維修是鐵路安全運輸?shù)闹匾ＷC。機車車輛的維修是資源的一種再利用,是延長機車車輛使用壽命,節(jié)約能源和材料,減少廢棄物和污染物,改善環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。維修對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備的可靠性。當前,我國軌道交通行業(yè)用于機車車輛維修的費用高居不下,但維修效果并不理想,在計劃預防修的體制下,維修資源分配不當,設備過度維修及維修不足的現(xiàn)象普遍存在,其原因在于對軌道車輛設備的可靠性分配不合理,對維修策略的制定缺乏科學的指導。因此,有必要研究科學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。目前,常用的可靠性分配方法為評分分配法,該方法在評分的過程中必定要有人的參與,從而會引入一定的模糊性。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)學基礎，在使用時的嚴謹性難以保障,因而備受爭議。引入具有完備公理化基礎的可信性理論,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,可對模糊變里函數(shù)的期望值進行計算。

.......

2可信性理論

2.1傳統(tǒng)模糊理論的缺陷

由于傳統(tǒng)評分分配法中的各指標本身具有一定的模糊性,而且不同專家會受到各自偏好、知識架構、對評價對象的認識程度等因素的影響,在評分時經(jīng)常很難選擇某一確定的數(shù)值來表達自己的意見,因此采用三角模糊數(shù)更能真實地表達專家的意見,獲得較客觀的結果本章將可信性理論與傳統(tǒng)可靠性評分分配法結合,提出了基于可信性理論的可靠性評分分配法,即在評分階段角模糊數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)評分法的評分,將傳統(tǒng)評分法計算系統(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)的可信性測度為被積函數(shù),在此基礎上計算期望值,但使用定義計算期望值極為不便。

2.2可信性理論預備知識

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、可信性測度的定義,這是整個可信性理論的基礎;隨后介紹了模糊變量的定義及與其相關的隸屬度函數(shù)、模糊向量、模糊運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;之后對三角形及梯形模糊變量的可信性分布及密度進行了介紹,并畫出了函數(shù)圖像,隨后對期望值算子進行介紹;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,期望值計算非常困難的問題。并舉例對該算法進行了詳細的說明。

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型電力機車可靠性建模與分配........43
4.2HXN5型內燃機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型電力機車可靠性建模與分配

由于牽引電機及齒輪箱可能發(fā)生軸承固死、電機掃膛等嚴重故障,任何一臺電機及齒輪箱發(fā)生上述故障都必須停車處理,因此,6臺牽引電機及巧輪箱屬串聯(lián)關系。圖4.4為牽引傳動系統(tǒng)的混聯(lián)模型可靠性框圖,其中3臺變流柜中有2臺有效時,機車才可正常運行。(該型機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,為簡明起見,圖4-4中的變流柜并不包括輔助變流器。)

4.2HXN5型內燃機車可靠性建模與分配

HXN5型內燃機車牽引電傳動系統(tǒng)由牽引發(fā)電機、整流模塊、中間直流環(huán)節(jié)、牽引電機及齒輪箱,及電機逆變器組成,該型機車牽引電化采用軸控方式,一臺逆變器控制一臺電化,逆變器及電機共有6套。在不考慮電機掃腹之類的嚴重故障的條件下,牽引電傳動系統(tǒng)可靠性框圖如國4-12所示�？梢钥闯�,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,柴油機系統(tǒng)若出現(xiàn)故睹�；�,整車將失去所有動力,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;在轉向架系統(tǒng)中,若發(fā)生軸承固死、軸承過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,空氣制動系統(tǒng)若發(fā)生空壓機故障、漏風則會造成列車制動失靈,輕則導致列車冒進信號,重則導致列車沖突之類的嚴重事故,同樣分配了較低的故障率;牽引電傳動系統(tǒng)若出現(xiàn)故障,將導致列車停駛,但由于該系統(tǒng)中存在同時運行的系統(tǒng),在其中一個系統(tǒng)因故障切除后,剰余系統(tǒng)仍可維持列車運行,因此分配的故障率稍高。下面將對分配故障率較低的轉向架系統(tǒng)、柴油機系統(tǒng)及空氣制動系統(tǒng)進行再次分配。

......

5結論與展望

本文將可信性理論與傳統(tǒng)可靠性評分分配法結合,提出了基于可信性理論的可靠性評分分配法,即在評分階段以王角模糊數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的評分,將傳統(tǒng)評分法計算系統(tǒng)得分的公式替換為可信性理論中的模糊變量函數(shù),在此基礎上采用模糊模擬算法計算模糊變量函數(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)評分分配法相同的方法對故障率進行分配�；诒疚奶岢龅幕诳尚判岳碚摰脑u分分配法,對4類典型的軌道車輛的應用,得出了如下結論:(1)本文將可信性理論與可靠性評分分配法結合,提出的基于可信性理論的評分分配法,經(jīng)實際應用證明是可行的。(2)在人參與評分的過程中,使用精確數(shù)字會忽視人的模糊性。傳統(tǒng)模糊理論由于沒有完備的公理化體系,其內部會產(chǎn)生互不相容的反例,在使用時的嚴謹性難以保障。而可信性理論具備公理化的體系,使用時的嚴謹性可以得到保障,并且克服了人的參與帶來的模糊性。(3)將三角模糊數(shù)用于專家評分,在考慮了模糊性的同時,能更真實地表這專家的意見,獲得較客觀的結果。(4)經(jīng)過對4類不同的軌道車輛進行可靠性建模及分配的結果可知,結果符合實際情況,本文提出的方法具有一定實際應用的價值。

......

參考文獻（略）

，

本文編號：150070