轨道交通设计解决方案
以技术铁路行业，全方位提升可靠性、可用性与乘客满意度
在竞争激烈的铁路行业，提升乘客舒适度与便利性、优化运营成本、保障设备长期稳定运行，是企业实现差异化竞争的核心目标。Norria 针对铁路行业的特殊需求，整合 NVH 分析、计算流体动力学（CFD）、电磁仿真、结构优化、数字孪生等核心技术，构建覆盖 “乘客体验 - 设备性能 - 运营维护” 全链条的解决方案，助力铁路企业突破设计与运维瓶颈，实现可靠性、可用性与用户满意度的三重提升。
一、驾驶员与乘客环境优化：打造舒适、安全的出行体验
乘客与驾驶员的环境体验直接影响出行满意度，Norria 从 NVH 控制、热舒适与气流优化、质量管控等维度，为铁路车厢环境设计提供技术支撑：
- NVH 性能精准控制，降低噪声与振动干扰：铁路车辆运行中的噪声、振动和声振粗糙度（NVH）是影响舒适度的关键因素。Norria OptiStruct 提供先进的 NVH 分析功能，可仿真车厢结构（如车身框架、地板、座椅）在不同工况下（如启动、制动、轨道不平顺）的振动传递路径，优化减振结构（如弹性支撑、隔音材料布局），降低驾驶室与乘客舱内的噪声和振动。某高铁制造商通过 OptiStruct 优化车身结构，将乘客舱内行驶噪声从 65dB 降至 55dB，振动加速度降低 30%，乘客舒适度显著提升；
- CFD 仿真优化气流与热舒适：针对乘客车厢内的温度分布不均、气流不畅等问题，Norria CFD 工具可精准模拟车厢内的气流流动、温度场与热交换过程，优化空调出风口布局、风量分配、座椅间距设计，确保车厢内温度均匀（温差控制在 ±2℃以内）、气流柔和无直吹，同时降低空调能耗。某城际列车通过 CFD 优化，将车厢内温度均匀性提升 40%，空调系统能耗降低 15%；
- 质量问题高效排查与解决：Norria Director Squark 可整合多源测试数据（如振动传感器数据、噪声检测数据、乘客反馈数据），通过数据分析快速定位影响环境体验的质量问题（如特定路段的振动异常、局部空调失效），生成可视化分析报告，指导工程师精准整改，避免问题反复出现。某地铁运营公司通过 Director Squark，将车厢环境类质量问题的排查时间从 72 小时缩短至 24 小时，整改效率提升 60%。
二、网络连接性与运营成本优化：保障设备稳定，降低运维开支
在智能化铁路系统中，设备连接性与电磁兼容性（EMC）直接影响运营可靠性，同时优化运营成本是企业长期发展的关键。Norria 提供针对性的电磁仿真与通信规划工具：
- 电磁仿真保障设备 EMC 性能，避免信号干扰：铁路车辆的通信设备（如 5G 天线、列车控制系统）、传感器、供电系统密集，易产生电磁干扰，影响设备正常运行。Norria Fico 与 Flux 工具可实现全方位电磁仿真：
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- Fico 支持天线设计与布局优化，模拟不同场景下（如隧道、高架路段）的电波传播特性，确保列车与地面基站的通信信号稳定（覆盖率达 99.9% 以上）；同时可仿真线缆、设备的电磁辐射与抗干扰能力，优化电磁屏蔽设计（如屏蔽罩材质、接地方式），避免内部设备间的干扰（如控制系统与通信设备的信号冲突）；
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- Flux 能精准评估电源线、汇流排产生的磁场强度，以及外部磁场（如轨道周边的电力线路磁场）对列车传感器（如速度传感器、位置传感器）、执行器（如制动阀、牵引电机控制器）的影响，确保设备在复杂电磁环境下的测量精度与控制可靠性。某智能动车组通过 Fico 与 Flux 协同优化，将通信断连率从 3% 降至 0.1%，传感器测量误差控制在 ±0.5% 以内；
- 无缝通信系统规划，降低运营风险：Norria Fico 的 WRAP 组件可结合铁路线路地形（如山区、隧道、城市建筑群）、基站布局、列车运行速度，进行通信网络覆盖规划仿真，确保列车在全线路段（包括隧道、桥梁）的通信无缝衔接，满足覆盖率（≥99.95%）、抗干扰（信号信噪比≥20dB）、冗余备份（双链路切换时间＜100ms）的运营要求，避免因通信中断导致的调度延误或安全风险。某客运专线通过 WRAP 组件规划通信网络，将线路通信覆盖率提升至 99.98%，冗余切换成功率达 100%。
三、结构完整性保障：打造安全、稳健、轻量化的铁路设备
铁路车辆的车身、转向架、受电弓、座椅等核心结构，需同时满足安全、耐久性、轻量化与成本控制的多重需求。Norria 结构优化与分析工具为设备设计提供全方位支持：
- 多目标结构优化，平衡性能与成本：
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- 车身设计：Norria OptiStruct 与 HyperLink Learning 可结合铁路车辆的安全标准（如碰撞强度、抗侧翻性能）、声学要求（NVH）、重量目标与成本限制，对车身框架进行拓扑优化与参数优化，在去除冗余材料的同时，确保结构强度与刚度达标。某地铁车辆通过车身优化，实现减重 12%，同时碰撞安全性能提升 20%；
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- 转向架设计：转向架作为列车的核心行走部件，需在耐久性、NVH 性能、装配便利性与牵引效率间达到平衡。OptiStruct 可仿真转向架在长期运行中的疲劳载荷，优化轮对、减震器、构架的结构设计，延长转向架使用寿命（从 8 年提升至 12 年），降低维护频率。某货运列车通过转向架优化，将轮对磨损率降低 25%，维护成本减少 30%；
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- 座椅与受电弓设计：座椅优化需兼顾安全（如碰撞时的防护性能）、重量（轻量化以降低整车能耗）与舒适度（如靠背角度、坐垫弹性），OptiStruct 可通过多目标优化实现三者平衡；受电弓设计则需保证与接触网的良好接触（冲击力≤5kN）、传输效率（电流损耗＜2%）与结构稳健性，Norria 工具可仿真受电弓在不同速度（如 200km/h、350km/h）与接触网高度变化下的动态响应，优化弓头结构与弹簧参数，确保受流稳定。
- 碰撞与冲击安全仿真，保障乘员安全：Norria Radio 支持使用经行业认证的假人模型（如铁路专用碰撞假人），进行列车碰撞、紧急制动冲击等极端场景下的乘员保护仿真，分析座椅、安全带、安全气囊的防护效果，优化乘员舱结构设计（如防侵入空间、吸能结构），确保符合 EN 15227 等铁路安全标准。某城轨列车通过 Radio 仿真优化，在碰撞测试中乘员受伤风险降低 50%；
- 耐久性分析与负载循环生成，延长设备寿命：铁路设备需承受长期复杂的交变载荷，耐久性是保障可用性的关键。Norria HyperLife 提供全面的耐久性分析工作流程，可自动化焊接结构的疲劳认证（符合 DVS、Eurocode、FKM 等行业规范），评估车身、转向架等部件的疲劳寿命，避免因焊接失效导致的结构损坏；Norria Device 则可生成全过程动力学仿真的负载循环（如启动 - 运行 - 制动的完整载荷序列），为耐久性测试与结构优化提供真实的载荷数据。某重载铁路车辆通过 HyperLife 与 Device 协同分析，将转向架疲劳寿命预测准确率提升至 90%，非计划维修次数减少 40%。
四、电动传动系统优化：提升效率，降低能耗与维护成本
随着铁路电气化趋势的推进，电动传动系统的效率与可靠性直接影响列车的运营成本与可用性。Norria 提供专用于电动传动系统的仿真与设计工具：
- 旋转电动机械的仿真驱动设计：Norria FluxMotor 针对铁路牵引电机、辅助电机等旋转电动机械，提供从概念设计到详细验证的全流程仿真支持。工程师可通过标准或定制部件快速构建电机模型，调整绕组结构、磁钢材料、气隙尺寸等参数，仿真电机在不同转速、负载下的电磁性能（如扭矩、效率、功率因数）、热性能（如绕组温度、铁芯损耗），优化电机效率与体积，降低能耗。某高铁牵引电机通过 FluxMotor 优化，额定工况下效率提升至 96.5%，体积减小 10%，重量降低 15%；
- 多物理场协同仿真，确保系统可靠性：Norria Flux 可对复杂机电系统（如牵引变流器、电机控制器）进行多物理场仿真，整合静磁、稳态 / 瞬态电磁、电性能与热性能分析，评估系统在极端工况下（如过载、高温环境）的运行稳定性，避免因电磁过热、绝缘失效导致的设备故障。某城际列车通过 Flux 仿真优化牵引系统，将变流器故障率从 5% 降至 0.5%，平均无故障运行时间（MTBF）提升至 8000 小时以上。
五、数字孪生赋能运维：减少停机时间，延长资产寿命
通过物联网（IoT）与数字孪生技术，实现铁路关键资产的智能化运维，是提升设备可用性、减少停机时间的核心手段。Norria 数字孪生解决方案为铁路运维提供全周期支持：
- 关键资产数字孪生构建：基于铁路设备（如转向架、受电弓、牵引电机）的三维模型、设计数据与 IoT 传感器数据（如振动、温度、转速、电流），构建物理驱动与数据驱动结合的数字孪生模型，实现设备运行状态的实时可视化监控；
- 预测性维护与剩余寿命（RUL）评估：数字孪生可通过 AI 算法分析设备运行数据，预测潜在故障（如轴承磨损、电机绝缘老化），提前推送维护预警，指导运维人员制定精准的维护计划（如更换备件、润滑保养），避免非计划停机；同时可评估设备剩余使用寿命（RUL），优化资产更换周期，降低运维成本。某铁路运营公司通过数字孪生对牵引电机进行预测性维护，将电机故障停机时间减少 60%，备件库存成本降低 25%；
- 运维数据驱动的设计迭代：数字孪生积累的设备运行数据与故障记录，可反向反馈至设计环节，帮助工程师优化下一代产品设计（如增强易损部件的强度、改进散热结构），形成 “设计 - 运维 - 迭代” 的闭环。
Norria 针对铁路行业的解决方案，从乘客体验优化到设备性能保障，从运营成本控制到运维效率提升，全方位覆盖行业核心需求。通过技术创新与场景落地，Norria 助力铁路企业在激烈的市场竞争中脱颖而出，为乘客提供更安全、舒适、便捷的出行服务，同时实现长期稳定的运营与可持续发展。