考虑风险的动车组部件预防性维修策略优化与博弈研究

摘要

高速铁路动车组是资金与技术密集型产品，它由多列动车和拖车编组运行，具有结构复杂、运行速度快等特点。随着运行里程的增加，动车组部件的故障率和维修次数也会随之增加。因此，维修部门必须为其制定科学的预防性维修计划，以保证高速铁路动车组的安全运行。如何为动车组部件制定出合理的预防性维修计划，使得动车组部件在具有较高可靠性要求的同时，维修的经济性也得到保障是本论文研究的重点。论文的具体内容如下:
　　首先，为了实现对动车组部件故障风险的科学评价，引入故障风险因子，并结合我国动车组部件现行的多级别维修机制，探讨研究基于风险的动车组部件两级非完美预防性维修决策方式。基于维修手段和范围的不同，将维修方式分为初级维修和高级维修两种，通过效费比分析确定每次维修的具体级别。结果表明，与不考虑故障风险情况下制定出的维修计划相比，考虑故障风险使得动车组部件的维修更具经济性和可靠性。
　　其次，基于高速铁路动车组停机损失大、故障后果严重等特点，引入机会维修理论，研究多部件串联系统维修计划的优化问题。基于高速铁路行业的多级别维修机制，定义了两级非完美维修方式下部件的故障率演化规则，并结合故障风险评价机制，建立了部件层预防性维修优化模型;并基于此，引入机会维修里程窗，对关联部件的维修计划加以归并。以故障里程遵循威布尔分布的动车组部件为例，对其维修计划进行优化决策。研究结果表明，所提出的方法可以使动车组部件保持更高的可靠度水平，并可使维修总成本有较大幅度降低。
　　最后，将博弈理论应用到动车组部件维修计划的制定当中。重点研究如何平衡维修成本和故障风险在总成本中的权重分配，以尽量满足运营方和维修方的期望，实现双方利益的均衡。以故障风险和维修成本占总成本的权重作为讨价还价的对象，分别建立了运营方优先出价和维修方优先出价的三阶段讨价还价动态博弈模型。通过两种模型的对比可知，先出价一方具有优势，且运营方在博弈过程中比较强势。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外动车组维修制度简介

1．2．1 国外动车组维修制度简介

1．2．2 我国CRH系列动车组维修制度简介

1．3 预防性维修策略研究现状

1．3．1 关于预防性维修的应用研究

1．3．2 关于机会维修的应用研究

1．3．3 预防性维修在轨道交通领域的应用研究

1．4 博弈理论

1．5 论文主要研究内容

2 单部件预防性维修优化策略

2．1 问题描述与假设

2．2 模型的建立

2．2．1 两级非完美故障率演化规则

2．2．2 维修方式选择

2．2．3 故障风险评价函数建模

2．2．4 总成本建模

2．3 算例分析

2．4 本章小结

3 多部件系统预防性机会维修优化策略

3．1 问题描述与假设

3．2 部件层预防性维修优化建模

3．2．1 故障率演化规则

3．2．2 故障风险评价函数建模

3．2．3 总成本建模

3．3 系统层预防性机会维修原理

3．4 算例分析

3．5 本章小结

4 预防性维修策略博弈研究

4．1 问题描述与假设

4．2 模型的建立

4．2．1 故障率演化规则

4．2．2 维修方式选择

4．2．3 故障风险评价函数建模

4．2．4 维修成本建模

4．2．5 三阶段讨价还价博弈模型

4．2．6 模型的求解方法

4．3 算例分析

4．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果