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基于NSGA2算法的ZPW2000A轨道电路维修策略优化研究
| 论文题名： | 基于NSGA2算法的ZPW2000A轨道电路维修策略优化研究 |
| 关键词： | 轨道电路;维修策略;不交化最小路集;NSGA2算法;混沌自适应进化算法 |
| 摘要： | ZPW2000A轨道电路是我国铁路上应用广泛且非常重要的信号基础设备，它的可靠性是影响行车安全的重要因素。长期以来，轨道电路设备维修面对的是“期望设备高性能的运转与维护资源有限”的矛盾。目前针对信号设备的计划维修主要以其服役时间作为根据，这种维修方式会导致维修过量或者维修不足，维修过量会造成维修资源的浪费，且影响设备的可靠性，造成安全隐患，维修不足会使设备欠维修，同样会留下安全隐患。因此，对ZPW2000A轨道电路维修策略进行优化，平衡维修资源和设备可靠性之间的矛盾，以最低的维修资源来达到对设备预期的性能要求，达到效益最优，非常具有现实意义。 首先，对ZPW2000A系统的构成和功能进行分析，与现场设备实际运行状况相结合总结ZPW2000A各种故障模式和故障原因，为后续ZPW2000A可靠性研究打下基础。将ZPW2000A轨道电路的维修方式分进行分类，采用威布尔分布来描述设备的衰退过程，不同维修方式下对设备的可靠性会产生不同的影响，且耗费的维修成本也不一样。采用求不交化最小路集方法对ZPW2000A系统可靠度进行推导，并对系统中每个设备单元进行可靠度敏感度分析，同时建立ZPW2000A系统维修费用模型。 其次，将ZPW2000A系统的可靠性和维修费用作为优化目标，将维修策略优化转换为一个多目标优化问题，通过改进的NSGA2算法来优化求解。改进的算法通过混沌映射产生初始种群来提高初代种群的多样性，采用改进的遗传算子来使劣势个体有更大的机会参与到进化过程中，使搜索范围变的更大，提高了搜索能力。 最后，与传统NSGA2算法进行对比，改进算法最优解的覆盖范围更广，分布更为均匀，数量也更多，且进化效率也更好。同时通过和不同单目标优化算法的对比，从不同方面体现出多目标优化算法具有很大的优势。采用本文方法得到的优化结果，与传统维修策略相比，不仅维修的效果较好，且能够合理的控制维修成本，为今后维修策略制定提供新的方法和思路。 |
| 作者： | 陶荣杰 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 王瑞峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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