一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法技术

本发明专利技术公开了一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法，该方法通过马尔可夫过程来描述走行部部件健康状态的转移过程，构建部件健康状态转移过程模型；采用数组存储走行部多部件系统状态和部件状态转移概率，以部件状态作为数组单元，构建走行部多部件系统健康状态转移过程模型；建立考虑相依性的走行部多部件系统检修成本决策模型；以走行部多部件系统寿命周期内单位时间检修成本最小为目标，以可靠性、可用性和更换成本为约束，构建走行部多部件系统检修策略最优化模型；最后进行实例验证。本发明专利技术能够以较低的成本获得更优的检修效果，同时兼顾了可用性和可靠性，可辅助决策者进行检修策略的制定与改进。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法
本专利技术涉及走行部检修策略优化领域，尤其是涉及一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法。
技术介绍
由我国各城市轨道交通列车检修方式可知，除了香港地铁致力于状态修，内地地铁以定期修为主。定期修主要是指包括日检、定修和架大修的三级检修制度，是基于浴盆曲线理论确定检修周期长短的计划修策略，能够在一定时间内保证列车运营安全。但这种计划修策略有以下两方面不足：一是由于列车安全状态度量不准确导致定期检修周期不合理，存在“检修不足”或“检修过剩”的现象，可能造成设备检修后的性能或状态不及检修前，以及检修成本增高等问题；二是定期检修只适用于故障规律符合浴盆曲线的设备。为避免定期修存在的弊端，一些轨道交通列车实施了在线监测状态修和系统修策略。但这两种检修策略也存在一些弊端：(1)实地调研中，了解到监测走行部部件状态的传感器一般在列车制造时安装，难以安装在既有列车上；既有列车走行部部件的监测传感器趋向于安装在地面，使得监测信息准确率低；走行部部件监测信息由监测系统开发公司进行保密，地铁公司只本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)通过马尔可夫过程来描述走行部部件健康状态的转移过程，以状态转移概率表示其转移规律，构建部件健康状态转移过程模型；/n(2)根据走行部多部件系统状态与走行部部件状态的关系，采用数组存储走行部多部件系统状态和部件状态转移概率，以部件状态作为数组单元，构建走行部多部件系统健康状态转移过程模型；/n(3)根据走行部多部件系统部件间的经济相依性、结构相依性及故障相依性，基于走行部多部件系统健康状态转移过程模型，建立考虑相依性的走行部多部件系统检修成本决策模型；/n(4)构建可靠性模型、可用性模型，以走行部多部件系统寿...

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过马尔可夫过程来描述走行部部件健康状态的转移过程，以状态转移概率表示其转移规律，构建部件健康状态转移过程模型；
(2)根据走行部多部件系统状态与走行部部件状态的关系，采用数组存储走行部多部件系统状态和部件状态转移概率，以部件状态作为数组单元，构建走行部多部件系统健康状态转移过程模型；
(3)根据走行部多部件系统部件间的经济相依性、结构相依性及故障相依性，基于走行部多部件系统健康状态转移过程模型，建立考虑相依性的走行部多部件系统检修成本决策模型；
(4)构建可靠性模型、可用性模型，以走行部多部件系统寿命周期内单位时间成本最小为目标，以可靠性、可用性和更换成本为约束，构建走行部多部件系统检修策略最优化模型。


2.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法，其特征在于：
所述走行部部件包括走行部子系统轮对轴箱装置中的轴箱轴承、轴箱体及轮对。


3.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：
设走行部单部件初始健康分值H为1，在工作时间t时刻，单部件的总劣化量为Z(t)，检修优化量为ZR(t)，则t时刻单部件的健康分值为：



部件状态转移概率计算公式如下：



当走行部单部件状态转移过程服从两参数威布尔分布时，假设Z(t)～W(β1,η1)，即总劣化量Z(t)服从(β1,η1)的威布尔分布；ZR(t)～W(β2,η2)，即检修优化量ZR(t)服从(β2,η2)的威布尔分布，P(H(t)≤H+)计算结果为：



其中，P(R(i),i,j)——表示采取检修方式R(i)时，走行部单部件从健康状态i转移至j的概率(i、j∈H{[1,0.9),[0.9,0.8),[0.8,0.7),[0.7,0.6),[0.6,0]})；
i+——表示健康状态值i的上限；
i-——表示健康状态值i的下限；
j+——表示健康状态j的上限；
j-——表示健康状态j的下限；
τ——表示连续时间的离散化程度；
H+——表示健康状态分值H的上限；
H-——表示健康状态分值H的下限；
S——表示所有存在的健康状态的集合。


4.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法，其特征在于，所述步骤(2)根据走行部多部件系统状态与走行部部件状态的关系，采用数组存储走行部多部件系统状态和部件状态转移概率，以部件状态作为数组单元，构建走行部多部件系统健康状态转移过程模型；
具体步骤为：
走行部多部件系统的状态l向状态n(xt_zt[l*M+n1]→xt_zt[n*M+n1])转移概率存放在数组xt[l*m+n](l,n＝1,2,…,m；m为走行部多部件系统状态数组数目)，xt[l*m+n]具体计算如下：
1)从l＝1和n＝1开始，取出走行部多部件系统状态转移概率矩阵的一个元素xt[l...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦勇，叶萌，付勇，寇淋淋，刘典，贾利民，田寅，龚明，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11