考慮狀態(tài)演變過程的高速鐵路牽引供電設(shè)備維修策略.pdf

1、牽引供電系統(tǒng)是鐵路系統(tǒng)的重要組成部分，具有重要的地位與作用。隨著健康管理(PHM)與狀態(tài)維修(CBM)的逐漸引入與推廣，對高速鐵路維管工作提出了新的要求。本文針對牽引供電設(shè)備健康管理與狀態(tài)維修的現(xiàn)實(shí)需求，利用Gauss-Poisson過程建立了牽引供電設(shè)備劣化模型，建立了基于馬爾可夫決策過程的維修決策模型框架。并分別考慮了牽引供電設(shè)備健康狀態(tài)信息的部分可觀性和狀態(tài)演變過程的時間連續(xù)性，建立了具體的基于部分可觀馬爾可夫過程和和部分可觀-半

2、馬爾可夫過程的維修方案制定模型?？紤]可靠性與經(jīng)濟(jì)性雙目標(biāo)，建立了多目標(biāo)維修優(yōu)化模型，并利用多目標(biāo)粒子群算法進(jìn)行了模型求解。
　　論文在牽引供電設(shè)備狀態(tài)維修體系內(nèi)，針對牽引供電設(shè)備健康狀態(tài)的劣化過程同時存在連續(xù)劣化因素和突發(fā)劣化因素，給出了一種基于復(fù)合劣化因素的Gauss-Poisson健康狀態(tài)劣化過程模型。利用Gauss-Poisson健康狀態(tài)劣化過程模型對牽引供電設(shè)備進(jìn)行健康狀態(tài)劃分，求取了狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，基于此建立了基于馬爾

3、可夫決策過程(MDP)的牽引供電設(shè)備維修決策模型。
　　針對設(shè)備健康狀態(tài)評估過程中存在的模糊性與不確定性問題，運(yùn)用觀察矩陣與信念狀態(tài)空間描述了狀態(tài)觀察中存在的概率空間，建立了基于部分可觀馬爾可夫決策過程(POMDP)的牽引供電設(shè)備維修方案制定模型，利用One-pass算法進(jìn)行求解計(jì)算，給出了一種考慮設(shè)備健康狀態(tài)部分可觀性的牽引供電設(shè)備維修方案制定方法。
　　針對設(shè)備健康狀態(tài)演變過程具有的時間連續(xù)性問題，將離散化的馬爾可夫狀態(tài)

4、轉(zhuǎn)移過程半馬爾可夫化，利用半馬爾可夫核描述連續(xù)的時間對設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的影響，從而使得基于POSMDP的維修模型能夠采用更為靈活的狀態(tài)分布函數(shù)，給出了一種考慮狀態(tài)演變過程的時間連續(xù)性的牽引供電設(shè)備維修方案制定方法并利用Persues算法進(jìn)行了年度維修計(jì)劃的制定。
　　針對當(dāng)前牽引供電設(shè)備維管單位在設(shè)備維修決策中對多目標(biāo)優(yōu)化的要求，利用期望缺供電時間來表征設(shè)備檢修對可靠性造成的影響，給出了一種考慮可靠性與經(jīng)濟(jì)性的多目標(biāo)牽引供電設(shè)備維

5、修方案優(yōu)化方法。利用多目標(biāo)粒子群對建立的可靠性-經(jīng)濟(jì)性多目標(biāo)維修優(yōu)化模型進(jìn)行求解，從而得到了綜合考慮可靠性與經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化維修方案。
　　論文的研究工作實(shí)現(xiàn)了牽引供電設(shè)備從劣化建模-維修決策建模-多目標(biāo)優(yōu)化的全流程維修決策方案。所建立模型能夠?yàn)檫\(yùn)維單位合理利用現(xiàn)有資料數(shù)據(jù)指導(dǎo)CBM-PHM運(yùn)用提供參考，解決了狀態(tài)維修過程中狀態(tài)評價不確定性問題和時間分布連續(xù)性問題，為多目標(biāo)維修方案的建立提供了參考。得到的年度維修方案貼合實(shí)際情況，能為