考慮系統(tǒng)組分相互影響的軌道交通列車系統(tǒng)可靠性計(jì)算與運(yùn)維策略優(yōu)化.pdf

1、軌道交通列車系統(tǒng)屬于典型的復(fù)雜機(jī)電一體化系統(tǒng)，其組分多樣且數(shù)量龐大，組分狀態(tài)繁多，組分間作用關(guān)系多樣且強(qiáng)弱不同，傳統(tǒng)可靠性建模和估計(jì)難以真實(shí)反映軌道交通列車系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及其耦合作用關(guān)系。此外，目前中國(guó)軌道交通列車系統(tǒng)的運(yùn)維策略多以“預(yù)防性周期修+事后修”為主，失效部件維修不足和未失效部件維修過(guò)剩的現(xiàn)象大量存在。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本文開展考慮系統(tǒng)組分相互影響的軌道交通列車系統(tǒng)可靠性計(jì)算與運(yùn)維策略優(yōu)化研究，具體包括以下四個(gè)方面:<

2、br>　　(1)面向功能行為的軌道交通列車系統(tǒng)可靠性建模
　　從系統(tǒng)部件間作用關(guān)系以及這種作用關(guān)系存在與否的角度出發(fā)，構(gòu)建面向系統(tǒng)功能行為的，與軌道交通列車系統(tǒng)實(shí)際對(duì)象相對(duì)應(yīng)的，以部件及其屬性（機(jī)械屬性、電氣屬性、信息屬性）為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、以部件間作用關(guān)系（機(jī)械作用、電氣作用和信息作用）及其屬性為網(wǎng)絡(luò)邊的，能夠?qū)壍澜煌熊囅到y(tǒng)復(fù)雜拓?fù)潢P(guān)系和復(fù)雜相互作用關(guān)系進(jìn)行完整表達(dá)的軌道交通列車系統(tǒng)可靠性網(wǎng)絡(luò)模型，突破了過(guò)往系統(tǒng)可靠性建模方法無(wú)法

3、全面真實(shí)反映實(shí)際物理系統(tǒng)組分相互作用關(guān)系的理論瓶頸，為解決復(fù)雜機(jī)電一體化系統(tǒng)可靠性建模與估計(jì)提供了一種基于系統(tǒng)組分功能及組分間相互作用關(guān)系準(zhǔn)確描述的科學(xué)實(shí)用方法。
　　(2)基于Copula-Network的軌道交通列車系統(tǒng)可靠性估計(jì)
　　基于網(wǎng)絡(luò)模型，應(yīng)用Copula函數(shù)表征部件間的相互作用關(guān)系，解決了軌道交通列車系統(tǒng)部件間相互作用關(guān)系的非線性、復(fù)雜性的問(wèn)題;分別研究系統(tǒng)部件間相互獨(dú)立和部件間存在相互作用兩種情況下系統(tǒng)可靠

4、性計(jì)算方法，并基于此，從部件間相互作用關(guān)系存在與否，且部件間相互作用關(guān)系是否有利于系統(tǒng)功能保持的角度考慮，引入運(yùn)維策略適應(yīng)系數(shù)λ1，反映對(duì)不同系統(tǒng)功能保持苛求程度場(chǎng)景下的運(yùn)維策略適應(yīng)性，以兩種極端情況凸組合的方式實(shí)現(xiàn)基于軌道交通列車系統(tǒng)可靠性一般估計(jì)方法，即R(t)=λ1min[Rc(t)，R0(t)]+(1-λ1)max[Rc(t)，R0（t)，與傳統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性估計(jì)研究相比，能滿足企業(yè)更高的安全性與經(jīng)濟(jì)性平衡要求，更具現(xiàn)實(shí)意義，為科

5、學(xué)估計(jì)列車的可靠性和后續(xù)軌道交通列車系統(tǒng)RAMS數(shù)學(xué)模型及制定合理的維修策略提供理論依據(jù)。
　　(3)軌道交通列車系統(tǒng)RAMS數(shù)學(xué)模型
　　通過(guò)分析軌道交通列車系統(tǒng)RAMS基本含義以及可靠性(R)、可用性(A)、可維修性(M)、安全性(S)四者之間內(nèi)在邏輯關(guān)系，分別構(gòu)建能夠完整表征部件層運(yùn)維策略Mj和系統(tǒng)層運(yùn)維策略M的多參數(shù)測(cè)度集合;考慮維修活動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能改善程度，并基于運(yùn)維策略測(cè)度集合，從數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)證明角度，分別完成了軌

6、道交通列車系統(tǒng)可用性Aa和系統(tǒng)安全性SG(t)的多參數(shù)、非線性數(shù)學(xué)建模;實(shí)現(xiàn)了考慮系統(tǒng)組分相互影響系統(tǒng)可靠性估計(jì)的軌道交通列車系統(tǒng)RAMS數(shù)學(xué)模型完整表征，為后續(xù)開展基于RAMS的運(yùn)維策略優(yōu)化方法的研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　(4)基于RAMS的軌道交通列車系統(tǒng)綜合保障運(yùn)維策略
　　在綜合分析系統(tǒng)可靠性、可用性、安全性、運(yùn)維成本和運(yùn)維策略之間矛盾關(guān)系的基礎(chǔ)上，基于軌道交通列車系統(tǒng)RAMS模型，通過(guò)模擬退火-粒子群優(yōu)化算法，開展