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“十二五”期间,我国将基本建成发达完善的铁路网,铁路交通已经开始迈入高速化时代,高速列车对我国国民经济社会发展的影响日益提升。维护好这些高速列车,使之安全可靠地运营,已经成为摆在研究人员面前亟待解决的重大战略问题。本文是对多部件维修关联应用研究的深化,是对传统高速列车设备系统可靠性研究方法的突破,其研究成果不仅可作为高速列车维修策略日常管理的优化手段,更可以应用于高速列车设备系统的设计阶段。本研究首次从多部件维修关联的角度对高速列车设备系统的可靠性进行研究,填补了国内外相关领域的空白,具有重大的理论意义和实践价值。 高速列车设备系统是具有多部件关联关系的现代复杂系统,部件间故障次数的依赖关系对整个系统的可靠性有十分重大的影响。本文以多部件维修关联理论为基础,对传统的累积冲击模型进行改进,构建了多变量累积冲击模型,通过重新评估了系统整体可靠性指标体系,进而考察高速列车设备系统的可靠性。将多部件维修关联理论的多变量累积冲击模型、复杂网络的可靠性和多属性决策应用到高速列车设备系统的可靠性研究中,提出评估高速列车设备系统维修策略的占优可靠性测度指标具有一定的理论意义,既弥补了“多部件维修关联”在交叉领域中众多研究系列的缺失与不足,也丰富了可靠性系统工程理论的应用。 本文主要工作包括:对相关的多部件维修关联理论、可靠性系统工程理论、复杂网络理论和多属性决策理论进行综述;从维修策略的角度来考察高速列车设备系统可靠性的特征,以多部件维修关联理论为基础,构建高速列车设备系统的多变量累积冲击模型与系统可靠性指标,研究系统部件间故障次数的依赖关系;基于系统部件间故障次数的依赖关系,构建高速列车设备系统复杂维修网络,提出影响网络可靠性的关键节点的检测方法;针对高速列车设备系统整体可靠性指标与复杂维修网络可靠性测度因子进行多属性决策,确定影响高速列车设备系统维修可靠性的最关键指标。 本文研究的主要成果为: (1)从高速列车设备系统多部件维修关联的角度,对传统的累积冲击模型进行改进构建了多变量累积冲击模型,并重新评估系统整体可靠性指标体系。多变量累积冲击模型的结果表明,当高速列车设备系统处于冲击环境中时,部件的故障次数向量具备正的象限相依。这种部件间故障次数的依赖性会对高速列车设备系统的整体可靠性产生较大影响。 (2)在分析高速列车设备系统部件间故障次数的依赖关系的基础上,构建了高速列车设备系统复杂维修网络;将系统的可靠性研究转化为复杂网络的可靠性研究,提出了复杂维修网络中关键节点的检测方法,测度单个部件故障对高速列车设备系统复杂维修网络整体可靠性的影响;以CRH3动车组为例,构建了CRH3动车组的三、四、五级修配系统维修网络,并测度了该网络的可靠性与关键部件。 (3)将多部件维修关联理论和以可靠性为中心的高速列车设备维修策略相结合,针对高速列车设备系统整体可靠性指标与复杂维修网络可靠性测度因子进行多属性决策,确立了高速列车设备系统可靠性评估的最优指标,有针对性地提出了提高高速列车设备系统可靠性的措施和改善高速列车设备系统维修策略的方法。