HXD3D型客运电力机车司机室人机工程仿真分析

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自2011年HXD3D型客运电力机车成功研制至今,我国轨道交通技术的迅猛发展使得电力机车用户对产品的要求已不再局限于牵引功率、节能环保等整体性能参数,而是逐步重视健康的工作环境、舒适的驾驶体验和高效的操作方式。HXD3D机车司机室作为司乘人员驾驶的工作场所和休息的生活空间,是满足上述良好机车人机交互系统要求的主要载体,但是设计阶段执行的人机工程相关标准的条款已产生较大变动,当前机车司机室的新版标准符合程度未得到有效验证。因此,为了保障司乘人员可以在高效操作的基础上提升工作舒适程度,本文对标新版标准要求进行HXD3D型客运电力机车司机室人机工程仿真分析,主要开展了以下工作:首先是明确了HXD3D机车司机室人机工程仿真分析的参数与内容。通过对人机工程学理论应用的研究,确定了包括人体尺寸、视线范围、操作范围等在内的人体基础参数和司机室座椅、瞭望视野、总体布局、通道出口、操纵台布置等HXD3D机车司机室人机工程仿真分析内容,并提出了相关设备人机交互功能的评价指标。其次是提出了HXD3D机车司机室人机工程二维仿真分析模型。利用计算机数值仿真法创建了司机室座椅调节功能校核、瞭望视野校核、空间布局校核、显示设备布置校核、操纵设备布置校核等人机校核模型。再次是进行了HXD3D机车司机室人机工程二维仿真分析。利用二维仿真分析图纸模型,基于AutoCAD软件进行二维仿真分析。最后是进行了HXD3D机车司机室人机工程三维仿真分析。在利用Creo软件创建HXD3D机车车体三维仿真模型的基础上,进行三维仿真分析,验证了二维仿真分析模型的准确性。经仿真分析,HXD3D机车司机室除部分工况下的高柱信号瞭望视野存在明显遮挡外,其他设备及布局均满足新版标准要求,具备良好人机交互功能。后续产品生产时,建议提高司机室前窗及内装罩板上沿距地板面的高度用以满足高柱信号瞭望要求。同时,新一代机车产品研发时,可利用本文提出的二维、三维仿真分析方法同步进行司机室的布局设计与人机仿真分析工作,提高工作效率、降低试制损失。
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