基于可靠性的地铁车齿轮箱维修周期优化

考虑到齿轮箱的故障率会随着维修次数的增加而上升,引入基于役龄回退因子和故障率递增因子的混合式故障率演化模型描述预防性维修前后齿轮箱各部件的性能变化情况.分析齿轮箱的成本构成和可靠度要求,以维修成本最小为目标,建立地铁车齿轮箱的维修周期优化模型.运用基本遗传算法求解,结果表明该优化模型能够有效延长地铁车齿轮箱的维修周期以及减少维修成本,且最大成本节约率可达19.04%,为结合可靠性、经济性确定地铁车齿轮箱的最佳维修周期提供了一定的指导意义.     

动车组设备多目标预防性维护间隔期研究

为改善动车组设备在一个寿命周期内的维护经济性和可用度指标,以动车组设备为研究对象,通过引入故障率递增因子和役龄递减因子,整合优化动车组设备一个更换周期内的维护成本率和设备可用度,提出了一种动车组设备多目标预防性维护间隔期确定方法.然后,以维护时间间隔和维护次数为决策变量,以维护成本率和设备可用度作为优化目标,分别建立了单一维护成本率决策模型、单一可用度决策模型和多目标优化决策模型,对比分析三种模型的计算结果.结果表明:多目标优化决策模型相对于单一维护成本率决策模型更具优越性,单一可用度决策模型适用于对可用度要求较高的动车组设备的维护决策.     

基于交路接续的动车组运用计划优化模型与算法

针对动车组运用计划优化编制的问题,本文采用接续网络的方法,构建了动车组运用计划优化编制的0-1 整数规划模型.该模型在动车组初始运用状态和历史检修数据的基础上,以动车组担当交路的接续时间总和最小化和动车组检修前累计运行里程最大化为优化目标,以动车组检修里程周期和动车组交路接续时间标准为主要约束,并充分考虑动车组与交路的匹配关系,以及客流高峰时期增加开行交路的情况.在模型的求解方面,本文基于粒子群算法设计了模型的求解策略.最后通过算例分析验证了模型与算法的有效性,为动车组运用计划的优化编制提供参考依据.     

基于可靠度的牵引接触网系统分阶段成组维修策略

制订牵引接触网维修计划是保障电气化铁路稳定受流和运输安全的重要措施.基于牵引接触网系统中各设备间的经济相关性,以系统最小维修成本为优化目标,建立分阶段成组维修模型.应用遗传算法对研究区间内各阶段的维修间隔、维修次数和维修方式进行决策,并与0-1维修模型优化结果进行比较.研究结果表明,分阶段成组维修模型能够在满足系统可靠度约束的前提下,以更低的维修成本满足牵引接触网系统的维修任务要求,更具可行性和经济性.     

基于风险管理的桥梁维护策略多目标优化方法

以最优化桥梁构件可靠度指标、维护费用和桥梁的日平均交通量为目标,考虑各个目标的权重系数,采用多目标最优指标(MOI),且基于帕累托最优理论和折衷规划法而建立的桥粱维护策略多目标优化方法,经实例证明可为基于维护目的而进行桥梁最优排序提供一个实用而有效的途径.     

动车组周转和到发线运用方案的综合优化研究

动车组周转和车站到发线运用均为高速铁路运营面临的重要课题,本文以动车组在运行线之间的接续关系和动车组占用到发线的相容性为约束条件,以运用动车组数最少为优化目标,根据高铁运营的特点,利用一级检修周期时间刚好为高铁运行图周期2倍的实际情况,在建立1个时间跨度为48h的接续网络基础上构建了0-1型整数线性规划模型.该模型将宏观层面的动车组周转和微观层面的到发线运用进行了综合考虑.通过模型求解,可以同步得到高速铁路动车组周转方案和到发线运用方案.算例表明,本文构建的模型能够达到整体优化以上两个作业过程的目标,为实际的运营工作提供一定的决策支持.     

可变编组动车组运维一体化帕累托前沿分析

动车组运用和检修是铁路运输生产的重要过程,占据很大的成本比例. 为与客流需求相匹配,在未来实现跨线动车组列车在某些枢纽站组合和分解存在可能,充分考虑组合动车组类型一致性,动车组在不同运行线进行重联与分解的接续条件,动车组进行一二级修的里程和时间标准等,以动车组的正常接续和空走接续时间里程费用、一二级维修作业费用、动车组运用费用和动车组接续时间费用之和最小及动车组空走费用占比最小为双目标,构建基于可变编组条件下的动车组运用和维修一体化模型方法.应用改进的非支配排序遗传算法求解,将目标值进行帕累托前沿分析,发现两者很难同时达到最优.模型的计算结果体现了动车组担当长编组运行线任务前后的组合和分解过程,同时也进一步分析了在动车组类型归一化或者动车组维修地点不受限情况下动车组运用数量的变化,反应了相关运行参数对结论的影响.     

可变编组动车组运维一体化帕累托前沿分析

动车组运用和检修是铁路运输生产的重要过程，占据很大的成本比例. 为与客流需求相匹配，在未来实现跨线动车组列车在某些枢纽站组合和分解存在可能，充分考虑组合动车组类型一致性，动车组在不同运行线进行重联与分解的接续条件，动车组进行一二级修的里程和时间标准等，以动车组的正常接续和空走接续时间里程费用、一二级维修作业费用、动车组运用费用和动车组接续时间费用之和最小及动车组空走费用占比最小为双目标，构建基于可变编组条件下的动车组运用和维修一体化模型方法.应用改进的非支配排序遗传算法求解，将目标值进行帕累托前沿分析，发现两者很难同时达到最优.模型的计算结果体现了动车组担当长编组运行线任务前后的组合和分解过程，同时也进一步分析了在动车组类型归一化或者动车组维修地点不受限情况下动车组运用数量的变化，反应了相关运行参数对结论的影响.     

基于风险管理的桥梁维护策略多目标优化方法

以最优化桥梁构件可靠度指标、维护费用和桥梁的日平均交通量为目标,考虑各个目标的权重系数,采用多目标最优指标（MOI）．且基于帕累托最优理论和折衷规划法而建立的桥梁维护策略多目标优化方法,经实例证明可为基于维护目的而进行桥梁最优排序提供一个实用而有效的途径。     

商用车维护周期多目标规划下的最优解

在多目标规划理论的基础上，根据国产某型商用车实际运行情况，在车辆行驶安全性、发动机润滑油使用可靠性、车辆单位行程检测诊断与维修费用等多个不能同一化的目标下，研究实现多目标意义下的车辆维护周期的最优化，并给出具体的车辆最优二级维护周期值。本研究成功地运用多目标优化理论，解决了车辆的最优维护周期问题，从而对解决各种复杂和大型机械设备的维护周期最优化问题具有普遍的指导意义。     

厂修、段修合一动车段的工艺设计研究

传统列车运行达到一定的走行公里或年限后,机车和车辆需从各铁路局分别送到机车、车辆制造工厂进行（大）厂修,待修机车车辆在铁路局与机车车辆制造工厂之间往返过程中有占用铁路通过能力、干扰正线运营、检修周期长的弊病,动车组价格昂贵要求停修时间尽量缩短,因此需要研究设计厂修、段修合一的动车组检修基地即动车段.动车段的工艺设计要求兼容不同类型动车组检修,且动车段检修效率要高.为了解决上述问题,研究了厂修、段修合一的动车段总平面布局方案和段址方案,以及CRH2型、CRH3型动车组三级修（段修）的地坑式架车机方案,并研究了四、五级修快速完成1节车检修的流水检修方案.根据研究设计的方案,实现了厂修、段修房屋组合;使CRH2型、CRH3型动车组三级修（段修）地坑式架车机的架车单元在17.375~17.500 m范围连续可调,实现了CRH2型、CRH3型三级修兼容,一条检修线检修两组8辆编组的动车组,又能检修16辆固定编组动车组;并实现了四、五级修每80 min完成1节车检修,各检修工位工序专业化检修,避免了各检修专业组间交叉作业,保证车体部件组装工位环境清洁,提高了检修效率和质量.      

Optimum Consecutive Preventive Maintenance Scheduling Model Considering Reliability

As an effective means for improving system condition and reducing failures, a reasonable preventive maintenance scheduling guarantees the stability and safety of the system. This paper studies a consecutive maintenance scheduling problem for single-component systems with imperfect maintenance, and an optimum model with minimum reliability constraint for minimal cost rate is developed based on the renewal theory. The agebased and reliability-based maintenance strategies are modeled and compared according to a numerical example based on the degradation data of the actual system, which also verifies the optimality of the reliability-based strategy. At last, the influence of some key parameters is discussed by sensitive analysis.     

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针对区域公共物流中心(Regional Public Logistics Center, RPLC)选址问题,考虑到选址问题的不确定性,运用场景规划技术,建立RPLC选址双层规划模型。上层规划模型最小化RPLC建设及运营费用,下层建立分车型随机用户均衡模型用以描述城市内车辆的路径选择。通过预估RPLC在未来运营中可能出现的各种场景,确定相应场景下变量的取值,并求解双层规划模型、确定该场景下的最优选址结果;根据场景发生的概率选取在各种场景下加权平均费用最小的选址结果作为最终结果。同时,本文给出了求解该问题的离散粒子群算法和数值算例。结果表明,所建立的模型和求解算法是有效的,能较好地解决RPLC选址的不确定性,这对于节约RPLC建设和运营成本,减少投资风险是可行的。     

基于路段走行时间可靠性的路网容量可靠性

为了减少了计算工作量，基于路网容量可靠性概念的分析，构造了基于路段走行时间可靠性的路网容量可靠性双层规划模型，根据模型中反映的路径选择行为为用户平衡的特点，用灵敏度分析法求解路网容量可靠性模型，并给出了1个简单的算例．算例结果表明，该模型能够用于评估随机环境下的路网性能，并为路网性能的改善提供依据。     

基于数据包络分析和扩展置信规则库的交通运输业环境治理成本预测

针对交通运输业中环境治理成本规划问题，提出基于数据包络分析(DEA)和扩展置信规则库(EBRB)的环境治理成本预测模型. 基于DEA模型对环境治理投入产出历史数据进行有效性分析，量化EBRB中每条规则的可靠度，建立考虑规则可靠性的EBRB模型，用于预测交通运输业的环境治理成本. 根据2004-2017 年我国各省份交通运输业环境治理实际数据验证模型. 研究结果表明，本文模型的准确性高于现有环境治理成本预测方法，可为相关决策者提供一个模型支撑和参考依据.     

Reliability Modeling and Maintenance Policy Optimization for Deteriorating System Under Random Shock

Performance degradation and random shock are commonly regarded as two dependent competing risks for system failures. One method based on effective service age is proposed to jointly model the cumulative effect of random shock and system degradation, and the reliability model of degradation system under Nonhomogeneous Poisson processes (NHPP) shocks is derived. Under the assumption that preventive maintenance (PM) is imperfective and the corrective maintenance (CM) is minimal repair, one maintenance policy which combines PM and CM is presented. Moreover, the two decision variables, PM interval and the number of PMs before replacement, are determined by a multi-objective maintenance optimization method which simultaneously maximizes the system availability and minimizes the system long-run expect cost rate. Finally, the performance of the proposed maintenance optimization policy is demonstrated via a numerical example.     

动车组列车车底交路优化研究

高速铁路、城际铁路以及客运专线正在随着我国高速铁路技术的发展,日益呈现着不断扩建的趋势。作为上述运输生产技术中最为核心的部分,动车组列车的生产和检修成本比重较大。因此,降低动车组列车数目、提高列车的运行效率,对于提高高速铁路经济性来说意义重大。在分析动车组运用计划概念、动车组交路计划约束因素的基础上,以动车组交路为优化目标,构建了动车组交路优化模型及算法,并进行了实例验算,验证了方法的有效性。     

Repair and Strengthening Assessment of Existing Bridges Based on Time-Dependent Reliability Analysis

The strategy on repair and strengthening of existing bridges based on time-dependent reliability was analyzed with the maximum expected benefit as the objective function. A sample of risk-ranking decision was illustrated based on updated inspection information with 35 survival age. The effect of improvement of live loads and difference of repair methods on time-dependent reliability of existing bridges are considered. The results show that the decision method can be used in real project, with the cost of failure consequence and the risk of failure considered.