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基于贝叶斯网络的地铁列车制动系统可靠性分析
| 论文题名： | 基于贝叶斯网络的地铁列车制动系统可靠性分析 |
| 关键词： | 地铁列车;制动系统;可靠性分析;贝叶斯网络 |
| 摘要： | 城市轨道交通因其高可靠性、安全性和大运量等特点成为目前城市交通中最具可持续性发展的运输工具之一。地铁列车作为城市轨道交通的载体，其安全性对保障轨道交通的安全运营有着十分重要的影响。制动系统作为地铁列车的关键组成部分，该系统的正常运行，对地铁列车安全运营起到重要的保障作用。制动系统的安全可靠性不仅影响轨道交通系统的运营质量和服务质量，更影响着居民的安全出行及城市交通的正常运转。因此，对地铁列车制动系统进行可靠性分析，从而提高系统可靠性具有十分重要的现实意义。然而，由于地铁列车制动系统结构复杂、分布在列车不同作用位置，且其故障模式多，系统中各个部件的故障难以系统地进行记录且精确故障率难以获得，采用传统的可靠性分析方法较为困难。 因此，本文提出一种基于贝叶斯网络的可靠性分析方法对地铁列车制动系统进行可靠性分析，主要从以下三个方面展开分析和研究: (1)通过对下一代地铁列车制动系统的故障模式与影响分析(FMEA)表中数据的分析，基于下一代地铁列车制动系统的功能及故障模式建立下一代地铁列车制动系统故障树模型。 (2)提出故障树模型向贝叶斯网络转化的转化建模方法，研究并改进了不同系统结构的故障树转化方法。基于下一代地铁列车制动系统故障树模型，构建制动系统贝叶斯网络模型，采用EM算法对贝叶斯网络进行网络的参数学习，并利用联合树算法对网络展开推理，得出制动系统发生故障的原因及排序，根据计算结果找出下一代地铁列车制动系统的薄弱环节。其中比较薄弱的部件为:网关阀、智能阀、空气压缩机、空气干燥器等，得到的结果有助于在制动系统维修阶段优先找出故障部件，对地铁列车日常维修保养工作具有十分重要的指导意义。 (3)建立考虑维修因素的制动系统动态贝叶斯网络。针对传统的静态贝叶斯网络未考虑时间因素及维修因素对系统各变量的影响，本文通过将维修凶素与动态贝叶斯网络中两时间片间的条件概率表，即转移网络相结合的方法，构建沿时间轴变化的动态贝叶斯网络。通过GeNIE软件进行系统仿真，建立地铁列车制动系统动态贝叶斯网络模型。对动态贝叶斯网络展开分析与推理，提出针对推理结果的可靠性分配方法，基于关键部件对给定可靠度下的预防性维修周期的优化提出制定方法，辅助维修人员优化维修策略，减少维修成本，提高系统可靠性。 |
| 作者： | 郑姝婷 |
| 专业： | 安全科学与工程 |
| 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： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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