基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统技术方案

本申请提供一种基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统。其根据各设备间的关联构建机电系统设备的失效率模型，高速公路维修移动距离成本、设备租赁成本以及设备现场维修成本共同构建设备维修成本模型；综合设备失效率模型、设备维修成本模型，同时考虑检测成本等其它成本，构建出高速公路机电系统预维修成本优化模型；以系统预维修总成本最小为目标函数，在系统可靠性约束下，建立基于系统失效状态的优化模型，求解得到高速公路机电设备预维修策略。本申请能够通过上述模型在对高速公路机电系统进行维修管理时，充分考虑高速公路运维对象的拓扑结构所导致的运维成本变化，进而从大规模系统的角度对预防性联合维修策略优化展开研究。修策略优化展开研究。修策略优化展开研究。

【技术实现步骤摘要】
基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统


[0001]本申请涉及高速公路智能化系统
，具体而言涉及一种基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统。

技术介绍

[0002]随着高速公路智能化和信息化的发展，高速公路机电系统运维愈发受到重视。高速公路机电系统由供配电、通信、监控、收费、隧道机电等各子系统构成，设备数量多、设备种类多样，且设备之间存在着关联性，比如监控、收费、隧道机电等设备正常运行依赖于供配电、通信系统的良好支撑，不同设备在保障高速公路可靠运行方面的作用也有所差别，此外，高速公路机电设备一般分布在高速公路沿线，运维工作移动距离较远，如何针对具有上述特征的高速公路机电系统进行预防性维修策略优化，在保证高速公路可靠运行的基础上，降低运维成本，是一个亟待解决的问题。
[0003]高速公路机电系统预防性维修决策优化方面，现有技术大多未考虑高速公路运维对象的拓扑结构所导致的运维成本变化，且未能从大规模系统的角度对预防性联合维修策略优化展开研究。

技术实现思路

[0004]本申请针对现有技术的不足，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法，其特征在于，步骤包括：根据高速公路机电系统各设备间的关联以及拓扑特征而预先设定机电系统设备的失效率模型、设备维修成本模型和机电系统预防性维修成本优化模型中各具体参数；根据机电系统设备的失效率模型，先针对高速公路各设备之间串联、并联所对应的关联影响关系，分别计算各设备的失效率函数λ
ni
(t)，再根据整个系统中各设备的串联、并联关系，进一步计算整个系统的准联合预维修次数，然后以系统可靠性下限作为约束，将整个系统的失效率带入可靠度评估公式中计算系统可靠性约束函数，根据系统预维修的实际进程带入所述系统可靠性约束函数，离线形成预维修策略；根据设备维修成本模型，按照设备与上一个维修点之间的路段位移计算移动距离成本L
nm
，根据设备维修过程中是否需要租赁维修设备计算设备租赁成本Z
nm
，然后根据移动距离成本L
nm
、设备租赁成本Z
nm
以及设备的现场维修成本Q
nm
共同计算每个设备的预维修成本C
pnm
＝L
nm
+Z
nm
+Q
nm
；根据机电系统预防性维修成本优化模型，以系统预维修总成本C
w(sys)
最小为目标函数，在可靠性约束下，结合高速公路机电系统多设备联合的预防性维修模式，建立基于系统失效状态的优化模型，确定系统的检测要求和维修要求；按照系统的现场维修数据与检测数据，根据上述机电系统设备的失效率模型、设备维修成本模型和机电系统预防性维修成本优化模型，提示预维修策略，每个设备的预维修成本C
pnm
＝L
nm
+Z
nm
+Q
nm
，以及系统的检测要求和维修要求。2.如权利要求1所述的基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法，其特征在于，所述机电系统设备的失效率模型中，t时刻第n类设备的失效率函数其中，t
i
‑
l
为第n类设备第(i
‑
l)次进行预防性维修的时间，ρ
n
为第n类设备的改善因子，i＝1，2，...表示预防性维修的次数。3.如权利要求2所述的基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法，其特征在于，所述机电系统设备的失效率模型中，根据整个系统中各设备的串联、并联关系，进一步计算整个系统的准联合预维修次数的步骤包括：计算设备并联时的系统失效率为计算设备串联时的系统失效率为再根据整个系统中各设备的串联、并联关系，进一步计算整个系统总的准联合预维修次数其中，h
nm
为第n类第m个设备在t时刻之前经过的预维修次数，i表示整个系统总的准联合预维修次数。4.如权利要求3所述的基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法，其特征在于，所述机电系统设备的失效率模型中，计算系统可靠性约束函数的具体步骤包括：以系统可靠性下限作为约束，将整个系统的准联合预维修次数代入可靠度评估公式中，设定系统可靠性下限的临界值为R0，表示系统在第i个预防性准联合维修周期内可靠性
必须不小于R0，得出系统可靠性约束函数为：其中，不同类型设备n对应的失效形状参数x
n
不同，为第n类第m个设备在上一次部件替换之后的运行时间，nm[t0,t
i
]表示在系统第i个预防性准联合维修周期内第n类第m个设备经过的预维修次数，为第n类第...

【专利技术属性】
技术研发人员：成子育，张尊栋，刘丽丽，王久增，吴秉军，陈智，王志建，董艳磊，高丹，周新源，钟健，李宏伟，王开阳，刘帅，申海涛，吴金波，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：