【摘要】：CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道作為具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一種新型軌道結(jié)構(gòu)型式,豐富了我國(guó)高速鐵路建設(shè),也響應(yīng)了中國(guó)高鐵“走出去”戰(zhàn)略。本文在搜集和總結(jié)國(guó)內(nèi)外RAMS分析相關(guān)研究基礎(chǔ)上,結(jié)合CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征以及設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)特點(diǎn),對(duì)其RAMS分析關(guān)鍵理論與技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,填補(bǔ)了我國(guó)軌道結(jié)構(gòu)RAMS工作空白,為打開國(guó)際鐵路市場(chǎng)大門,提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,打造中國(guó)品牌的高速鐵路無(wú)砟軌道系統(tǒng)提供了一定的理論支撐。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.開展了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道可靠性分析利用故障模式影響及危害性分析法(FMECA)對(duì)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道進(jìn)行了可靠性分析,確定系統(tǒng)工作任務(wù)及功能、約定分析層次、功能結(jié)構(gòu)框圖等,分析了CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道故障因果關(guān)系,提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)和使用補(bǔ)償措施,并通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)法RPN得到了初步故障可靠性關(guān)鍵度排序,給出了設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)單位保障及提升CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道可靠性的相關(guān)意見;在此基礎(chǔ)上,針對(duì)傳統(tǒng)RPN法進(jìn)行CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道故障可靠性關(guān)鍵度排序所面臨的適應(yīng)性問(wèn)題,基于模糊置信理論、灰色關(guān)聯(lián)理論和主客觀賦權(quán)法提出了改進(jìn)FMECA方法,對(duì)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道故障進(jìn)行了可靠性關(guān)鍵度排序。2.開展了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道安全性指標(biāo)體系及評(píng)估方法研究通過(guò)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道故障樹分析(FTA)與故障模式影響及危害性分析(FMECA)結(jié)果相結(jié)合,建立了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;將層次分析法與基于灰色統(tǒng)計(jì)模型綜合評(píng)價(jià)方法相結(jié)合,建立了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道安全性評(píng)估方法;以某段鋪設(shè)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道線路為例,利用所建立的安全性指標(biāo)體系和評(píng)估方法對(duì)此段線路安全性狀態(tài)進(jìn)行了綜合評(píng)估。3.開展了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道維修性聚類分析通過(guò)對(duì)維修性內(nèi)涵和要求分析,結(jié)合無(wú)砟軌道運(yùn)營(yíng)維護(hù)特征,建立了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。將網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP)和模糊C均值聚類法相結(jié)合構(gòu)成加權(quán)模糊C均值聚類法,有效考慮了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道維修性指標(biāo)體系間相互影響,解決了對(duì)象間模糊性及不確定性,對(duì)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道維修性進(jìn)行了等級(jí)劃分,將相應(yīng)軌道故障進(jìn)行了維修性分類研究。4.進(jìn)行了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道RAMS定量評(píng)估通過(guò)對(duì)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道不平順退化及維修特征進(jìn)行系統(tǒng)性分析,利用擴(kuò)展Petri網(wǎng)理論建立了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性模型;采用蒙特卡洛模擬實(shí)驗(yàn)法預(yù)測(cè)了 CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)RAMS穩(wěn)態(tài)特征;并分析了動(dòng)檢車檢測(cè)周期及無(wú)砟軌道任務(wù)壽命對(duì)于CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)RAMS穩(wěn)態(tài)特征的影響。
[Abstract]:CRTS III slab ballastless track, as a new type of track structure with independent intellectual property rights in China, enriches the construction of high-speed railway in China and responds to the strategy of "going out" of high-speed rail in China. On the basis of collecting and summarizing the related research of RAMS analysis at home and abroad, combined with the structural characteristics, design, construction, operation and maintenance characteristics of CRTS III slab ballastless track system, this paper systematically studies the key theory and technology of RAMS analysis. It fills in the blank of RAMS of track structure in our country, and provides certain theoretical support for opening the door of international railway market, enhancing international competitiveness and building Chinese brand ballastless track system of high speed railway. The main contents of this paper are as follows: 1. Reliability analysis of CRTS III slab ballastless track is carried out by using fault mode influence and hazard analysis method (FMECA) to analyze the reliability of CRTS III slab ballastless track, to determine the working task and function of the system, and to agree on the analysis level. Based on the block diagram of functional structure, the causality of CRTS III slab ballastless track fault is analyzed, the corresponding design improvement and application compensation measures are put forward, and the preliminary fault reliability criticality ranking is obtained by risk priority number method RPN, and the design is given. Relevant opinions on ensuring and improving the reliability of CRTS III slab ballastless track by operating units; On this basis, an improved RPN method is proposed based on fuzzy confidence theory, grey correlation theory and subjective and objective weighting method to solve the adaptability problem of CRTS III slab ballastless track fault reliability criticality ranking based on fuzzy confidence theory, grey correlation theory and subjective and objective weighting method. The reliability criticality of CRTS III slab ballastless track fault is sorted. 2. The safety index system and evaluation method of CRTS III slab ballastless track are studied by combining the fault tree analysis of CRTS III slab ballastless track with the (FMECA) results of fault mode influence and hazard analysis. The safety evaluation index system of CRTS III slab ballastless track is established. Combining the analytic hierarchy process (AHP) with the comprehensive evaluation method based on grey statistical model, the safety evaluation method of CRTS III slab ballastless track is established. Taking a section of CRTS III slab ballastless track line as an example, the safety state of this section of the line is comprehensively evaluated by using the established safety index system and evaluation method. Based on the cluster analysis of the maintainability of CRTS III slab ballastless track, the maintenance evaluation index system of CRTS III slab ballastless track is established by analyzing the connotation and requirements of maintainability and combining with the operation and maintenance characteristics of ballastless track. The weighted fuzzy C-means clustering method is formed by combining the network analytic hierarchy process (ANP) with the fuzzy C-means clustering method, which effectively considers the interaction between the maintenance index system of CRTS III slab ballastless track. In this paper, the fuzziness and uncertainty among objects are solved, the maintainability of CRTS III slab ballastless track is classified, and the corresponding track faults are classified and studied. 4. The RAMS quantitative evaluation of CRTS III slab ballasted track is carried out. Based on the systematic analysis of the irregularity degradation and maintenance characteristics of CRTS III slab ballastless track, the dynamic reliability model of CRTS III slab ballastless track system is established by using the extended Petri net theory. The steady state characteristics of RAMS of CRTS III slab ballastless track system are predicted by Monte Carlo simulation experiment, and the influence of dynamic inspection vehicle detection period and ballasted track mission life on RAMS steady state characteristics of CRTS III slab ballasted track system is analyzed.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U213.244

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本文編號(hào)：2494564