[发明专利]一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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，地铁公司只有数据分析结果，没有原始数据；这些原因导致走行部部件监测 信息难以获取，走行部部件在线监测状态修研究难以进行。

(2)走行部部件间多存在相依性，系统修无法兼顾部件间相依性，也就导 致系统修策略成本过高、可靠性及安全性降低，因此，本文将部件间的相依性考 虑进检修策略优化模型中。但大部分研究只考虑一种相依性或两种相依性，未全 面考虑经济相依性、结构相依性和故障相依性；同时很少考虑相依性对设备状态 的影响，即状态和相依性的联系；相依性应用于轨道列车设备检修的研究也很少， 有待进一步研究。

因此，本发明如何实施基于故障数据的状态修，研究并处理部件间的相依性 关系，是重点研究的问题，亟待研究综合考虑相依性和健康状态的走行部多部件 系统预防性检修策略。

发明内容

本发明的目的就是为了克服是上述技术存在的问题而提供的一种有效的考 虑相依性的轨道交通列车走行部走行部多部件系统状态检修策略优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方法实现：

一种轨道交通列车走行部部件状态检修策略优化方法，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。

优选地，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。