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针对铁路基础设施维修管理的业务需求,综合运用基于以可靠性为中心的维修（RCM）的理论及分析方法,对铁路基础设施维修核心业务流程进行了梳理,包括设备检测、检测数据分析、维修辅助决策分析、维修计划编制、维修生产调度和维修生产作业等关键环节。在对系统设计目标进行论述的基础上,研究并设计了基于RCM的铁路基础设施维修管理信息系统,着重论述了系统的主要功能和关键技术。该系统已经完成阶段性开发,其中的关键技术都得到了验证。     

天津地铁2、3号线TETRA数字集群系统的二次开发规划研究

地铁列车的管理、运营、维护,离不开移动通信系统传递各种信息。地铁的整个调度指挥又有不同于其它专网的特点,为满足地铁的指挥调度需求,有必要对标准的TETRA数字集群系统进行二次开发。本文就是根据天津地铁2、3号线的实践,对城市地铁的二次开发规划进行了论述和总结。     

Opportunistic Replacement Optimization for Multi-Component System Based on Programming Theory

It is widely accepted that too excessive or too insufficient maintenance actions on a system are consumptive or potentially risky. This paper focuses on the optimization of opportunistic replacement for a multicomponent system in which no failure or suspension histories can be used for prediction of all the critical components in the system. Firstly, the remaining useful life (RUL) is predicted using the real-time sensor data, which is based on an “individual-based lifetime inference” method. Then a failure risk estimation method is introduced, which is based on the degradation extent and service time of components. Subsequently, the possible replacement combinations of components are compared, which is based on a proposed current-term cost rate. Finally, the best replacement scheduling is selected. The proposed framework is validated by the simulation dataset and PHM-2012 competition bearing dataset. Group replacement and individual replacement are conducted for comparison, and sensitivity analysis is discussed.     

灵活检修工艺下地铁车辆架大修作业调度优化方法

架大修作业调度方案是影响架大修作业效率的关键,其制定的重要依据是车辆检修工艺。首先,分析以人工调度为主的车辆架大修工艺的局限,根据车辆架大修作业的项目分解结构、工艺次序关系和执行对象,建立基于灵活检修工艺的车辆架大修作业调度优化模型,实现列车库内检修作业时间最小化;其次,针对模型中存在复杂次序关系约束的特点,设计改进的遗传算法进行求解;最后,通过对多种场景下车辆架大修作业调度优化方案开展案例研究,验证模型与算法的正确性和有效性。案例研究结果表明：采用灵活检修工艺可有效缩短车辆库内检修时间,显著提高架大修的作业效率,较 3 种对比检修工艺,架大修平均作业时间分别下降 22.3%,15.2%,11.1%;双列同步作业时,采用不同修程混合维修模式,可有效降低维修作业瓶颈的影响。     

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.     

基于视情维修策略的航空发动机调度方法

基于现代排序理论的建模思想,分析了飞机对发动机的需求特性和发动机使用维修的周转特点,引入工作节的概念,建立了基于视情维修策略的航空发动机调度模型,提出了求解模型的改进在线LPT算法,并以CF6型发动机的使用数据验证了本方法的有效性。发现排序规则是调度计划的重要影响因素,LPT规则与传统的FCFS规则相比,发动机在翼时间长,送修次数少,保障率高,租赁损失成本低。分析结果表明:LPT规则优于传统的FCFS规则,基于视情维修策略的航空发动机调度模型有效、可行。     

Heuristics for the identical machine scheduling problem with preventive maintenances

In this paper, two mixed integer programming models integrating production scheduling and preventive maintenances are proposed to derive the optimal solutions for the identical machine scheduling problem with unavailability constraints. In the first model, the maintenance activities are performed periodically and the objective is to minimize the makespan. In the second model, the maintenance activities are flexible and the machines’ continuous working time cannot exceed a maximum allowed time T; the objective is to minimize the total completion time of jobs. For the first problem, we propose a heuristic longest batch time (LBT) and prove that the worst case error bound of LBT is 2. For the second problem, we develop a heuristic modified smallest processing time (MSPT) based on some properties of the optimal solutions. Computational experiments show that both of the heuristics are effective and efficient compared with the results obtained by CPLEX and the other algorithms.     

武广客运专线动车组运用优化模型及求解思路

动车组运用是客运专线运营的重要内容,通过动车组的运用优化可以有效的提高动车组运用效率以及客运专线运营效率。在给定列车运行图条件下,动车组所属权、检修规程、运用方式和作业时间标准是影响其运用计划编制的重要内容。针对武广客运专线,在分析武广客运专线动车组的修程修制和运用方式的基础上,结合给定的列车开行方案,以完成列车运行图任务所需动车组数量最少和动车组运用率均衡为目标,建立了考虑日常检修和一级检修的武广客运专线动车组运用优化模型,并给出了该优化模型的求解思路。作者首先将该模型简化为单目标规划问题,然后将其转化为动车组运用的TSP网络模型,该模型可以用蚁群算法进行求解。     

考虑费用支付模式的公路网养护调度模型

为使公路养护承包方获取最大的收益现值，研究了业主不同费用支付模式下的路网养护调度问题. 首先，定义了基于时间进度、基于养护进度以及基于养护费用的3种支付模式；其次，构建了以承包方收益现值最大化为目标的养护调度混合整数非线性规划模型，并采用禁忌搜索算法进行求解；最后，通过案例分析验证模型和算法的有效性. 研究结果表明:在3种不同的支付模式下，指派给各养护队的路段以及各路段的养护顺序均有较大的差异；当承包方垫资能力达到一定的水平后，继续提升垫资能力不一定能获得更优的养护调度方案，且无法产生更多的收益现值；业主的支付比例与收益现值之间具有近似单调递增的关系，而折现率与收益现值之间具有负指数关系；增加养护队数量可获取更多的收益现值，但其边际收益逐步降低，只有当承包方的垫资能力和养护队数量同步增长时，才能获取更多的收益现值.      

New Maintenance Strategies for Generating Companies in Power Market

A new approach to maintenance scheduling of generating units(MSU)in competitive electricity markets was presented,which was formulated as a noncooperative game with complete information.The payoff of each generating company(Genco)was defined as the profit from the energy auction market minus maintenance cost and risk loss.The compensation fee of interruptible load was a part of the maintenance cost when the permitted maintenance capacity in the system was insufficient.Hourly energy auction was incorporated in the computation of both revenues from energy market and risk loss of maintenance strategy as a nested game.A new heuristic search algorithm for the calculation of the game equilibrium of MSU was presented,which coordinates the solutions of non-equilibrium,unique equilibrium and multiple equilibria.Numerical results for a two-Genco system and a realistic system were used to demonstrate the basic ideas and the applicability of the proposed method,as well as its computational efficiency.     

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合理优化牵引变电所维修计划是确保电气化铁路稳定、高效运营的重要前提条件. 本文在分析牵引变电所结构特征与设备可靠性、建立维修费用计算方法的基础上,构建以维修费用为约束条件的、基于可靠性最大的维修计划优化模型. 考虑到牵引变电所构成的复杂性,本文进一步设计了基于单个设备维修计划优化的启发式求解算法流程,提出基于供电系统可靠性分析的牵引变电所维修计划调整方法. 本文还以电气化电路牵引变电所的实际调研数据为基础开展案例研究,应用所建模型及求解方法获得维修计划优化方案,验证了优化模型与求解算法的有效性与实用性.     

基于MAST的智慧公交优化调度研究

对客运需求较小且时空分布不均衡的城郊和乡村开设公交线路所面临问题分析的基础上,设计了一个利用移动互联网技术的城郊乡村智慧公交调度系统.简述了包括乘客信息交互模块、数据库、预测模块、调度决策支持模块等组成的系统结构及原理.在此基础上,分别建立发车计划模型和实时调度在线调整模型,采用遗传算法优化求解.最后,基于调度系统的历史信息及预约信息的实验结果表明,本运营方式能够提升服务水平,增加公交企业效益,且随预约乘客比例增加,该方式的优势愈加明显.     

基于动态竞标机制的密集计算网格作业调度模型

通过对当前密集计算网格上的作业调度系统的不足之处进行了分析,继而提出将经济模型引入到网格的作业调度系统,并提出了一个基于动态竞标机制的分级网格作业调度策略。最后,通过在高性能集群网格节点自强3000与自强2000上的模拟网格资源上进行了对比实验。     

客运专线动车组运用优化研究

结合国内对客运专线动车组运用优化的已有研究,分析了动车组运用的核心问题.结合动车组运用计划的编制原则,建立了列车运行图已知、列车成对运行、动车组不固定区段使用模式、动车组检修地点和时间已知、动车组均使用同一型号和编组条件下,动车组运用计划编制的数学模型.将这些条件下的动车组接续运行视为一个具有多目标和多约束条件的TSP...     

共享车辆基地的城轨车底运用与检修计划协同编制

科学的列车车底运用计划是实现轨道交通运营秩序顺畅和能源节约等目标的重要保证。在城市轨道交通土地资源合理运用的前提下，协同优化车底运用与维修养护有助于充分利用车底资源。本文以共享车辆基地的多条城市轨道交通线路的车底资源运用计划为研究对象，研究基于多线多车辆段基础设施网络的车底运用计划与检修计划的联合编制问题，以车底运用及检修成本最小为优化目标，以车底运用状态和检修累计值为决策变量，考虑车底连接约束、检修约束及车辆段检修能力约束，构建混合整数线性规划模型，并提出一种混合启发式算法进行求解。以某市地铁为例，结果表明，网络运营比单线独立运用的总运营成本减少了8.1%，验证了模型及算法的有效性。通过确定合理的编制周期和车辆段检修功能布局可进一步实现车底资源的优化配置，为相关部门合理进行车辆段布局及车底运用提供参考。     

系统最优的动态交通网络流

智能交通系统是一个复杂的综合系统,动态交通流分配是它的一个关键问题,是运输科学的一个前沿和热点.对于已经建立的系统最优的动态交通流分配模型,根据非线性规划问题的Kuhn-Tucker条件求解出问题的解.由于交通网络是一个大系统,结合分批调度理论将交通网络进行分批处理后简化了配流过程中的寻径,最后设计出分批并行调度算法.     

基于动态定价的共享汽车自适应调度策略

汽车共享在满足居民日益增长的出行需求的同时,也能有效缓解私家车快速发展带来的交通拥堵等问题.但由于用户出行随机性的特征,汽车共享供需平衡的解决成为关键问题.价格优惠激励的用户自适应调度作为一种有效的解决办法被提出,在450份用户问卷调查的基础上系统分析动态定价对消费者取还车行为的影响机制,并进一步利用自动控制原理以系统不平衡指数作为控制变量,构建动态定价机制下共享汽车自适应调度模型.最后,本文以上海汽车城运营的EVCARD汽车分时租赁项目为案例,证明基于动态定价的自适应调度策略可使得系统不平衡指数下降42%.     

基于三角模糊数的高铁天窗施工实施效果评价

为提升高速铁路施工维修水平,减少列车运行延误,对施工计划的具体内容进行效果评价,能找出检修内容的薄弱环节,从而保证高铁设施设备质量状态及列车安全稳定的运行.以实际施工计划数据为基础,对现场施工计划进行影响因子提取,建立基于供电、控制设备、车站及线路及信号及通信设备等重点检修项目内容的评价体系;引入三角模糊数和模糊评价模型,建立施工项目内容的重要度判别矩阵,判断各因子在天窗施工计划中受到重视的程度;分析实际列车延误数据,提取合并与设备故障相关的延误致因,并证明了合并后因子间的独立性;以施工计划实施后仍产生的各类型设备故障及其导致的延误列车数为指标,评价施工计划项目实施效果;最后,以某铁路局实际天窗施工计划内容、列车延误数据为实例.研究结果表明:施工维修项目重视度与设备故障导致的列车运行延误数量、晚点程度成反比;对控制设备和供电设备的检修较为薄弱,这类设备的故障是列车运行延误和晚点多发源.      

机车检修过程质量控制与综合管理信息系统

采用计算机网络技术,以及现代管理科学等关键技术与先进理论,根据目前机务段机车检修作业管理信息化的需要,设计了机车检修质量控制综合信息系统.介绍了系统设计思路和各子系统模块的主要功能,使机车检修质量的生产管理从人为控制或单机处理模式提升到包括检修过程控制、生产调度、配件管理、决策支持等多环节、多方面的综合信息系统,使生产信息在网络环境上得到比较充分的处理,从而进入集成的生产过程信息管理系统阶段,有效提高机车检修质量和工作效率.     

基于信号优先和滞站调度的BRT组合控制策略

合理的实时调度和信号优先控制是保障快速公交系统（Bus Rapid Transit）服务质量的关键. 交叉口信号优先控制策略同样需要考虑到BRT车辆起停、公共交通乘客延误、社会车辆延误等相关因素. 本文以北京快速公交一号线为研究对象,在建立交叉口整体延误损失函数的基础上,研究并提出了一种适用于快速公交系统的组合控制策略. 该策略将交叉口优先控制方法（绿灯提前启亮、绿灯相位延长）和站台控制方法（滞站调度）进行组合优化,在使快速公交系统享有优先权的同时,降低其对冲突相位车流的影响,减少延误损耗,同时降低了乘客上下车时间等不确定性因素对系统产生的影响. 本文最后针对不同路口交通状态下的优化组合控制策略进行了仿真验证.