的数量和规格；

根据行李架、座椅的方案设计得到一等、二等座椅的宽度和通道宽度；

根据每辆车的普通侧拉门的数量和规格、宽幅侧拉门的数量和规格以及一等、二等座椅的宽度和通道宽度进行车辆平面布置。

7.一种高速列车的设计***，其特征在于，包括：

车种设计模块，用于根据待设计高速列车的需求数据设置车辆类型、定员数量和餐车设置；

编组形式设计模块，用于根据待设计高速列车的运营速度、最小曲线半径、剩余加速度以及已知高速列车实例的列车重量、运行阻力公式、单电机功率水平获取待设计高速列车的编组形式；

车体断面设计模块，用于直接导入已知高速列车车型的车体外轮廓实例和其对应的外轮廓图，修改已知高速列车车型的车体外轮廓的参数，以完成待设计高速列车的车体断面实例的赋值；

车辆平面布置模块，用于根据所述待设计高速列车的编组形式得到默认参数的车辆布置；根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置；

车辆重量估算模块，用于根据所述待设计高速列车的编组形式、车体断面设置以及车辆平面设置以及已知高速列车实例的车辆重量，计算待设计高速列车的重量；

和车下设备布置模块，用于将待设计高速列车的重量参数、编组形式技术指标、车体断面设计技术指标和车辆平面布置技术指标分发到车辆的动力组分和承载部分，进行待设计高速列车的车下设备设置。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述车辆平面布置模块还包括：

检测单元，用于在得到待设计高速列车的车辆平面布置后，根据需求数据和技术标准检测所述待设计高速列车的车辆平面布置是否合格，如果否，返回执行所述根据待设计高速列车的车座和车辆长度对所述默认参数的车辆布置进行调整，得到待设计高速列车的车辆平面布置的步骤。

9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述***还包括：

参数传递模块，用于在车辆断面设计之后，在车辆总体与各组份之间相互传递各种参数，传递参数的具体数据和方式，与列车的结构实体之间是对应的关系。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述参数传递模块包括：

第一参数传递单元，用于将车辆初始定员、车辆是否为残障车的参数信息传递到承载组分的车门方案设计；

第二参数传递单元，用于将车体外轮廓图以及车体外轮廓参数传递到承载组分的断面方案设计；

第三参数传递单元，用于将车体内轮廓的参数传递到行李架、座椅的方案设计。