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车队运营视角下动车组多部件系统维修决策方法研究
| 论文题名： | 车队运营视角下动车组多部件系统维修决策方法研究 |
| 关键词： | 动车组;多部件系统;车队;预防性维修;机会维修;动态成组 |
| 摘要： | 近年来，我国高速铁路网络正在加速完善以“八纵八横”为主骨架连接全国地域板块、以城际快速铁路连接地区城市群的多层次轨道交通网络体系。动车组作为承担客流运输的载运工具，其服役可靠性与运营高效性是铁路部门关注的焦点。合理的预防性维修策略对保障列车高效运营、提升维修经济效益具有关键作用，尤其是对于车队层面的维修计划安排，更需要考虑不同时期客流需求对车队整体维修率的影响。因此，本文以动车组车队为研究对象，从转向架系统到车队层面，分层次研究车队中多部件系统的维修决策优化问题，协调调度上线运营与维修计划的时间冲突。主要研究内容如下： 为保障列车在安全平稳运行的前提下尽可能提高其上线运用效率，在传统机会维修策略的基础上，提出一种双目标优化的多阶段机会维修策略，该策略将机会维修窗口等距划分为多个阶段，对维修时机位于不同阶段的部件采取差异力度的维修。针对维修任务与维修班组的优化匹配问题，提出两维修班组分配算法，并将该算法引入到多属性决策中，使得模型拥有良好的多属性优化性能。算例分析验证了本文策略在优化可用度与平均成本率的有效性，同时探究了权重因子对模型优化倾向的影响。 针对传统动态成组维修策略不能将系统维修时间纳入维修窗口决策，造成部件役龄更新不准确的问题，本文基于维修班组分配算法计算系统维修时间，重置维修窗口时长，动态更新部件役龄。综合考虑维修资源准备成本、小修变动成本和使用价值浪费成本，构建部件维修时机调整惩罚函数。以调整区间为成组依据，获取部件成组最优时间点，并通过维修窗口的滚动获取整个规划期的系统维修策略。算例分析验证了动态成组策略的有效性。 为协调动车组车队上线运营与维修计划的时间冲突，以成本收益为优化目标，阶段客流需求与维修能力限制为约束条件，在0-1整数规划表述列车状态的基础上，构建动车组车队运维冲突协调优化模型。为便于列车维修时机的选取，基于维修时机调整惩罚函数生成动车组备选维修时机调整区间。考虑多阶段维修率限制，分阶段递进求解维修策略，在动态更新部件役龄信息的同时统筹全局最优解的获得。设计了相应的遗传算法求解模型。算例分析验证了模型在协调车队运维冲突上的有效性，在满足车队层约束条件的前提下尽可能提高车队成本收益。 |
| 作者： | 齐彦昆 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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