以可靠性为中心的高速列车设备维修决策支持系统研究

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1、，劣艺未)户／矿l博士学位论文以可靠性为中心的高速列车设备维修决策支持系统研究ResearchonReliability-centeredMaintenanceDecisionandSupportSystemforHigh-speedTrainEquipments作者：王灵芝导师：徐宇工北京交通大学2011年6月17§gl毒学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫

2、描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：王灵殳签字日期：7别／年∥月矽日导师签名：谢乙签字日期：切，／年多月二。日J1_中图分类号：U279．3UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学博士学位论文以可靠性为中心的高速列车设备维修决策支持系统研究ResearchonReliability—centeredMaintenanceDecisionandSupportSystemforHigh—speed

3、TrainEquipments作者姓名：王灵芝导师姓名：徐字工学位类别：工学学科专业：载运工具运用工程学号：06116281职称：教授学位级别：博士研究方向：高速列车可靠性维修北京交通大学2011年6月研究一致谢本论文的工作是在我的导师徐宇工教授的悉心指导下完成的。在五年的学习生活中，徐老师渊博的知识和勤奋的钻研精神给了我极大的鼓舞，让我在求学路上懂得科研精神和对真理持之以恒的可贵。徐老师治学态度严谨、待人宽厚、平易近人的师者风范，为我提供了一个自由、宽松的科研环境，培养了我独立思考和开展科研的能力。同时在研究期

4、间也让我明白了做任何事情都要严谨细致、一丝不苟。在此衷心感谢五年来徐宇工老师对我的关心和指导。感谢刘志明教授在收集故障数据过程中给予的支持；感谢理学院王立春副教授在许多数学问题上给予的悉心指导和帮助。感谢我在德国的导师Heim先生的指导和关怀。在德国LBF研究所学习期间，Heim先生开阔的研究思路和认真的治学态度为我撰写学位论文提供了很大的帮助。在实验室工作及撰写论文期间，朱一妃、贾子乐、温雯、刘奕江等师弟妹对我论文的工作和生活上困难都给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。最后不能不感谢的是我的家人，在我攻

5、读学位期间他们给予了极大的支持与关怀，使我能够安心学习，从事课题研究，完成此论文，在此向他们表示深深的敬意!J1中文摘要随着我国经济的飞跃发展，铁路交通尤其是客运已逐步进入高速化时代。具有世界先进水平的高速列车在我国大范围开行，大幅度提高了我国铁路客运能力，取得了巨大的社会效益和经济效益。随着愈来愈多的高速列车投入运用，如何维修、管理好这些高速列车，使它们安全、可靠、高效、经济地运营，无疑成为当前迫切需要解决的问题。而以可靠性为中心的维修思想(Reliability-CcnterodMaintenance，RCM

6、)在当前可靠性工程领域应用越来越广泛，其维修思想就是根据设备实际运行情况，积极采用先进的检测诊断技术、可靠性和寿命评价技术，以最少的维修资源消耗，运用逻辑决断分析方法来确定所需的维修内容、维修类型、维修间隔期和维修等级，制定出维修大纲，从而达到优化维修的目的。但是传统RCM缺少定量化工具，因此本文在RCM维修思想的指导下，确定了高速列车设备维修决策过程，并着重研究了设备重要度分析、设备寿命模型、维修间隔期确定以及维修优化、状态评价及预测等关键问题的定量分析方法。高速列车设备维修决策需要建立在设备重要度分析和设备风

7、险分析的基础之上。文中分析了影响高速列车设备重要性的因素，建立了基于模糊加权最dx--乘法的高速列车设备重要度分析模型，并通过实例计算加以验证。在变权综合方法分析的基础上，提出了基于变权综合分析的故障风险分析方法。对高速列车设备可靠性模型的建立、参数估计方法进行了研究，针对三参数威布尔分布提出了一种相关系数法和最d'-乘法相结合的参数估计方法。考虑到一些关键设备很难得到其故障数据，因此针对无失效数据，提出了基于无失效数据的分布参数的估计方法。针对不同的分布模型，分别分析了其失效概率的性质，并给出了失效概率的估计方

8、法。在设备可靠性模型的建立过程中，引入了设备修复非新模型，并且对修复非新模型中年龄减小系数和故障率递增系数的确定进行了深入的探讨。根据建立的单部件可靠性模型以及修复非新模型和管理部门对部件可靠度要求或者经济性方面的要求，针对不同的部件采用不同的维修周期确定方法。在确定单部件设备维修间隔期的基础上给出了确定多部件预防性维修间隔期的优化模型。文中对设备的状态评估和状态预测方法