随机选择修理工且修理延迟的可修系统的可靠性分析

研究了可随机选择修理工且修理延迟的可修系统．假定系统的寿命、延迟修理时间和修理时间均为广义指数分布．通过引进补充变量法并利用广义马尔可夫过程和拉普拉斯变换方法求出了系统的可用度、可靠度、维修频度和系统等待修理的概率等重要可靠性指标．     

基于马尔可夫过程的船舶电力系统可靠性和维修性分析

针对船舶电力系统的可靠性、维修性计算问题,从该系统主要运行方式的基本模型出发,提出了基于马尔可夫过程的船舶电力系统可靠性、维修性分析方法,建立了船舶电力系统可靠性、维修性的数学模型,推导出船舶电力系统可用度与可靠度的表达式,并给出了在船舶电站控制系统中的一个工程应用实例.     

Numerical simulation to reliability analysis of fault-tolerant repairable system

In the traditional method for the reliability analysis of fault-tolerant system, the system structure is described by means of binary decision diagram (BDD) and Markov process, and then the reliability indexes are calculated. However, as the size of system augments, the size of state space will increase exponentially. Additionally, Markov approach requires that the failure and repair time of the components obey an exponential distribution. In this study, by combining dynamic fault tree (DFT) and numerical simulation based on the minimal sequence cut set (MSCS), a new method to evaluate reliability of fault-tolerant system with repairable components is proposed. The method presented does not depend on Markov model, so that it can effectively solve the problem of the state-space combination explosion. Moreover, it is suitable for systems whose failure and repair time obey an arbitrary distribution. Therefore, our method is more flexible than the traditional method. At last, an example is given to verify the method.     

Simplified Markov Model for Reliability Analysis of Phased-Mission System Using States Merging Method

This paper presents a simplified Markov model to evaluate the reliability of phased-mission system (PMS). The time cost and storage requirement are very huge for traditional Markov model to analyze the PMS reliability as the number of components increases to a large scale. The states merging method proposed in this paper can account for the PMS with subsystems consisting of identical components, and similar PMSs are common in real-world systems. The simplified Markov model by states merging has smaller number of system states, compared with the traditional one. Furthermore, for the above subsystems, the size of our model increases only linearly as the number of components increases, while the size of the traditional model exponentially increases. Finally, the effectiveness and correctness of our approach are analyzed by comparing with the traditional Markov method.     

基于资源可用度的编组站配流模型

配流方案是阶段计划的关键内容，在作业中将任务交由可用度较高的资源执行，能够在较大程度上提高计划的兑现率.考虑编组站实体资源的空闲度与可信度，给出了资源可用度的计算方法.在此基础上，综合考虑成功配流的自编始发列车数量、车辆在站停留时间、编组站整体资源的可用度，建立了基于资源可用度的编组站配流模型，并通过分层优化方法降低求解难度.算例结果表明：考虑资源可用度的编组站配流模型，其解编系统的资源可用度增幅均在5%以上；编组系统资源可用度的改善更加明显，在时间段3~8增幅约为18.9%.     

高速公路收费系统的高可用性设计及实现

针对高速公路收费工作的连续性和稳定性要求,设计开发了高可用性收费站管理系统。在硬件架构方面建立了双机热备系统,在软件架构方面利用管理模块对其它模块的监控,实现了软件自主恢复功能。软硬件故障测试表明,系统故障恢复时间控制在10s以内,满足了实际要求。     

共因失效修理工多重休假的两相同部件串联系统的可靠性分析

研究了共因失效修理工多重休假的两相同部件串联系统的可靠性,在假定部件的失效分布服从指数分布,修理工修理时间和休假时间均服从一般连续型分布的条件下,利用补充变量法,得到了该系统的瞬时可用度和稳态可用度、系统的可靠度、系统的瞬时和稳态故障频度等重要可靠性指标。     

贝叶斯框架下快速公交的站间运行状态推断

站间行程车速是度量快速公交运营服务和乘客体验的重要指标.由于红绿灯、行人过街等影响,快速公交车速分布往往呈现多峰现象,很难利用单一分布描述.本文建立了贝叶斯框架下基于多相站间车速的高斯混合模型,利用可逆回跳马尔科夫链蒙特卡洛方法推断快速公交站间运行状态,包括状态个数和各状态权重、速度均值和方差.以广州市快速公交为例,展示了该模型可很好地拟合多相车速数据,合理划分快速公交运行状态.发现广州市快速公交在早晚高峰容易衍生出新的运行状态,对于车速低于25 km/h的走廊,其运行状态个数较多,且更容易随时段发生变化,符合实际调查结果.可见本文提出的模型能有效地分析快速公交的速度分布特征和演变规律,验证了该模型的有效性.     

Reliability analysis of multi-state repairable system with dynamic transition probabilities

Inadequate maintenance decisions lead to incremental overall costs. In order to minimize costs in maintenance of the multi-state repairable system, we model a preventive maintenance (PM) scheme of the multistate repairable system using non-Markov process. The periodically decreasing reliability model of the non-Markov dynamic system with dynamic transition probabilities is established to satisfy the probability change. The diesel engine system is taken as an example to illustrate the model. The reliability of the diesel engine is analyzed and its PM scheme is worked out. RENO software is used to simulate the diesel engine system. The maintenance cost of components and the optimal PM interval data of the system are obtained by using the minimal average cost as the objective function. The adaptability of PM is judged, and the optimal PM scheme is presented.     

Reliability analysis of repairable systems using stochastic point processes

In order to analyze the failure data from repairable systems, the homogeneous Poisson process(HPP) is usually used. In general, HPP cannot be applied to analyze the entire life cycle of a complex, re-pairable system because the rate of occurrence of failures (ROCOF) of the system changes over time rather thanremains stable. However, from a practical point of view, it is always preferred to apply the simplest methodto address problems and to obtain useful practical results. Therefore, we attempted to use the HPP model toanalyze the failure data from real repairable systems. A graphic method and the Laplace test were also usedin the analysis. Results of numerical applications show that the HPP model may be a useful tool for the entirelife cycle of repairable systems.     

公路货物运输量灰色马尔可夫预测模型

为了提高公路货物运输量的预测精度,结合灰色系统和马尔可夫链的特点,建立公路货物运输量灰色马尔可夫预测模型.在实例应用中,建立运输量GM(1,1)灰色预测模型,在获得预测值和残差检验的基础上,将原始数据序列划分为4个状态,计算状态转移概率,利用灰区间中位数建立货运量灰色马尔可夫预测模型,对货运量和货运周转量进行预测.将其预测结果与GM(1,1)灰色模型的预测结果比对,结果表明,灰色马尔可夫预测模型可以用于公路货物运输量预测,且其预测精度高于GM(1,1)灰色模型.     

Nonlinear Mixed-Effects Models for Repairable Systems Reliability

Mixed-effects models,also called random-effects models,are a regression type of analysis which enables the analyst to not only describe the trend over time within each subject,but also to describe the variation among different subjects.Nonlinear mixed-effects models provide a powerful and flexible tool for handling the unbalanced count data.In this paper,nonlinear mixed-effects models are used to analyze the failure data from a repairable system with multiple copies.By using this type of models,statistical inferences about the population and all copies can be made when accounting for copy-to-copy variance.Results of fitting nonlinear mixed-effects models to nine failure-data sets show that the nonlinear mixed-effects models provide a useful tool for analyzing the failure data from multi-copy repairable systems.     

城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性评估

为了掌握城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性,寻找继电保护系统薄弱环节,为故障排查提供指导,进行城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性评估研究. 首先针对城市轨道交通牵引变电所继电保护系统特点,确定可靠性指标;其次根据系统构成及其故障模式,建立继电保护装置故障树模型以及不同配置方案的保护系统故障树模型;最后考虑微机自检功能,基于马尔科夫理论及蒙特卡洛方法,仿真计算城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性指标. 研究结果表明:方法能够获取丰富的可靠性指标,进行牵引变电所继电保护可靠性评估,从而识别系统薄弱环节;自检率为0.9时,继电保护装置误动故障概率占装置故障概率比例高出拒动故障17.93%,装置误动及拒动自检成功率分别为86.09%与74.37%,保护装置可用度为99.88%;后备保护能够降低保护系统拒动概率,但由其误动造成的保护系统误动占比30%～50%,因此,在选用保护配置时需要考虑保护误动风险影响.      

无外界动力源主动悬架的能量可用性(英文)

将无外界动力源的主动悬架在半主动模式下吸收平均功率与在主动模式下消耗平均功率的绝对值比作为能量可用性的评价指标,分析了优化PID与LQG控制主动悬架的性能与能量可用性。针对某重型汽车的1/4车主动悬架模型,设计了PID与LQG控制器。当悬架阻尼比为0.1时,以悬架二次型性能指标为目标函数,利用遗传算法对PID控制器参数进行了优化。发现优化PID控制主动悬架的二次型性能指标较LQG控制主动悬架大3.32%,优化PID与LQG控制主动悬架的能量可用性评价指标分别为17.15和226.33。分析结果表明:LQG控制主动悬架的性能略优于优化PID控制主动悬架;2种主动悬架均满足能量可用性要求,且LQG控制主动悬架的能量可用性远优于优化PID控制主动悬架。     

基于动态贝叶斯网络的列控中心可靠性及可用性评估

为解决共因失效、动态失效及恢复机制等问题,本文基于动态贝叶斯网络对联锁车站和中继站列控中心可靠性及可用性进行评估.在分析列控中心系统结构的基础上构建系统动态故障树,并将动态故障树转化为动态贝叶斯网络,实现结构学习和参数学习.通过动态贝叶斯网络正向推理得到两种类型列控中心可靠度和可用度并进行比较分析.通过动态贝叶斯网络反向推理得到列控中心系统薄弱环节.研究系统敏感性因素并讨论恢复机制对系统可靠性及可用性的影响.结果表明：考虑共因失效的联锁车站和中继站列控中心的稳态可用度分别为0.999 960和0.999 977;电源及驱动采集单元为系统薄弱环节,需要重点关注.该方法能有效提高列控中心智能维修维护水平.     

无线局域网在CBTC系统中可用性及测试方案研究

针对CBTC系统中的无线局域网设备,从CBTC系统本身的特点、性能和安全性等方面出发,论述了无线局域网在CBTC系统中的可用性,提出了用于CBTC系统的无线局域网设备必须满足的要求,以及相应的测试方案,并通过实际测试验证了测试方案的可行.     

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ETC收费数据中蕴含着大量的信息,如何利用数据挖掘技术解决运营管理中的问题成为高速公路管理部门的迫切需求.本文选取ETC历史数据构建路径序列事务数据库,针对基本Markov路径预测模型预测准确率低、覆盖率低的缺点,提出了一种基于混合Markov路径预测模型预测高速公路车辆路径的方法,利用该方法实现了高速公路ETC车辆未来通行状态的预测,同时检测出异常的路径序列.实验结果表明,该方法检测结果可靠,总体预测准确率达到83%以上,能够为高速公路管理部门开展收费稽查、提高ETC管理水平提供理论依据和决策参考.     

城市轨道交通关键设备识别与运行状态评价

为了科学把握城市轨道交通系统关键设备运行状态，保障城市轨道交通设备运行安全，研究提出了城市轨道交通关键设备识别与运行状态评价体系。首先，通过人员访谈和现场踏勘检查的方式对深圳地铁集团有限公司、厦门轨道交通集团有限公司等企业进行了实地调研，建立了多层次城市轨道交通系统设备评价体系；其次，以设备发生事故的频次程度（Frequency, F）、发生事故的严重程度（Severity, S）和运营单位对风险设备的管控程度（Control, C）作为评估指标，采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）确定指标权重，建立了AHP-模糊FSC综合评价模型，识别城市轨道交通关键设备；再次，借鉴欧洲RAMS（Reliability, Availability, Maintainability, Safety）标准，以可用性指标判断设备运行状态，并将其划分为健康、良好、危险以及严重4个等级。最后，以深圳地铁1号线通信信号系统为例进行验证。结果表明，该研究成果可以识别城市轨道交通关键设备和判断设备运行状态，为城市轨道交通关键设备运行状态评价提供了一种切实可行的操作方法。     

并联式混合动力汽车能量管理的马尔可夫决策

为研究同轴并联式混合动力汽车的能量管理策略,建立了同轴并联式动力系统动态方程,分析了转矩需求无后效性的马尔可夫特性.在维持电池容量不变的条件下,以燃油消耗最小为优化目标,采用马尔可夫决策实施能量管理策略,并采用策略迭代方法求解了马尔可夫能量管理的转矩决策过程,在J1015工况和昆明工况进行了仿真,实现了能量管理的在线实施.结果表明,与基于动态规划的能量管理策略相比,马尔可夫决策的能量管理策略能在线实施,且电池容量变化更为平稳;在燃料消耗方面是全局次优的,在J1015行驶工况下100 km燃油消耗增加了1.32 L,在昆明行驶工况下100 km燃油消耗增加了1.59 L.      

基于双Markov链的效果评估模型研究

当前基于单Markov链的扫雷作战效果评估模型是一个理论意义大于实际的模型,如应用于实际的多Markov扫雷过程则还有相当的距离.文中从正交分解的角度,指出Markov评估模型只能得到定性评估结果.进一步提出了用于定性评估的双Markov模型,计算结果表明:在引入先验知识后,能在小样本数据条件下取得较为准确的评估结果.