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基于MBSE的动车组制动系统控制逻辑研究
| 论文题名： | 基于MBSE的动车组制动系统控制逻辑研究 |
| 关键词： | 动车组制动系统;控制逻辑;系统工程 |
| 摘要： | 动车组作为轨道交通装备，是典型的复杂工业系统，设计复杂。国内现有动车组研制采用传统系统工程(TraditionalSystemsEngineering,TSE)，增加了动车组的研发成本，不利于动车组部分子系统模型的继承和重用，不利于动车组研制经验、知识和生命周期的维护和管理。为有效避免采用TSE研制动车组制动系统时的弊端，提高动车组制动系统的设计质量和研发效率，降低动车组制动系统设计、运用和维修成本，本文依托某公司项目“基于模型的系统工程研究”，从基于模型的系统工程(Model-basedSystemsEngineering,MBSE)的概念出发，结合动车组制动系统控制逻辑，从正向设计的角度，研究MBSE在动车组制动控制逻辑方面的实施。主要内容包括： 首先，通过学习和总结几种已有经典的MBSE方法，探索制定MBSE在动车组制动系统控制逻辑的实践框架。然后，根据该实践框架，对如何实现动车组制动系统需求分析阶段、功能分析阶段、设计综合阶段进行了深入研究。最后，以需求分析阶段、功能分析阶段和设计综合阶段的模型为基础，对动车组制动系统停放制动施加和缓解控制逻辑、常用制动控制逻辑和EB紧急制动控制逻辑进行了仿真验证。 在需求分析阶段，从动车组制动系统利益相关者出发，通过梳理将动车组制动系统需求进行条目化，从而进行动车组制动系统需求建模，通过用例明确系统边界并对用例和需求进行追溯验证，以确保用例对需求的覆盖。 在功能分析阶段，根据制动系统需求分析过程和标准EN15380-4，将动车组制动系统功能进行分组和建模，以常用制动控制逻辑、UB紧急制动控制逻辑、EB紧急制动控制逻辑和停放制动控制逻辑为例，进行了功能模型细化，并对功能和用例进行追溯验证。 在设计综合阶段，通过对制动系统逻辑架构的分析和建模，清晰说明了制动系统架构模型的边界，同时，还对制动系统与外部环境的交互关系、制动系统内部各个子系统的交互关系及交互行为进行了分析。 在仿真阶段，模拟了停放制动施加和缓解以及制动手柄控制的常用制动和EB紧急制动的施加和缓解控制过程，以验证在需求分析阶段、功能分析阶段和设计综合阶段的合理性和MBSE在动车组制动系统控制逻辑上应用的可实施性。 |
| 作者： | 王文玉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 车军;苗兴旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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