关于高速铁路调度指挥系统可靠性的探讨

分析了中国高速铁路调度指挥现状.根据复杂大系统理论,将高速铁路调度指挥系统看作串并联系统来探讨系统的可靠性.首先,针对调度系统人员可靠性问题,结合系统可靠性理论,将调度系统看作是不可修复串并联系统,计算调度系统的可靠度,通过可靠度的大小判断系统的可靠性;然后,针对调度系统设备可靠性问题,又将调度系统看作是可修复串并联系统,计算系统的稳态可用度,通过分析稳态可用度的大小来判断调度系统的可靠性;最后,针对调度系统信息传递的可靠性问题,结合工程控制理论,将调度系统假设为一个单输入单输出的线性定常串并联控制系统,采用系统方框图来描述调度系统的信息传递过程,计算出高铁调度系统的信息传递函数,然后求得调度系统的特征方程和特征根,通过分析特征根是否均有负实部来判断系统的稳定性.     

水工钢闸门系统可靠度研究综述

水工钢闸门的可靠度研究一直是热点,国内外学者已经做了许多探索和试验,取得了较多成果,同时也提出了 更多问题。在这些研究中,闸门的系统可靠度逐渐显现出其研究的重要性和迫切性。就闸门系统可靠度的研究历史及进展 做简要的综述,并对系统可靠度的研究方向作适当展望,希望能为后续研究提供参考。     

预应力混凝土梁徐变及其可靠性影响分析

徐变对混凝土结构有着重要的影响,尤其对于预应力结构,混凝土处于较高应力作用下徐变效应更为明显。本文对持续荷载作用下的预应力混凝土梁变形和预应力损失进行了试验,并基于混凝土徐变的B3模型和按龄期调整有效模量法,进行了梁变形和预应力损失的数值模拟计算,计算结果与试验数据对比表明该模型对预应力混凝土梁的徐变计算适用。通过对徐变数据库统计分析,给出混凝土徐变参数的变异系数,并在此基础上计算了徐变对预应力混凝土梁的可靠度影响。结果表明梁体挠度的可信区间的范围前期较后期小,梁体的变形在后期取值范围比较大,从而增加了梁失效的可能性。     

围岩空间变异性对隧道结构可靠度的影响分析

采用随机场模型能够有效地模拟围岩参数的空间变异性。文章将局部平均随机场理论、有限差分法和Monte-Carlo模拟结合在一起,得到了Monte-Carlo随机有限差分法,基于该方法编制了可考虑围岩空间变异性的隧道结构可靠度计算程序;并将围岩密度、弹性模量和内摩擦角等参数视为三维正态随机场,研究了围岩的竖向与水平向相关距离的变化对隧道结构可靠度的影响。计算结果表明,围岩空间变异性会显著影响隧道结构的可靠度,为了获得更为经济合理的支护方案,在支护设计时考虑围岩参数的空间变异性很有必要;围岩竖向或水平向相关距离的增大均会引起隧道结构失效概率的增加,但影响程度不同;隧道结构失效概率对围岩竖向空间变异性更加敏感,故在工程勘察费用较少时,可考虑将勘察费用更多地投入到竖向相关距离的勘测,水平向相关距离可参考已有经验数据取值。     

基坑稳定性的可靠度分析

基于可靠度理论进行基坑支护结构的抗倾覆稳定和抗坑底隆起稳定分析,采用JC法计算2种稳定模式的可靠度指标,并编制MATLAB程序,计算得到基坑失效概率。研究结果表明,应用可靠度理论进行基坑优化设计是可行的。     

基于支持向量机的大跨连续刚构桥可靠度分析

针对大跨连续刚构桥在可靠性分析过程中功能函数不能显示、表达的问题,提出了一种基于支持向量机分类功能可靠度的计算方法。采用拉丁超立方抽样产生一定样本的数据库,通过改变样本点中效应数据的大小,并结合有限元程序的分析,找出一定精度下离分类面最近的一对样本点,从而得到新的样本库。然后,用新的样本库构造出一个 SVM分类器函数。结合蒙特卡罗数值模拟,计算其失效概率。以四川某大跨连续刚构桥为例,验证了该方法的实用性。     

预应力混凝土结构碳化腐蚀参数敏感性分析

基于碳化深度预测模型,使用已有的参数敏感性分析方法,研究了碳化腐蚀参数对混凝土结构时变性能评估的重要性.由于概率预测模型能够考虑CO2排放、环境、结构尺寸、腐蚀电流密度、预应力筋布置、保护层厚度和劣化机制的不确定性和变异性,发展了可靠度计算模型来定量地计算碳化腐蚀参数对结构时变性能的影响.研究表明:对于预应力混凝土结构,活载模型、混凝土保护层厚度、混凝土抗压强度和荷载横向分布系数是最重要的影响参数.     

基于随机有限元的隧道衬砌结构可靠性分析

结合广州地铁三号线大塘站~沥窖站区间盾构隧道的实际情况,采用荷载-结构模式与蒙特卡罗-有限元法,选取不同的随机变量统计特征,进行了隧道衬砌结构可靠性分析,得出了隧道衬砌各截面处的抗压可靠指标与抗裂可靠指标。研究结果表明:拱顶处的轴力对上部水压最为敏感,弯矩对侧压力系数最为敏感,工程的支护体系能够满足目标可靠指标要求,具有足够的安全储备。     

基于JC法的地震作用下土坡动力可靠度分析

针对土体参数的随机性,以土体重度、粘聚力和内摩擦角为基本变量,提出了一种地震作用下土坡动力可靠度时程的计算方法。首先建立地震作用下土坡的运动方程,求出土中动应力解,再采用整体圆弧滑动法建立土坡稳定的极限状态方程,运用JC法,最终实现地震作用下土坡的动力可靠度分析。结合工程实例,进行了地震响应分析,计算了地震作用下土坡的失效概率和可靠度时程曲线,并与拟静力法的计算结果进行对比,算例分析表明,由于考虑到地震特性和土体的动力特性,求得的可靠度要小于拟静力法的计算结果,表明该动力分析方法分析地震作用下土坡的稳定性更可靠。     

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。