考虑相依性的轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法

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我国轨道交通列车的检修策略多以“计划预防”为主,普遍存在“检修不足”和“检修过剩”现象。为避免这些弊端,一些轨道交通列车实施在线监测状态修和系统修策略,但实际上一方面走行部部件监测信息难以获取,导致走行部部件在线监测状态修研究难以进行,另一方面系统修策略忽略部件间相依性,导致系统修策略检修成本高。针对上述问题,本文提出一种考虑相依性的轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法,实施基于故障数据的状态修以及考虑相依性对检修决策的影响,实现兼顾经济效益的同时保障走行部部件可靠性、可用性和安全性的目的。具体研究包括以下四个方面:(1)走行部部件故障数据分析采用相关系数法和最小二乘法对轴箱体、轮对故障数据进行分析,利用Bayes理论进行轴箱轴承的无失效数据分析,较好地拟合了实际数据,为检修策略优化模型的构建提供数据支持。(2)走行部单部件状态检修策略优化模型构建根据状态划分方法划分单部件状态区域,用马尔可夫决策过程进行检修决策,设置长期平均检修成本最低的目标,以可靠性、可用性和更换成本为约束,建立走行部单部件状态检修策略优化模型。模型根据单部件当前的状态选择最优的检修方式和检修周期,兼顾了经济性、可靠性和可用性,更具现实意义,为走行部多部件系统状态检修策略优化奠定了基础。(3)走行部多部件系统状态检修策略优化模型构建提出走行部多部件系统状态检修策略优化流程,衍生出多部件系统模块化检修的思想。首先用动态数组存储系统状态转移概率,构建走行部多部件系统状态检修成本决策模型;其次建立走行部多部件系统试行检修策略成本模型;然后纳入机会检修状态阈值,构建走行部多部件系统机会状态检修成本模型,修正系统状态转移概率,对不存在相依性的多部件系统检修策略进行优化;此外,在多部件系统模块化检修思想指导下,考虑经济相依性、结构相依性和故障相依性对检修决策的影响,调整走行部多部件系统状态检修成本决策模型,对存在相依性的多部件系统检修策略进行优化。最后建立综合走行部多部件系统经济性、可靠性和可用性的目标函数。结果证明,走行部多部件系统状态检修策略优化流程具有实际应用价值,考虑相依性的走行部多部件系统状态检修策略更加经济可靠,可辅助决策者进行检修策略的制定与改进。(4)模型求解算法改进设置机会检修判断条件,对策略迭代法进行改进,改进后的算法可用于求解不考虑相依性的走行部多部件系统机会状态检修策略优化模型。图16个,表24个,参考文献79篇。
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