基于RAMS的地铁信号系统运营维护管理研究

发布时间：2020-10-16 06:40

　　 根据RAMS(Reliability、Availability、Maintainability、Safety)体系结构,系统的安全性与可用性由系统的可靠性、可维护性来保障,且系统的可用性与安全性之间存在相互作用。然而,目前大多数地铁信号设备的可靠性基础研究数据主要停留在理论预计,没有通过实际运营数据进行可靠性验证,信号系统维护策略的制定主要依赖经验,设备维护方法与时机不当,设备维护资源分配不科学,造成设备故障率与维护费用居高不下,影响信号系统在运营中的安全性与可用性指标。如何运用RAMS体系研究地铁信号系统在满足一定的安全性与可用性的前提下,降低信号系统故障率,节省信号系统的维护费用,是关系到我国地铁交通持续性发展的工程管理问题。基于RAMS体系规范,论文构建了地铁信号系统的RAMS评价指标体系;运用威布尔函数模型预测了信号设备的可靠性,构建可靠性解析模型计算了信号系统可靠性指标的敏感度,建立了信号系统动态安全风险评估模型;提出了综合考虑设备综合关键度,在设定的安全风险阈值与可用度的条件下,通过计算得到信号系统平均可靠性与维护费用同时最优解的信号系统维护策略;开发了信号系统运营综合维护管理平台。具体研究内容如下:(1)研究RAMS体系规范,建立了地铁信号系统RAMS的评估体系。根据行业相关标准与规范要求,定义了地铁信号系统RAMS的评价指标,构建了地铁信号系统的安全风险评估体系,提出了基于状态矢量数据与概率理论的地铁信号系统可靠性解析模型。(2)分析地铁信号系统安全性(S)与可用性(A)的边界条件,研究信号设备可靠性(R)预测的时变规律与信号系统的安全风险评估。运用威布尔函数模型分析了信号系统设备可靠性的分布规律,建立可靠性解析模型计算了信号系统可靠性指标对相关参数的敏感度;提出了基于信号设备可靠性预测的信号系统动态安全风险评估模型与分析方法。(3)分析地铁信号系统安全性(S)、可用性(A)、可靠性(R)与维护费用之间的相互作用,研究信号系统的维护策略。根据设备故障后对信号系统的安全性、可用性、可维护与经济性的影响程度定义了设备综合关键度,提出了基于设备综合关键度的设备维护分类方法;以信号系统的动态安全风险评估的阈值与设定的系统可用度为约束条件,建立系统的平均可靠性与维护费用的多目标函数,采用多目标优化算法获取Pareto解集。基于以上的分析与研究,提出了基于设备综合关键度与多目标优化算法解集相结合的信号系统维护策略。(4)基于以上的理论与方法研究,开发了集信号系统的设备状态监测、信号系统安全风险动态分析与设备维护方案推送一体化的信号系统运营综合维护管理平台。并在深圳、昆明、南宁等地铁运营中得到了应用。实践证明,该平台的使用降低了信号系统的故障率与维护费用,提高了设备的可维护性,保障了系统的安全性与可用性,验证了论文中理论研究的科学性与合理性,并对地铁其他系统的维护管理研究具有一定的借鉴意义。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U231.7
【部分图文】：

传统的维护模式下资源分配图

图 2-10 优化的维护模式下资源分配图目前，地铁信号系统维护策略分为定期维护策略和临时维护策略，其中定期护策略包括年检、季检、月检、双周检、周检及日巡检；临时维护策略包括故障修、临时维护等。运营检修架构基本包含信号技术组、正线维护工班、车辆段（

图 4-4 基于 Matlab 仿真的判断矩阵求根图根据图 4-4 计算得到矩阵的最大特征根为：λmax=8.1403对应的特征向量为归一化计算得：ωi=[0.1523, 0.0971, 0.1937, 0.0555, 0.2445, 0.1615, 0.0263, 0.0691]
【参考文献】

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本文编号：2842913