综合布线技术 是运用三维布线软件，结合实际安装经验，对实际安装物体上用于 两个 或 多个端点 之间 传输电能 的电线、器件或其组合进行 布线设计 的一门先进技术。

目前，综合布线技术已经在飞机电气线路互连系统中得到应用。

由于机车电气柜中涉及的接线关系数量极大，将 飞机领域的设计理念 与 轨道交通上机车车辆布线 等规范/经验相结合，可应用于机车电气柜中，形成一套专用的设计、装配方法。

综合布线技术，目前在 CATIA 、 SOLIDWORKS 、 INVENTOR 、 PROE 、 UG 等综合设计软件上均有应用。本文是以 CATIA 的电气设计模块为例，说明其在线束设计中的应用。

CATIA 的电气设计模块主要有 Electrical Part Design 、 Electrical Assembly Design 、 Electrical Harness Assembly ， Electrical Wire Routing 、 Electrical Harness Flattening 。

在 CATIA 中进行机车电气柜进行布线设计，主要需要确定的是 主线束的走向 ，走向是由 连接器 、 尾部附件 、 卡箍 、 扎带 等节点组成。

综合布线的设计流程如图 1 所示。

01

空间预置数模设计阶段

首先，目前 电气工程师 和 结构工程师 在实际项目中，基本上是根据自己的经验独立完成自己项目，完成二者的前期融合是很有必要的。

当电气工程师拿到比较合理的结构图纸后，要对电气柜柜内跟柜外线的 交界处 等细节进行设计。

其次， 通过参数化设计建立的 标准化零部件库 是必需的。

企业筹划并建立常用的 连接器 、 端子 、 导线 等库，调用并不断的充实库中元器件的参数和数量。

CATIA 电气模块 中，电气属性有 Connector（连接器）、Support（支撑）等。如图 2 所示是建立带有电气属性点的连接器等元器件。

02

综合线束数模设计阶段

首先，电磁兼容性 （EMC）是指电气控制设备在电磁环境中正常工作的能 力。

①A类是 高电压 / 大功率 的电缆，即供电电缆。

如电动机电缆、辅助设备供电电缆、内燃机起机电缆等

②B类是 中电压 / 中功率 电缆。

即辅助供电电缆， 比如蓄电池线路

③C类是 低电压 / 低功率 电缆。

即信号发送器线路、 数据总线线路等等

对不同种类电缆之间应留有间距或用绝缘隔板。电缆与电缆束之间所要求的距离理论上取决于 功率 、 频率 、 井行敷设 的长度以及辐射抗扰度。

空气中敷设的不同种类的电缆，其最小间距[3]应按如表1所示选取。

其次，根据已经发布的 电气原理图 、 结构初步数模 等信息，采用 CATIA 线束的专用设计模块，进行线束主通道的几何线束的数模设计。

03

3D线束安装设计阶段

首先，综合线束设计完成后，生成和电气柜真实安装细节相一致的几何线束数模，包括所有 分叉 、 松弛度 、 弯曲半径 等细节.

其次，生成完整的与电气走线节点结构接口数模，包括 结构开孔 、 接地位置 、 建议的安装 支架数模 等，如图 3 所示。

04

3D线束组件设计阶段

首先，线束组件设计主要包括 2D线束组件图 、 导线表 、 物料清单 ，如图4、图5所示。

其次，实际线束的生产在结合 2D线束图 、 导线表 做成线束，并完成线束的安装，如图 6 所示。

同时将实际生产过程中遇到的问题，反馈到综合布线中，并形成生产经验库。虽然该技术存在一定的误差，但是还是显著提高了设计和生产的效率。

虽然引用了3D布线设计，但是CATIA的 自动化程度 还不是很高， 效率低 。存在以下问题：

（1）在进行较大数量和线束较大弯扭线束自动布线的时候，CATIA会经常大量报错。

（2）难以在二维图上显示布线路径。

本文提出两种解决方案。

方案一：目前市场上主要的综合线缆设计软件，主要有CHS和See Electrical PLM两种。 这两种软件均是国外开发的软件，比较适合于 大型飞机 ， 船舶 、 整车 等领域。

可以利用该软件的线束设计模块，将在CATIA布线的信息提取到该模块中，进行分析后，将信息导出到CATIA中获得具体的线束的详细信息。

方案二：可以在CATIA已有的功能上进行一些总结，将CATIA报错信息做成 信息库 ，以便后续分析处理。

比如将线束的 弯曲半径 调节在合适的范围以便CATIA能够顺利地进行自动布线。

同时，可以将CATIA的三维布线图展平投影后进行分析总结，利用路径搜索算法[4]合并接线表中 导线通道总长度 ，并记录 路径信息 ，提高工作效率。

本文通过对综合布线技术在机车线束中的应用研究，介绍了两种处理线束设计方法。

从文中可以发现，即使综合布线技术已经很发达，在实际布线过程中，仍然存在一些 不能 在综合布线中 体现的因素 。比如

①线缆只是对 弯曲半径 进行体现

②电缆（或汇流排）的截面积与布线

应考虑预计在机车车辆上的 特殊应力

③所用材料与布线方法 如何防止 拉伸或摩擦

因此，在实际工作中综合布线是一个将设计理念跟实际工作经验相互结合、相互提升的过程。