基于马尔可夫过程的牵引供电设备维修决策模型及其应用

传统的牵引供电设备固定计划维修模式存在着维修过剩与维修不足的问题,随着维管单位和牵引变电所信息化水平的逐步提高,状态维修模式取代固定计划维修模式已成为可能。本文将设备健康状态引入牵引供电设备维修决策中,基于马尔可夫决策过程建立牵引供电设备的维修决策模型。该模型考虑了基于Gauss-Poisson过程的牵引供电设备全寿命周期健康状态劣化过程和预防性维修过程,以设备全寿命周期的单位时间综合成本为优化目标,采用策略迭代法实现牵引供电设备在不同健康状态下最优维修方式和维修周期的选择。结果表明该模型可行有效,为优化牵引供电设备的维修维护方案,实现状态维修提供依据。     

基于剩余寿命可靠度的地铁车辆设备多部件趋近机会维修策略

当前地铁车辆的检修存在着过修和欠修的现象。在分析车辆设备全寿命的基础上,以全寿命周期单位时间维修费用最低为目标,建立了基于剩余寿命可靠度的预防性维修周期模型,并针对多部件维修周期问题提出了应用于多部件整体的趋近机会维修策略。通过算例分析,验证了模型的合理性和可用性,以及趋近机会维修策略的有效性。     

基于可靠度的列车多部件预防性机会维修策略研究

针对现行轨道车辆检修模式存在过维修和欠维修等问题,提出基于可靠度的列车多部件预防性维护策略。引入故障率递增因子和役龄递减因子,采用维修与更换相结合的维护方式,依据可靠性要求确定单部件最佳预防性维修周期及维修次数。通过分析部件之间维修的经济相关性,在单部件最佳预防性维修周期基础上,通过二次抛物线插值法优化机会维修可靠度阈值,使总维护费用最少,从而得到最优机会维修可靠度。研究结果表明:相比于传统列车维修策略,运用提出的预防性机会维修策略,在保障列车可靠性的同时可减少入库检修次数,节省维护费用,保证了列车运行的安全性和维修的经济性。     

基于GA-BP神经网络的列车关键部件预防性维修优化模型及应用

针对现有列车检修模式存在欠维修或过维修的不足,综合考虑列车运行安全性、经济性和高效性,提出一种基于GA-BP神经网络的列车关键部件不完全维修模型.首先,引入役龄回退因子,采用故障小修、预防性维修和更换维修相结合的维修策略;然后,以单位时间维修费用最小为目标函数,列车运行可靠度和周期内预防性维修次数为决策变量;最后,以某市地铁1号线列车车门部件为验证对象,结合GA-BP神经网络,对未来可靠度进行预测并验证准确性,预测结果作为模型决策变量寻优约束条件,获得最佳维修时间间隔.仿真结果表明:相比于现有检修模式,基于GA-BP神经网络的不完全预防性维修模型日均维修费用可节约24.07％,可靠度提高约3.4％,维修次数减少50％.研究结果可为地铁列车检修模式优化提供理论和实践参考.     

基于智能牵引供电系统大数据平台的供电设备寿命预测研究

牵引供电设备的安全可靠运行是确保电气化铁路牵引供电系统安全稳定运行的关键。牵引供电设备在使用过程中会慢慢老化,运行时间越长,出现故障的概率越高。设备使用周期中存在一个临界点,在临界点之前,维修成本小于更换成本;过了这个临界点后,设备的维修成本大于更换成本。因此,对牵引供电设备的寿命进行预测、找到临界点成为当务之急。文中给出了牵引供电系统的数据平台的组成及架构,提出了牵引供电设备寿命预测的原理及方法,并给出了设备寿命预测实例,对开展智能牵引供电设备的寿命预测的理论和应用研究具有一定的参考价值。     

以可靠度为中心的动车组设备预防性维修策略

广泛应用于高速铁路动车组设备维修领域的等周期预防性维修策略不可避免地使动车组设备可靠度随着维修次数和服役里程的增加而降低。为了制定更加符合设备衰退规律的维修计划以改善设备的可靠度,采用混合式故障率演化模型动态决策动车组设备的预防性维修计划,更符合随服役里程增加设备的维修间隔呈递减趋势的实际情况。在此基础上,将非完美维修方式分为初级维修和高级维修2种,并引入效费比的经济性分析方式决策每一次维修的具体方法。算例分析结果表明,以可靠度为中心的预防性维修策略便于搜寻最优解,并且对于故障维修成本较高的设备应有更高的可靠度要求,尤其在设备运行周期的后半阶段,应加强对其采取预防性维修措施。此外,当故障维修成本低于非完美维修成本时,设备的维修策略倾向于以故障维修为主的维修策略,而非预防性维修策略。     

接触网差异化预防性机会维修策略研究

为降低接触网的维修次数和维修成本，提出接触网预防性机会维修策略，引入可靠度裕度，通过接触网不同零部件之间的相互配合实现预防性机会维修。在此基础上，考虑接触网不同运行阶段可靠性变化规律的差异，分析其对可靠度裕度取值的影响，分析了接触网投运的早期、稳定期及耗损期预防性机会维修策略的差异。通过具体算例，对比了预防性维修、预防性机会维修与所提差异化预防性机会维修成本上的差异，在保证相同可靠度的情况下，差异化的预防性机会维修策略可进一步降低维修成本，实现接触网的精益化检修。     

电客车电气系统大修方案研究

介绍电客车电气系统重要部件的维修模式和检修内容,结合天津地铁1号线电客车近几年的运营经验,分析电客车电气系统各部件特性和存在的问题,提出目前电客车电气系统应用状态检修办法研究全寿命周期内的维护规划方案。     

基于RCM的动车牵引变压器的维修优化研究

本文研究基于RCM的动车牵引变压器的维修优化问题,为制定牵引变压器的预防性维修计划提供了决策支持.首先给出了RCM的维修逻辑决策图和维修策略评价指标,然后采用截尾试验法估计牵引变压器的故障率的威布尔分布参数,在满足设备可靠性的前提下根据故障率演化规则确定预防性维修间隔,优化预防性维修次数,使牵引变压器在其生命周期内维修成本率最小.试验结果及其分析,验证了本文提出方法的正确性与可推广性.     

城市轨道交通车辆走行部维修周期优化模型

阐述了国内外轨道车辆设备的维修模式。针对现行设备维修模式的不足,在已有研究的基础上提出了容许量的概念,并建立了基于可靠度的最佳维修周期优化模型。模型融合了故障发生等级、故障发生频率和可靠度函数等信息。以国内某地铁车辆的故障数据为例,计算车辆走行部的转向架、制动系统、辅助系统等相关系统在优化模型下的最佳维修周期,提出了单系统"隔双周检"和"隔10日检"、多系统"隔10日检"的维修模式。     

基于灰色理论和PSO的牵引供电系统可靠性研究

采用灰色GM(1,1)模型预测其相关设备中长期的故障数据,增大建模所需数据样本量,提出以威布尔分布模型为基础,基于粒子群算法的智能拟合方法,建立牵引供电系统各设备可靠性分析的数学模型,所建模型全部通过拟合优度K-S检验,证明该方法十分适合于牵引供电系统设备的可靠性建模。运用BDD算法得到用最小割集表示的牵引变电所和接触网故障树模型,综合得到牵引供电系统整体的可靠性模型,并计算出系统的可靠度和平均使用寿命。最后分析可知接触网的可靠性在很大程度上决定了牵引供电系统整体的可靠性,其分析结果为牵引供电系统以后的维护工作提供了理论依据。     

新一代智慧型城市轨道交通牵引供电系统的创新理念与实践

针对目前城市轨道交通牵引供电系统的技术需求和存在的问题,从创新源头出发,提出"以简化系统结构、提高供电品质、降低综合造价、减少使用维护成本为系统集成优化目标"的创新理念和发展思路,基于以高速动车和电力机车"四象限变流器"为核心的关键技术,提出一种集系统节能、提高供电品质、补偿功率因数、在线自动融冰于一体的新一代智慧型城市轨道交通牵引供电系统,并提出基于大数据的功率谱概念和分析方法。介绍关键核心技术、智能故障诊断及关键部件寿命预测技术,为优化系统设计及维护使用提供技术支持。讨论新一代牵引供电系统的几个重要技术策略及其实现方案,为进一步推广应用奠定基础。     

有轨电车储能式系统配置方案及供电系统研究

超级电容能量密度低,以超级电容为储能元件的储能式有轨电车储能能量较少,有可能出现由于能量不足而故障停车。为解决该类问题,基于对有轨电车超级电容系统和供电系统的分析,提出车载储能系统配置改进方案。通过对改进方案的仿真分析及经济性分析,认为基于锂离子电池的储能系统方案在满足有轨电车原有牵引特性不变的前提下,具有更好的经济性。在有轨电车全寿命周期(30年)内,该方案供电系统的建设成本、储能系统一次性采购及更换成本,以及运营成本都大幅下降,全寿命周期成本降低了51.14%,具有良好的工程应用前景。     

有轨电车不同制式储能系统对比分析

为提升储能式有轨电车项目的运用管理水平,优化后续新建项目设计,降低项目全寿命周期成本,以广 州海珠试验段、广州黄埔 1 号线及三亚有轨电车项目的车辆储能系统为研究对象,结合各自线路供电系统的设计 特点,对 3 种不同系统所采用的关键技术原理、能量存储及消耗参数、运营维护重难点、使用寿命及成本等方面 进行对比分析。其中,在设备运用可靠性方面,超级电容和电池电容储能系统具有一定的优势;在可维护性方面, 3 种系统制式均存在维护难点;电池电容储能系统的衰减程度较大。综合来看,在提升单一制式储能系统的续航 能力和混合供电系统运用可靠性的基础上,适当简化供电系统,开展集约型的设计,将是今后储能式有轨电车工 程的发展方向。     

轨道交通隧道内牵引网感应电压研究

中国部分城市轨道交通采用工频单相交流制式,以提升列车的运行速度和运输能力.牵引供电系统发生故障时,有可能采用单侧停电抢修方案,如果此时接触网的感应电压过高,将对检修人员造成安全威胁.依据广州地铁22号线设计资料,搭建地铁隧道的仿真模型,计算得到一侧线路停电检修,另一侧线路正常运行时接触网上的感应电压,获得牵引电流、隧道...     

基于FMEA法的地铁车辆牵引系统设备运维研究

地铁车辆牵引系统作为地铁安全、可靠运营的动力源头,其设备可靠性对整个地铁线网安全、准点运行起到至关重要的作用。通过对地铁车辆牵引系统建模,运用潜在失效模式与后果分析(FMEA)法对车辆牵引系统可靠性进行评估,并结合南昌地铁1号线牵引系统设计及现阶段运行状态,分析导致牵引系统失效的因素及薄弱环节,为制定适用于地铁1号线的牵引系统维修策略提供理论依据,亦为地铁行业运维可靠性、经济性提供经验。     

城市轨道交通牵引网上网组合开关柜方案研究

通过分析直流牵引供电系统中上网隔离开关设计方案,对比各方案在技术、施工、运维等方面的优缺点,提出越区开关采用直流快速断路器的上网组合开关柜方案可以在牵引网不停电的情况下方便地实现牵引网大双边与小双边供电方式之间的转换,确保牵引网持续、稳定、可靠地为列车提供电源,提高直流牵引供电的安全可靠性。并提出优化建议,可减少设备投入,节省工程投资,提高运营维护效率。     

用全寿命周期成本法选择地铁变压器

本文根据地铁负荷的实际情况,通过对在运营的广州地铁一号线中的实际负荷统计,提出应用设备全寿命周期方法选择地铁系统主变压器、牵引变压器和动力变压器,以达到减少地铁变压器安装容量,降低变压器运行损耗,从而节省建设和运营费用的目的。对地铁供电系统的设计和运营具有一定的参考价值。     

基于大数据和云计算的车辆智能运维模式

广州地铁基于多年的运营经验,在广泛收集所辖地铁车辆运营维护的实际"痛点"基础上,通过优化现有检修流程、增加车载于轨旁监测检测设备、引入前沿大数据和云计算等技术等手段,构建了地铁车辆的智能运维系统。智能运维系统可通过健全智能决策系统、工作协调及信息共享,对整个车辆运行过程进行仿真、评估和优化,并以车辆全生命周期数据为基础,提供车辆整个生命周期的故障和寿命的管理和预测数据,为实现车辆检修由计划修逐步转化为状态修提供了技术支撑。