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一种基于简化可视图的建图和规划方法

汽车工程 2024年第7期46卷 1249-1258页

作者：范晓临张旭东邹渊尹鑫刘颖群北京理工大学机械与车辆学院北京100081 上海涵润汽车电子有限公司上海201601

当前车辆路径规划大部分是基于栅格地图的规划方法,这种方法在搜索面积较大时计算量也会大幅增加。相比之下,基于可视图的方法能够在路径搜索时减小计算量,但是受到障碍物复杂程度的影响较大。针对这一问题,本文结合SLAM和可视图的方法... 详细信息

当前车辆路径规划大部分是基于栅格地图的规划方法,这种方法在搜索面积较大时计算量也会大幅增加。相比之下,基于可视图的方法能够在路径搜索时减小计算量,但是受到障碍物复杂程度的影响较大。针对这一问题,本文结合SLAM和可视图的方法,提出了一种简化可视图的建图和规划方法。首先使用改进的SLAM算法生成点云地图,并进行动态障碍物的剔除。接着生成可视图,并基于障碍物的大小和顶点处内凹角的大小对可视图中多边形的复杂边缘进行简化,剔除冗余的顶点。最后通过仿真和实车实验证明,该方法相对原有的算法,在保证建图精度的情况下,可视图中多边形的顶点数量减少20%~30%,地图更新时间和整体算法的运行时间减少30%以上。这表明本文方法能够有效减小建图和规划过程的计算量和算法的运行时间。

关键词：可视图路径规划 SLAM 智能车辆

基于BS 7910—2019标准的地铁车辆车体焊缝裂纹安全寿命评估

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 12-17页

作者：陈朝张枝森上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200030

[目的]针对上海轨道交通铝合金车体焊接裂纹问题,探索科学合理的裂纹安全评估方法,这对保障列车的安全运营具有重要意义。[方法]通过BS 7910—2019中失效评估图和断裂力学理论,构建了一套适用于铝合金车体焊缝裂纹的安全寿命评估模型,... 详细信息

[目的]针对上海轨道交通铝合金车体焊接裂纹问题,探索科学合理的裂纹安全评估方法,这对保障列车的安全运营具有重要意义。[方法]通过BS 7910—2019中失效评估图和断裂力学理论,构建了一套适用于铝合金车体焊缝裂纹的安全寿命评估模型,并以上海轨道交通01A01型列车TC(带司机室拖车)牵引梁的10 mm焊缝表面裂纹为评估对象,进行铝合金车体焊缝裂纹安全寿命评估实践。[结果及结论]该车车体焊缝裂纹尺寸处于可接受的安全范围内,安全临界裂纹尺寸为45.8 mm,剩余安全寿命为3.8年。对该裂纹可采取每半年检查1次的维保策略,在列车退役前不必进行其他修复措施。评估模型已考虑到车体结构及载荷的复杂性,采取的保守估计方法能在确保安全性的前提下做到定量预测。评估模型可为生产实践提供指导,对裂纹状态管控红线的划定具有重要价值。建议在列车大修时,对车体进行全面的状态评估,包括车体探伤、材料分析、载荷数据收集,为后续裂纹安全寿命评估积累基础信息。

关键词：地铁车辆车体焊缝裂纹失效评估断裂力学安全寿命

基于GPU加速的三维堆芯物理程序STORK的开发与验证

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 662-671页

作者：俞陆林杨高升陈国华卑华蒋校丰高明敏王涛上海核星核电科技有限公司上海201103 核电运行研究(上海)有限公司上海200126

基于小型多GPU计算平台,采用二维全堆逐层特征线方法(MOC)和三维逐棒(pin-by-pin)三阶简化球谐函数方法(SP3方法)相耦合的方式开发了堆芯三维输运中子学计算程序STORK。在方法论方面,首先通过对堆芯各轴向层的二维MOC输运计算在线产生... 详细信息

基于小型多GPU计算平台,采用二维全堆逐层特征线方法(MOC)和三维逐棒(pin-by-pin)三阶简化球谐函数方法(SP3方法)相耦合的方式开发了堆芯三维输运中子学计算程序STORK。在方法论方面,首先通过对堆芯各轴向层的二维MOC输运计算在线产生栅元均匀化截面以及超级均匀化修正因子(SPH因子),然后采用SP3方法进行pin-by-pin三维堆芯计算。在程序开发方面,采用了CUDA、C++和Python的混合编程,且所有计算模块都基于CUDA/C++开发,并进行了大量的性能优化。通过对C5G7三维插棒基准题和VERA基准题的验证表明,与国际上同类中子学计算软件相比,基于CPU/GPU异构系统开发的STORK程序在计算效率和计算成本方面都具有明显优势。

关键词：中子输运图形处理器特征线方法在线均匀化逐棒 SP3 超级均匀化方法

FMECA(故障模式、影响及危害性分析)分析法在车辆检修规程中的应用

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 93-96,102页

作者：张春麟上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200030

[目的]为了减少因个人主观因素而产生的分析偏差,提高可靠性分析活动输出结果的可信程度,采用FMECA(故障模式、影响及危害性分析)分析法分析城市轨道交通车辆系统的可靠性。[方法]介绍了FMECA分析法的内涵及其基本流程,以及故障模式下... 详细信息

[目的]为了减少因个人主观因素而产生的分析偏差,提高可靠性分析活动输出结果的可信程度,采用FMECA(故障模式、影响及危害性分析)分析法分析城市轨道交通车辆系统的可靠性。[方法]介绍了FMECA分析法的内涵及其基本流程,以及故障模式下部件可靠性危害度计算方法和危害度分析步骤。采用该方法实例分析了上海轨道交通12号线车辆各部件的风险等级,并以此为基础优化了检修周期。[结果及结论]通过识别,有针对性地检查高危害度部件,适当延长低危害度部件的检修周期,再结合一些轨旁和在线检测设备,能够降低企业的用工成本。在目前车辆可靠性未有明显变化的前提下,相较于传统检修规程,新检修规程下每列列车人工检修工时下降超过10%。

关键词：城市轨道交通车辆检修周期可靠性分析

上海轨道交通09A03和07A02型列车ATO牵引指令继电器故障分析及改进措施

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 124-128页

作者：赵嘉琪上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200030

[目的]针对上海轨道交通09A03和07A02型列车发生的ATO(列车自动牵引)牵引模式下存在的冲动问题,分析故障原因并提出改进措施。[方法]介绍了09A03和07A02型列车运行中发生冲动的故障现象;从ATO和ATP(列车自动保护)电路设计原理上对故障... 详细信息

[目的]针对上海轨道交通09A03和07A02型列车发生的ATO(列车自动牵引)牵引模式下存在的冲动问题,分析故障原因并提出改进措施。[方法]介绍了09A03和07A02型列车运行中发生冲动的故障现象;从ATO和ATP(列车自动保护)电路设计原理上对故障产生的原因进行了分析,确认是选型问题导致继电器触点卡滞粘连;提出了整改建议,并就未来新车设计方向提出了一些设想。[结果及结论]将09A03和07A02型列车ATO牵引指令继电器更换为3RH2122-2LF40型接触器,能同时满足列车对该继电器的各种要求。在后续列车的型式试验阶段,对列车ATO牵引回路、ATP牵引回路和ATO制动回路的所有负载设备进行浪涌电流检测,以在首列车生产阶段发现ATO牵引指令继电器的选型问题。

关键词：地铁车辆 ATO模式继电器牵引指令卡滞粘连

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基于RCM的车辆设备服役寿命分析抽样方案

城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 18-21,26页

作者：陈朝朱祎杰上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200030

[目的]为了支持车辆RCM(以可靠性为中心的维修)规程落地实施,增加通过RCM分析得到的RCM规程的维修任务以及维修间隔的科学性和可信度,需研究一种合理的用于分析车辆设备服役寿命的抽样方法。[方法]以车辆设备中的车钩为研究对象,介绍了... 详细信息

[目的]为了支持车辆RCM(以可靠性为中心的维修)规程落地实施,增加通过RCM分析得到的RCM规程的维修任务以及维修间隔的科学性和可信度,需研究一种合理的用于分析车辆设备服役寿命的抽样方法。[方法]以车辆设备中的车钩为研究对象,介绍了车钩抽样总体流程、初始任务清单确认流程和抽样任务清单确认流程;基于GBT 2828.1—2012制定了包括抽样方法、抽样数量、抽样间隔及相关参数计算方法在内的车钩抽样方案。以上海轨道交通17号线17A01型列车车钩为例,采用该抽样方案确定了不同类型车钩的抽样方案。[结果及结论]根据该抽样方案可对不同的车辆设备进行抽样检查,获取设备的真实状态,可弥补诸如车钩这种高可靠性设备的故障数据少、故障规律较难获取,导致难以定义维修周期的问题。该抽样方案为分析车辆设备服役寿命提供了一种合理且经济的实施方案,也为车辆RCM规程落地实施提供了技术支撑。

关键词：城市轨道交通车辆设备服役寿命 RCM 抽样方案

适用于城市轨道交通车钩装置的液压油-环簧缓冲器特性分析

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 7-11页

作者：李波上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200030

[目的]目前城市轨道交通车钩装置普遍应用胶泥缓冲器或气液缓冲器,而这两种缓冲器存在内高压易导致介质泄漏。液压油-环簧结构缓冲器可避免因密封问题而引起的泄漏问题,但需分析其对于城市轨道交通车钩装置的适用性。[方法]基于液压油-... 详细信息

[目的]目前城市轨道交通车钩装置普遍应用胶泥缓冲器或气液缓冲器,而这两种缓冲器存在内高压易导致介质泄漏。液压油-环簧结构缓冲器可避免因密封问题而引起的泄漏问题,但需分析其对于城市轨道交通车钩装置的适用性。[方法]基于液压油-环簧缓冲器的结构,分析了其压缩过程的受力情况、稳态压缩性能和冲击性,通过仿真分析模拟了车辆冲击试验。[结果及结论]液压油-环簧缓冲器可以承受速度为4 m/s(15 km/h)的稳态压缩,通过了8 km/h以下速度的冲击试验,完全适用于城市轨道交通列车。

关键词：城市轨道交通车钩液压油-环簧缓冲器

上海轨道交通车辆转向架构架裂纹原因及其扩展寿命分析

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 52-56页

作者：张晨上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200030

[目的]针对上海轨道交通车辆某型转向架构架齿轮箱悬挂座出现裂纹的问题,分析裂纹发生原因并计算其可扩展寿命。[方法]对裂纹部位切割取样后进行断口和金相分析,确定裂纹发生原因;建立该型转向架构架有限元模型,对构架静强度进行仿真计... 详细信息

[目的]针对上海轨道交通车辆某型转向架构架齿轮箱悬挂座出现裂纹的问题,分析裂纹发生原因并计算其可扩展寿命。[方法]对裂纹部位切割取样后进行断口和金相分析,确定裂纹发生原因;建立该型转向架构架有限元模型,对构架静强度进行仿真计算,并计算裂纹处的应力值;基于断裂力学中的Paris公式计算该裂纹会发生快速扩展的临界长度,以及当前状态下扩展至临界长度的残余寿命;提出了相应的使用和维保策略。[结果及结论]该构架裂纹为焊接缺陷引发的疲劳裂纹,并扩展到了母材上;该裂纹处的设计强度满足要求;母材处裂纹的临界长度较短,扩展寿命较为有限。为避免该问题发生,构架制造时应加强检查,确保焊接质量;对有裂纹的构架在采取严密监控前提下可有条件使用,并尽快择机更换;对裂纹扩展至母材上的构架,须立即进行更换。

关键词：地铁车辆转向架构架裂纹金相分析扩展寿命

保持架兜孔形状对高速角接触球轴承保持架动态性能的影响分析

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振动与冲击 2024年第7期43卷 102-114页

作者：陈世金邹冬良王亚坤蔡东明五冶集团上海有限公司上海201900

分别建立了方柱形、圆柱形和球形兜孔保持架的角接触球轴承动力学数值仿真模型,试验结果验证了模型的准确性。对三种不同兜孔形状的保持架在不同间隙比下进行了分析,结果表明:球形兜孔保持架运动稳定性显著优于方柱形和圆柱形兜孔保持架... 详细信息

分别建立了方柱形、圆柱形和球形兜孔保持架的角接触球轴承动力学数值仿真模型,试验结果验证了模型的准确性。对三种不同兜孔形状的保持架在不同间隙比下进行了分析,结果表明:球形兜孔保持架运动稳定性显著优于方柱形和圆柱形兜孔保持架,而在间隙比小于1时,圆柱形兜孔保持架运动稳定性优于方形保持架,反之则方柱形保持架更稳定;球形兜孔保持架的运动由球引导,方柱形和圆柱形兜孔保持架则由套圈引导;随着间隙比的增大,保持架的轴向摆动范围逐渐增大,且方柱形、圆柱形和球形兜孔保持架的轴向摆动范围依次减小;保持架的磨损率与其运动稳定性呈负相关,且球形兜孔保持架的磨损率高于其他两种保持架。

关键词：角接触球轴承保持架兜孔形状动力学稳定性磨损