[发明专利]一种轨道交通列车系统多部件动态维修策略优化方法

说明书

本发明公开了一种基于机会相关的轨道交通列车系统多部件动态维修策略优化方法，为轨道交通列车系统可靠性分析提供了切实可行的方法。具体步骤如下：首先，基于现场提供的故障数据及维修数据，计算系统中各个部件的可靠性函数的相关参量，并划分需要不同深度维修的部分类别；其次，在系统部件最低可靠度要求的基础上，依据役龄递减故障率递增的相关原理，计算系统中各个部件的维修时间点，并判断是否需要进行机会相关的维修活动；最后，计算该段里程条件内的轨道交通列车系统部件可靠性最佳阈值及其维修成本及可用度。本发明降低轨道交通列车系统维修成本，并为提高列车在线运行的可用性的方法策略的制定提供了有效的基础支撑。

技术领域

本发明涉及轨道交通列车系统可靠性分析及运维优化领域，尤其是涉及一种基于机会相关的轨道交通列车系统多部件动态维修策略优化方法。

技术背景

轨道交通列车是轨道交通系统中重要组成部分，在轨道交通系统安全运营中起着至关重要的作用，保证其安全高效地在线运行具有重要的意义。近年来，我国的轨道交通列车主要以计划性的预防性维修和故障发生后的事后维修相结合的维修方式为主，很可能会发生维修不足或维修过剩等相关问题。因此，这样的维修方式不能充分保证轨道交通列车安全可靠地运行，而且还会造成一定程度上维修资源的浪费。

针对轨道交通列车系统现有的维修方式的不足之处，很多的学者开始积极地探索新的有效的轨道交通列车系统维修方式。其中，部分学者以列车系统及其部件的状态为基础，摈弃了传统的以确定时间为主的计划性的预防维修方式，开展了以可靠性为中心(Reliability Centered Maintenance,RCM)的轨道交通列车系统维修方式，并有了许多的研究进展。然后其中某些研究内容多以列车系统中某一关键部件为主，针对的是单部件或者独立设备的维修方式优化，缺少系统层面的研究。然而，轨道交通列车系统是一种部件众多的复杂机电系统，需要研究针对以多部件为基础的维修策略的优化。因此，有学者采用分组维修和成组维修的方式对有众多部件的复杂系统开展维修方式的优化。

分组维修一般是按照系统运行情况的不同，进行静态和动态分组。静态分组以系统长期运行稳定为前提，决策时间无限制，系统维修静态规划在计划规定内是固定的，即一旦系统达到终止条件，则全面维修整个系统。这种维修方式便于实际操作但是对整个系统进行维修，容易导致维修资源的浪费。动态分组则根据系统运行状态信息制定维修策略，而随着系统复杂程度变大，运行状态信息将会变得极其复杂，使得制定维修决策的难度增大，这样方式则不适合用于极为复杂的机电系统。成组维修按照部件中相同的时间间隔进行分组，当系统中某一部件需要维修时，可对同组的其他尚未得到预定维护条件的设备一并进行维护，成组维修比分组维修更加简便与易于操作，但是有可能产生维修过度的不良影响，导致资源的浪费。还有一些学者采用机会维修的方式，设置系统部件的维修阈值，根据部件在维修间隔期中已经使用的时间判断其是否需要进行机会维修，与分组维修和成组维修决策模型相比，机会维修侧重于基于实际运行情况来制定维修决策。然后，现有的轨道交通列车相关的机会维修研究主要集中在以串并联为主的检维修决策及算法研究中，而忽视了列车系统之间的复杂结构和部件间与系统间的复杂关联关系。轨道交通列车系统各部件之间存在结构相关性、故障相关性以及维修状态相关性，因此，需要提供一种结合系统中各种相关关系与机会维修模型的策略动态地优化轨道交通列车系统维修方式。

发明内容

本发明的目的就是为了降低轨道交通列车系统维修成本，并为提高列车在线运行的可用性的方法策略的制定提供了有效的基础支撑。本发明的目的可以通过以下技术方法实现：一种基于机会相关的轨道交通列车系统多部件动态维修策略优化方法，该方法包括如下步骤：

(1)基于现场提供的故障数据及维修数据，计算系统中各个部件的可靠性函数，并基于FMEA分析中RPN重要度，按照不同程度的维修需要划分系统中各个部件；

(2)在系统中各个部件的最低可靠度要求的基础上，依据役龄递减故障率递增的相关原理，计算系统中各个部件的第一次预防性维修的时间点；