[發(fā)明專利]一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110012739.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112785010A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦勇;付勇;葉萌;賈利民;王志鵬;吳冬華;蔡昌俊;魏運
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q10/06;G06F17/18
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 趙亞飛

本發(fā)明公開了一種基于機會相關(guān)的軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，為軌道交通列車系統(tǒng)可靠性分析提供了切實可行的方法。具體步驟如下：首先，基于現(xiàn)場提供的故障數(shù)據(jù)及維修數(shù)據(jù)，計算系統(tǒng)中各個部件的可靠性函數(shù)的相關(guān)參量，并劃分需要不同深度維修的部分類別；其次，在系統(tǒng)部件最低可靠度要求的基礎(chǔ)上，依據(jù)役齡遞減故障率遞增的相關(guān)原理，計算系統(tǒng)中各個部件的維修時間點，并判斷是否需要進行機會相關(guān)的維修活動；最后，計算該段里程條件內(nèi)的軌道交通列車系統(tǒng)部件可靠性最佳閾值及其維修成本及可用度。本發(fā)明降低軌道交通列車系統(tǒng)維修成本，并為提高列車在線運行的可用性的方法策略的制定提供了有效的基礎(chǔ)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通列車系統(tǒng)可靠性分析及運維優(yōu)化領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于機會相關(guān)的軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法。

技術(shù)背景

軌道交通列車是軌道交通系統(tǒng)中重要組成部分，在軌道交通系統(tǒng)安全運營中起著至關(guān)重要的作用，保證其安全高效地在線運行具有重要的意義。近年來，我國的軌道交通列車主要以計劃性的預(yù)防性維修和故障發(fā)生后的事后維修相結(jié)合的維修方式為主，很可能會發(fā)生維修不足或維修過剩等相關(guān)問題。因此，這樣的維修方式不能充分保證軌道交通列車安全可靠地運行，而且還會造成一定程度上維修資源的浪費。

針對軌道交通列車系統(tǒng)現(xiàn)有的維修方式的不足之處，很多的學(xué)者開始積極地探索新的有效的軌道交通列車系統(tǒng)維修方式。其中，部分學(xué)者以列車系統(tǒng)及其部件的狀態(tài)為基礎(chǔ)，擯棄了傳統(tǒng)的以確定時間為主的計劃性的預(yù)防維修方式，開展了以可靠性為中心(Reliability Centered Maintenance,RCM)的軌道交通列車系統(tǒng)維修方式，并有了許多的研究進展。然后其中某些研究內(nèi)容多以列車系統(tǒng)中某一關(guān)鍵部件為主，針對的是單部件或者獨立設(shè)備的維修方式優(yōu)化，缺少系統(tǒng)層面的研究。然而，軌道交通列車系統(tǒng)是一種部件眾多的復(fù)雜機電系統(tǒng)，需要研究針對以多部件為基礎(chǔ)的維修策略的優(yōu)化。因此，有學(xué)者采用分組維修和成組維修的方式對有眾多部件的復(fù)雜系統(tǒng)開展維修方式的優(yōu)化。

分組維修一般是按照系統(tǒng)運行情況的不同，進行靜態(tài)和動態(tài)分組。靜態(tài)分組以系統(tǒng)長期運行穩(wěn)定為前提，決策時間無限制，系統(tǒng)維修靜態(tài)規(guī)劃在計劃規(guī)定內(nèi)是固定的，即一旦系統(tǒng)達到終止條件，則全面維修整個系統(tǒng)。這種維修方式便于實際操作但是對整個系統(tǒng)進行維修，容易導(dǎo)致維修資源的浪費。動態(tài)分組則根據(jù)系統(tǒng)運行狀態(tài)信息制定維修策略，而隨著系統(tǒng)復(fù)雜程度變大，運行狀態(tài)信息將會變得極其復(fù)雜，使得制定維修決策的難度增大，這樣方式則不適合用于極為復(fù)雜的機電系統(tǒng)。成組維修按照部件中相同的時間間隔進行分組，當(dāng)系統(tǒng)中某一部件需要維修時，可對同組的其他尚未得到預(yù)定維護條件的設(shè)備一并進行維護，成組維修比分組維修更加簡便與易于操作，但是有可能產(chǎn)生維修過度的不良影響，導(dǎo)致資源的浪費。還有一些學(xué)者采用機會維修的方式，設(shè)置系統(tǒng)部件的維修閾值，根據(jù)部件在維修間隔期中已經(jīng)使用的時間判斷其是否需要進行機會維修，與分組維修和成組維修決策模型相比，機會維修側(cè)重于基于實際運行情況來制定維修決策。然后，現(xiàn)有的軌道交通列車相關(guān)的機會維修研究主要集中在以串并聯(lián)為主的檢維修決策及算法研究中，而忽視了列車系統(tǒng)之間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和部件間與系統(tǒng)間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系。軌道交通列車系統(tǒng)各部件之間存在結(jié)構(gòu)相關(guān)性、故障相關(guān)性以及維修狀態(tài)相關(guān)性，因此，需要提供一種結(jié)合系統(tǒng)中各種相關(guān)關(guān)系與機會維修模型的策略動態(tài)地優(yōu)化軌道交通列車系統(tǒng)維修方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了降低軌道交通列車系統(tǒng)維修成本，并為提高列車在線運行的可用性的方法策略的制定提供了有效的基礎(chǔ)支撐。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方法實現(xiàn)：一種基于機會相關(guān)的軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，該方法包括如下步驟：

(1)基于現(xiàn)場提供的故障數(shù)據(jù)及維修數(shù)據(jù)，計算系統(tǒng)中各個部件的可靠性函數(shù)，并基于FMEA分析中RPN重要度，按照不同程度的維修需要劃分系統(tǒng)中各個部件；

(2)在系統(tǒng)中各個部件的最低可靠度要求的基礎(chǔ)上，依據(jù)役齡遞減故障率遞增的相關(guān)原理，計算系統(tǒng)中各個部件的第一次預(yù)防性維修的時間點；