維修是鐵路安全運(yùn)輸?shù)闹匾ＷC。機(jī)車車輛的維修是資源的一種再利用,是延長(zhǎng)機(jī)車車輛使用壽命,節(jié)約能源和材料,減少?gòu)U棄物和污染物,改善環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。維修對(duì)軌道車輛的可靠性有重要的影響,不同的維修策略決定了軌道車輛各設(shè)備的可靠性。當(dāng)前,我國(guó)軌道交通行業(yè)用于機(jī)車車輛維修的費(fèi)用高居不下,但維修效果并不理想,在計(jì)劃預(yù)防修的體制下,維修資源分配不當(dāng),設(shè)備過(guò)度維修及維修不足的現(xiàn)象普遍存在,其原因在于對(duì)軌道車輛設(shè)備的可靠性分配不合理,對(duì)維修策略的制定缺乏科學(xué)的指導(dǎo)。因此,有必要研究科學(xué)合理的軌道車輛可靠性分配方法,以作為制定合理的維修策略的基礎(chǔ)。目前,常用的可靠性分配方法為評(píng)分分配法,該方法在評(píng)分的過(guò)程中必定要有人的參與,從而會(huì)引入一定的模糊性。模糊理論雖然可以克服這一不足,但由于其沒有像概率論那樣公理化的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，在使用時(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性難以保障,因而備受爭(zhēng)議。引入具有完備公理化基礎(chǔ)的可信性理論,用于克服傳統(tǒng)模糊理論的不足,并且可信性理論中包含模糊模擬算法,可對(duì)模糊變里函數(shù)的期望值進(jìn)行計(jì)算。

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2可信性理論

2.1傳統(tǒng)模糊理論的缺陷

由于傳統(tǒng)評(píng)分分配法中的各指標(biāo)本身具有一定的模糊性,而且不同專家會(huì)受到各自偏好、知識(shí)架構(gòu)、對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的認(rèn)識(shí)程度等因素的影響,在評(píng)分時(shí)經(jīng)常很難選擇某一確定的數(shù)值來(lái)表達(dá)自己的意見,因此采用三角模糊數(shù)更能真實(shí)地表達(dá)專家的意見,獲得較客觀的結(jié)果本章將可信性理論與傳統(tǒng)可靠性評(píng)分分配法結(jié)合,提出了基于可信性理論的可靠性評(píng)分分配法,即在評(píng)分階段角模糊數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)評(píng)分法的評(píng)分,將傳統(tǒng)評(píng)分法計(jì)算系統(tǒng)得分的公式替換為可信性理論中的模糊變量函數(shù),依據(jù)期望值的定義,以模擬變量函數(shù)的可信性測(cè)度為被積函數(shù),在此基礎(chǔ)上計(jì)算期望值,但使用定義計(jì)算期望值極為不便。

2.2可信性理論預(yù)備知識(shí)

本章首先以—反例提出了傳統(tǒng)模糊理論的缺陷,之后介紹了可信性理論的4條公理及可能性、必要性、可信性測(cè)度的定義,這是整個(gè)可信性理論的基礎(chǔ);隨后介紹了模糊變量的定義及與其相關(guān)的隸屬度函數(shù)、模糊向量、模糊運(yùn)算及梯形與三角形模糊變量的定義,其中三角形模糊變量是常用的模糊變量;之后對(duì)三角形及梯形模糊變量的可信性分布及密度進(jìn)行了介紹,并畫出了函數(shù)圖像,隨后對(duì)期望值算子進(jìn)行介紹;最后介紹了模糊模擬算法,用以解決模糊變量函數(shù)為非線性函數(shù)時(shí),期望值計(jì)算非常困難的問(wèn)題。并舉例對(duì)該算法進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。

3基于可信性理論的可靠性分配方法......27

3.1引言.....27
3.2傳統(tǒng)分配方法.......27
3.3基于可信性理論的評(píng)分分配法.....31
4軌道車輛的可靠性建模與分配.........43
4.1HXD3B型電力機(jī)車可靠性建模與分配........43
4.2HXN5型內(nèi)燃機(jī)車可靠性建模與分配......53
4.3地鐵B型車可靠性建模與分配........61
5結(jié)論與展望.......79

4軌道車輛的可靠性建模與分配

4.1HXD3B型電力機(jī)車可靠性建模與分配

由于牽引電機(jī)及齒輪箱可能發(fā)生軸承固死、電機(jī)掃膛等嚴(yán)重故障,任何一臺(tái)電機(jī)及齒輪箱發(fā)生上述故障都必須停車處理,因此,6臺(tái)牽引電機(jī)及巧輪箱屬串聯(lián)關(guān)系。圖4.4為牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的混聯(lián)模型可靠性框圖,其中3臺(tái)變流柜中有2臺(tái)有效時(shí),機(jī)車才可正常運(yùn)行。(該型機(jī)車的輔助變流器電源取自牽引變流器的中間直流環(huán)節(jié),與牽引變流器共同安裝于變流柜內(nèi),為簡(jiǎn)明起見,圖4-4中的變流柜并不包括輔助變流器。)

4.2HXN5型內(nèi)燃機(jī)車可靠性建模與分配

HXN5型內(nèi)燃機(jī)車牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)由牽引發(fā)電機(jī)、整流模塊、中間直流環(huán)節(jié)、牽引電機(jī)及齒輪箱,及電機(jī)逆變器組成,該型機(jī)車牽引電化采用軸控方式,一臺(tái)逆變器控制一臺(tái)電化,逆變器及電機(jī)共有6套。在不考慮電機(jī)掃腹之類的嚴(yán)重故障的條件下,牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性框圖如國(guó)4-12所示。可以看出,不直接影響行車安全的輔助系統(tǒng)得分最高,分配的故障率也最高;相比而言,柴油機(jī)系統(tǒng)若出現(xiàn)故睹�；�,整車將失去所有動(dòng)力,發(fā)生非正常停車事故,因此該系統(tǒng)分配到的故辟率最低;在轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)中,若發(fā)生軸承固死、軸承過(guò)熱等故障則必須停車處理,因此該系統(tǒng)分醒到的故障率同樣較低;同樣,空氣制動(dòng)系統(tǒng)若發(fā)生空壓機(jī)故障、漏風(fēng)則會(huì)造成列車制動(dòng)失靈,輕則導(dǎo)致列車冒進(jìn)信號(hào),重則導(dǎo)致列車沖突之類的嚴(yán)重事故,同樣分配了較低的故障率;牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)若出現(xiàn)故障,將導(dǎo)致列車停駛,但由于該系統(tǒng)中存在同時(shí)運(yùn)行的系統(tǒng),在其中一個(gè)系統(tǒng)因故障切除后,剰余系統(tǒng)仍可維持列車運(yùn)行,因此分配的故障率稍高。下面將對(duì)分配故障率較低的轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)、柴油機(jī)系統(tǒng)及空氣制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行再次分配。

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5結(jié)論與展望

本文將可信性理論與傳統(tǒng)可靠性評(píng)分分配法結(jié)合,提出了基于可信性理論的可靠性評(píng)分分配法,即在評(píng)分階段以王角模糊數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的評(píng)分,將傳統(tǒng)評(píng)分法計(jì)算系統(tǒng)得分的公式替換為可信性理論中的模糊變量函數(shù),在此基礎(chǔ)上采用模糊模擬算法計(jì)算模糊變量函數(shù)的期望值,將該期望值作為分配故障率的依據(jù),基于系統(tǒng)總體期望故陣率,采用與傳統(tǒng)評(píng)分分配法相同的方法對(duì)故障率進(jìn)行分配�；诒疚奶岢龅幕诳尚判岳碚摰脑u(píng)分分配法,對(duì)4類典型的軌道車輛的應(yīng)用,得出了如下結(jié)論:(1)本文將可信性理論與可靠性評(píng)分分配法結(jié)合,提出的基于可信性理論的評(píng)分分配法,經(jīng)實(shí)際應(yīng)用證明是可行的。(2)在人參與評(píng)分的過(guò)程中,使用精確數(shù)字會(huì)忽視人的模糊性。傳統(tǒng)模糊理論由于沒有完備的公理化體系,其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生互不相容的反例,在使用時(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性難以保障。而可信性理論具備公理化的體系,使用時(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性可以得到保障,并且克服了人的參與帶來(lái)的模糊性。(3)將三角模糊數(shù)用于專家評(píng)分,在考慮了模糊性的同時(shí),能更真實(shí)地表這專家的意見,獲得較客觀的結(jié)果。(4)經(jīng)過(guò)對(duì)4類不同的軌道車輛進(jìn)行可靠性建模及分配的結(jié)果可知,結(jié)果符合實(shí)際情況,本文提出的方法具有一定實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。

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參考文獻(xiàn)（略）

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本文編號(hào)：150070