基于动态贝叶斯网络的接触网系统可靠性研究

针对传统可靠性研究方法在进行接触网系统可靠性建模与分析时存在的不足之处,利用动态贝叶斯网络技术对接触网系统在考虑维修因素和不考虑维修因素情况下的可靠性进行动态估计,并识别出系统的薄弱环节.在建立接触网系统故障树模型的基础之上,根据故障树中逻辑门向动态贝叶斯网络的映射规则,建立接触网系统的动态贝叶斯网络模型.利用动态贝叶斯网络的双向推理功能对模型进行求解,正向推理得到接触网系统可靠度和可用度随时间的动态演变规律,并进行比较分析;反向推理完成对接触网系统的故障诊断,找到影响系统可靠性的薄弱零部件.研究结果表明:所提方法能够很好地描述接触网系统的动态特性和可维修性,分析结果可以为系统的智能维护、日常检修提供参考.     

应用模糊综合评判对接触网进行可靠性分配

研究目的:接触网是电力牵引供电设备的重要组成部分,只有对它进行可靠性优化设计,才能保证机车安全运行。研究方法:本文通过分析可靠性分配的影响因素,提出了一种基于模糊数学原理的模糊综合评判法对接触网系统可靠性分配进行最优决策,即确定影响接触网各部件可靠性水平的因素集以及因素的权重集,再根据接触网每一类部件对各个因素的隶属度作出模糊综合决策,把接触网规定的可靠性指标合理地分配给组成该系统的每个子系统,既使整个系统的可靠性得到保证又能取得很好的经济效益,并把它的算法编成了程序。研究结果:结果接触悬挂分配的可靠度最高,其次分别为支持装置、定位装置、支柱与基础。研究结论:为铁路部门对接触网系统进行可靠性优化设计提供了一种实用可行的方法,有待在设计实践中进一步完善。     

基于贝叶斯网络的接触网运行可靠性分析

将贝叶斯网络法应用于接触网系统的可靠性分析中,结合项目调研结果和故障树分析法,建立了在役接触网系统及其关键元部件的贝叶斯网络模型并进行了可靠性分析,找到了影响系统可靠性的薄弱环节与主要因素,最后给出了提高接触网运行可靠性的几点建议。     

模糊层次分析法在接触网系统可靠性分配中的应用

在接触网系统可靠性设计中可靠性分配是一个复杂的工程决策问题，提出基于模糊层次分析和群组决策的接触网系统可靠性分配方法，建立可靠性分配的层次分析结构，结合多名专家的独立决策，定量分析影响可靠性分配的众多不确定因素，计算系统各单元的相对重要性，完成接触网系统可靠性的分配。可靠性分配结果与工程实际基本吻合，表明了该方法具有较好的实用性及有效性。     

脉动风下高速铁路接触网抖振对弓网受流性能的影响

接触网系统在短周期脉动风的作用下,会发生抖振现象,从而引起弓网受流的恶化。本文考虑作用在接触网上的水平与竖直脉动风和静风载荷,推导作用在接触网系统上的抖振力模型;采用Davenport谱和Panosfsky谱,运用谐波合成法分别模拟水平和竖直方向上的脉动风时程;利用有限元分析软件MSC-MARC建立弓网耦合模型,将抖振力施加到接触网模型中,分析接触网在脉动风下的风振响应,对脉动风作用下的弓网系统进行动态仿真,研究脉动风下接触网抖振对弓网动态受流性能的影响。研究结果表明:脉动风引起的接触网抖振对弓网受流影响很大,在研究接触网风振响应和弓网动态特性时,应综合考虑静风载荷和脉动风载荷的影响;脉动风攻角的变化对弓网受流影响明显,风攻角是研究风载荷下弓网受流性能时不可忽视的因素。     

接触网支柱抗风性能研究

电气化铁路接触网支柱在大风作用下的稳定性直接影响接触网系统的安全性和可靠性。目前各规范计算接触网支柱风荷载的方法基本一致,但不同规范计算公式中给出的参数取值却有所区别,因此计算得到的风荷载也不相同,最终影响所设计接触网支柱的抗风性能。对各规范中接触网支柱风荷载计算方法及参数取值进行研究,给出其计算公式中各参数取值的建议,并对目前铁路采用的接触网支柱抗风性能进行分析研究,提出设计接触网支柱时应采取的加强措施。     

基于故障树分析法的接触网可靠性分析

针对接触网可靠性研究的不全面,基于故障树分析方法,对接触网系统的可靠性进行分析和研究。通过建立接触网失效故障树,对导致接触网失效的故障进行了定性以及定量分析。定性分析找出了导致接触网失效的所有故障组合;定量分析找出了容易导致接触网失效的故障类型,根据定性定量分析得到的结果,提出了有效提高接触网可靠性的相应建议,为接触网系统的设计、维修以及检测提供科学依据。     

基于FTA的接触网系统可靠性研究

随着电气化铁道高速化的发展,接触网的可靠性成为铁路安全运行的一个重要因素,但它的研究只停留 在定性分析上,没有深入的定量计算。本文采用故障树演绎分析(FTA)方法,对铁路接触网系统的可靠性进行 分析和研究。以所不希望发生的故障事件作为分析的目标,找到了接触网系统存在的故障原因和机理,在大 量调研的基础上,建立了接触网系统的故障树及它的数学模型,基于Fussell下行法及最小割集法对它的可靠 性进行了定性和定量的分析。分析结果表明,腐蚀、零件的强度、磨损、疲劳、外部动态负载、强电流、污染、接触 线的张力和沿导线传播的波动速度等是造成接触网失效的主要原因,并且根据故障模式和最薄弱的环节通过 最小割集计算出了顶事件的可靠度,为接触网系统的可靠性与安全性分析和失效预测提供了一种实用的方法 和理论依据。     

强风地区接触网动力稳定性分析

以兰新线强风地区某段接触网为研究对象,根据接触网的结构特点,利用通用有限元分析软件ANSYS建立单个锚段的支持结构与线耦合的有限元模型。采用Davenport功率谱模拟了适用于接触网结构特点的风速时程,应用非线性有限元法获得接触网在不同平均风速下脉动风荷载作用的风振响应时程;根据特征响应点的风振响应时程,运用Budiansky-Roth准则和动态增量法分析比较接触网结构特性对接触网动力稳定性的影响。分析结果表明:由于兰新线百里风区的最大风速达到了74m.s-1,因此选用跨距小于50m、承力索张力大于15kN的接触网结构较为适宜;通过适当增加承力索张力、减小接触网跨距和降低接触导线高度等措施可有效改善接触网结构的抗风稳定性,而增加吊线数对提高接触网动力稳定性的效果较小。     

考虑天气状态的接触网可靠性评估方法研究

接触网系统可靠性评估结果受天气影响较大,传统的评估方法难以客观评估不同天气状态下的系统可靠性指标。本文提出一种考虑天气状态影响的高速铁路接触网系统可靠性评估方法,该方法依据IEEE标准导则建立三态天气下接触网系统各类元件的故障率与修复率修正模型,得出不同天气状态下元件故障率与修复率。为考虑故障率、修复率的模糊性以及天气状态的随机性对可靠性评估的影响,在三态天气模型基础上,运用可信性理论对不同天气状态下各类元件的故障率、修复率及天气状态的随机模糊性进行不确定性建模,基于GO方法计算三态天气下接触网系统的可靠性指标。以宝成铁路统计数据进行算例分析,结果表明,提出的方法能够在统计得到的不考虑天气状态的数据基础上计算不同天气状态下系统可靠性指标,减少现场统计工作量,同时反映了原始数据的随机模糊性。     

基于RAMS的高速铁路牵引供电系统可靠性评价

提出了基于RAMS的牵引供电系统可靠性综合评价方法,深入研究系统可靠性、可维护性及安全性。通过对牵引供电外部电力系统、牵引变电站及接触网系统的可靠性参数计算,完成了对整个牵引供电系统的可靠性定量分析。     

接触网系统故障分析及可靠性理论应用探讨

提高安全可靠性是接触网目前面临的三大问题之一,本文首先对我国接触网系统故障情况进行了分析,并对接触网可靠性研究现状和存在的问题进行了总结,在此基础上提出了相应建议.     

风区接触网零部件的优化改进及应用实践

风区接触网零部件已在兰新高铁、穗莞深城际铁路、海南环岛铁路等多条典型内陆大风区和沿海大风区的电气化铁路中使用。现服役的风区接触网零部件属于初代国产化产品，总体使用工况良好，具有抗风稳定性优异、维护量小的突出优势，但经过十余年的运行，逐渐凸显出若干问题。因此，对风区接触网零部件已显现问题进行分析研究，优化产品设计，改进生产工艺，对提高风区接触网产品的可靠性具有重要意义。     

基于遗传算法的牵引供电系统可靠性建模

采用威布尔分布作为可靠性模型,提出一种基于遗传算法的牵引供电系统及其各设备的可靠性模型拟合方法.以京广铁路郑州南牵引供电系统为例,根据其统计的14年设备失效率信息,通过拟合得到该供电系统各设备的可靠性模型.拟合优度的K-S和W2检验结果表明,威布尔分布模型足一种适合用于牵引供电设备特别是接触网设备的可靠性模型.将牵引供电系统分为牵引变电所和接触网两个子系统,在供电设备可靠性研究的基础上,基于故障树分析法建立了牵引变电所和接触网可靠性模型,综合分析得到整个牵引供电系统的可靠性模型,提出并计算系统的有效寿命,为今后维修计划的制定提供科学依据.数据还表明,牵引供电系统的可靠性在很大程度上取决于牵引接触网的可靠性.     

城市轨道交通低净空区段刚性接触网悬挂解决方案

对城市轨道交通低净空车站刚性接触网安装方案进行研究,分析各安装方案的适用范围及存在的不足,提出了适用范围更广的低净空区段刚性接触网安装方案,提高了接触网系统可靠性,减小维护难度,对解决城市轨道交通低净空区段刚性接触网安装的工程难题具有积极意义。     

高速电气化铁路接触网自振特性及横向风振动力分析

在电气化铁路接触悬挂上,导线偏离起始位置过大会导致钻弓事故,挂坏受电弓或拉断导线,这种运行故障会中断或影响行车,是接触网最严重的事故之一。通过大型有限元软件ABAQUS建立接触网模型,进行接触网自振特性和风荷载作用下的横向风振分析。得出并分析接触网结构的自振频率、振型特性。并且在模型上施加了由快速傅立叶变换(FFT)产生的随机风荷载,得到接触网中接触线的跨中及正反定位处的横向位移时程,接触线截面张力时程等。提出了防止由于接触网横向风振导致的刮弓事故发生的方法。     

高速铁路接触网动力学响应实验及仿真

对接触网在受电弓/接触网垂向耦合振动过程中的瞬态位移和应力响应进行研究。对某试验接触网进行了动应力测试实验,并与有限元计算结果进行比较,误差在10%以内。利用有限元软件ANSYS建立Re250 0型简单链型悬挂接触网的二维模型,采用模态叠加法进行瞬态仿真分析,得到接触网的位移及应力时间历程。结果说明随着车速提高,接触网振动加剧,动态位移和应力显著增加,对接触网的疲劳和安全可靠性会造成严重影响。     

接触网可靠性研究方法浅析

介绍了国内外接触网可靠性研究的现状,分析了接触网的主要故障、接触网强度可靠性分析的计算模型和可靠性计算方法,对接触网可靠性研究存在的难点及其进一步研究的方向提出了几点建议。     

随机风场下高速铁路接触线风振疲劳分析

高速铁路接触网在随机风场的作用下产生短周期变化的应力循环,影响接触网的疲劳寿命。本文采用Davenport和Panosfsky功率谱分别模拟适用于接触网系统的水平和竖直方向上的脉动风时程,推导了作用在接触网上的气动力。在有限元分析软件MSC-Marc中建立高速铁路接触网有限元模型,通过非线性有限元求解得到随机风场下接触线各单元的应力时程。运用改进的雨流计数法对疲劳应力谱进行统计处理,并经Goodman直线修正,得到每个应力循环的等效应力幅值。基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则,对接触线特征单元的疲劳寿命进行估计。研究结果表明:在强风地区,脉动风对接触网风振疲劳影响较为显著;接触线的风振疲劳不利位置出现在定位点和吊弦点处;风攻角决定了接触线风振疲劳不利位置的具体分布。研究结果可为强风地区接触网疲劳设计、日常维护及故障分析提供依据。     

强风区接触网锥套式终端锚固线夹安装工艺及质量控制要点

以兰新铁路电气化工程三十里风区接触网工程为研究对象,基于强风地区恶劣气象条件对电气化铁路接触网关键受力零部件的苛刻要求,对强风环境下大张力接触网承力索锥套式终端锚固线夹的施工安装工艺和质量影响因素进行了研究分析,并结合现场具体施工实践,从原材料、组织管理、施工工艺等几个方面系统地总结了施工质量控制要点。