【摘 要】
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在我国大力推行“公转铁”的新形势下,铁路货运迎来了重载、高速大发展的历史性机遇。随着铁路货车牵引吨位的增加和车辆周转次数的增多,作为主要承载部件的车钩装置的运用工况严重恶化,钩体和钩舌出现裂纹和断裂的频率显著增加,对铁路货车的运行安全和运输稳定形成巨大隐患。同时,由于缺乏对车钩在新运行工况下失效规律的探索,无法优化车钩维修策略。为此,本研究采集铁路货车车钩现场检修数据,开展车钩失效规律和维修策略的
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在我国大力推行“公转铁”的新形势下,铁路货运迎来了重载、高速大发展的历史性机遇。随着铁路货车牵引吨位的增加和车辆周转次数的增多,作为主要承载部件的车钩装置的运用工况严重恶化,钩体和钩舌出现裂纹和断裂的频率显著增加,对铁路货车的运行安全和运输稳定形成巨大隐患。同时,由于缺乏对车钩在新运行工况下失效规律的探索,无法优化车钩维修策略。为此,本研究采集铁路货车车钩现场检修数据,开展车钩失效规律和维修策略的研究。首先,构建车钩的可靠性模型。基于左截断全删失的数据场景,针对既有参数估计方法难以适用本文似然函数求解的情况,在梯度下降法和Nelder-Mead单纯形算法的启发下,提出适用于本文数据情景的层次网格参数估计算法,实现可靠性模型参数的准确求解。通过改进EM算法进行算法性能的对比验证,结果表明,层次网格参数估计算法能够有效减少迭代次数,提高算法对初始值的鲁棒性。其次,求解模型参数的置信区间。结合数据场景选用非参数随机加权Bootstrap抽样生成Bootstrap样本,对比四种非参数Bootstrap分位数方法的覆盖概率,发现BCa分位数方法求解所得覆盖概率最接近名义置信水平。基于模型参数的求解结果,根据AIC和故障机理选择Weibull分布作为车钩的寿命分布。再次,制定基于可靠度的车钩单部件预防性维修策略。根据现行车钩的维修方式和维修范围划定两级不完美维修,并据此构建混合故障率演化模型,采用效费比方法决策各个维修时刻的具体维修方式。与现行的定周期维修策略进行比较,结果表明,在一个更换周期内,本文制定的16型钩体维修策略能够减少2次维修,使钩体在较高运行可靠度的前提下减少0.341元/天的维修费用。最后,制定16型车钩的预防性机会维修策略。根据单部件维修策略所得维修方式和维修次数,考虑钩体和钩舌的经济相关性建立机会时间维修窗。相比于分别实施单部件维修策略,该维修模型能够在较高运行可靠度的基础上减少7次停运,维修节约率达14.6%,使车钩的整体维修成本降低2.42%。
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