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高速列车转向架系统的运用可靠性研究
| 论文题名： | 高速列车转向架系统的运用可靠性研究 |
| 关键词： | 转向架;运用可靠性;贝叶斯网络;高速列车;灵敏度方差 |
| 摘要： | 高速铁路是一种速度快、污染少、舒适便捷的最具可持续发展性的大型运输方式。我国的高速铁路事业快速发展，因此对于高速列车的需求量也不断攀升。高速列车系统是复杂的机电一体化系统，转向架系统是高速列车的重要子系统，研究转向架系统的运用可靠性对于保证高速列车的安全可靠运行有着至关重要的意义。本文针对CRH2型高速列车的转向架系统运用故障数据，对转向架系统的运用可靠性展开分析研究。主要研究成果和方法过程简述如下: (1)预处理高速列车转向架运用故障数据，把文本形式的故障描述转化为二维矩阵形式，再通过软件聚类分析。在此基础上计算转向架轮对和轴箱、悬挂装置、构架装置、基础制动装置、驱动装置的百万公里平均故障率和平均故障间隔公里等指标，分析各装置的可靠性指标。对转向架各组成部件通过极大似然估计法进行参数估计，再通过A-D检验法确定最优分布，得到相关参数并拟合图形。分析部件的故障率函数和概率密度函数的变化趋势及实际意义，辅助维修决策。 (2)采用基于可靠性参数的GERT随机网络方法，计算转向架系统的运用可靠度。通过部件重要性和功能性等提取原则提取出35个转向架部件，根据各部件之间的结构关联和影响关系，构建整个转向架系统的可靠性随机网络模型。输入部件可靠性函数的参数和部件影响程度参数，通过模型性质和传递函数求解转向架系统的可靠度，对比不同子系统的运用可靠度并得出原因。计算灵敏度期望和灵敏度方差，深入研究系统的运用灵敏度规律，找出对转向架的系统可靠度影响较大的部件，有助于从部件设计可靠度分配角度提高系统的性能。 (3)采用改进EM算法的贝叶斯网络分析转向架系统可靠性。首先建立转向架故障树模型，通过转化方法将故障树模型转化为贝叶斯网络，改进传统EM算法，提高参数学习的计算速度。然后通过MATLAB软件仿真建立起贝叶斯网络模型，对比不同情况下参数学习的结果，采取联合树算法对贝叶斯网络展开致因分析，得出转向架系统发生故障的原因排序，有助于在转向架维修检查阶段优先找到故障部件，进而研究薄弱部件的维保措施，对维修保养工作有重要指导意义。 (4)根据高速列车转向架的运用可靠性需求、目标和系统建立原则，通过PYTHON语言设计开发高速列车转向架系统的运用可靠性分析系统。实现管理运用故障数据、计算可靠性指标、分析各类统计图和构建随机网络等功能，提高高速列车转向架的运用可靠性分析的实用性。 |
| 作者： | 郑津楚 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 秦勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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