【摘 要】
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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（Traditional Systems Engineering,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
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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（Traditional Systems Engineering,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-based Systems Engineering,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EN 15380-4,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。
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