近年来,随着地铁建设的快速发展,对地铁车辆的运行可靠性提出了更高的要求,车辆部件具有良好的技术状态是保证车辆安全运营的关键。因此结合地铁车辆关键部件的衰退特性,通过科学决策获得合理有效的维护方案,在保证部件可靠性的同时,降低维护成本,对实现地铁车辆的高效有序运营具有重要的现实意义。为此,论文以地铁车辆关键部件为研究对象进行预防性维护研究,其主要研究内容包括以下几个方面:(1)针对地铁车辆部件因维护计划不合理导致提前更换而造成资源浪费的问题,综合考虑故障维修资源不充分因素和维护经济性、方便性要求的基础上,提出一种基于故障率的费效比分析方法,决策部件的更换周期。以部件在更换周期内的维护成本率最小建立了维护模型,并通过一种故障维修惩罚机制来减小故障修复超时对车辆正常运行的影响。结果表明该分析方法在部件维护决策中是可行且有效的,能实现部件使用价值的充分利用,同时通过该维护策略能得到经济有效的预防性维护方案,可为车辆部件的维护决策提供重要理论参考依据。(2)为探讨部件间的冲击交互作用对系统维护决策的影响,结合系统内复杂的故障率交互作用,引入基于维护效果的冲击交互概念,并联合故障冲击交互,提出一种考虑两类冲击交互的故障率函数演化模型。以非完美维护理论为基础,采用费效比分析方法和故障修复超时惩罚机制,建立了以成本率最小为目标的预防性维护模型,决策系统在有限区间内的预防性维护计划。结果表明:采用该维护策略可得到合理且更贴近实际的系统维护方案。通过进行部件对系统维护决策的独立影响度分析,得出应根据系统追求目标着重加强对主要影响部件的监管,并依据部件影响度进一步优化系统的结构布置,同时要加强部件间的柔性连接,以保证系统的可靠性和经济性要求。(3)在地铁车辆的维护决策过程中,各决策参与方之间会存在隐形的利益竞争,为探讨这种隐形竞争对车辆部件预防性维护计划的影响。结合地铁车辆部件的动态衰退规律,采用非完美变周期维护策略,建立了部件阶段性衰退的故障率函数模型。基于非合作动态博弈理论,以运营部门与维护部门为博弈参与者,分别建立了运营优先和维护优先的Stackelberg博弈模型,并通过逆向归纳法求得博弈模型的纳什均衡解。结果表明:博弈方法在维护决策中是可行且有效的,而且具有优先权的一方在维护决策中更有优势。与传统的优化方法比较,博弈方法的动态性和灵活性强,适应性更好,能为决策管理层提供重要的决策支持。