考虑可靠性的铁路道岔维修调度问题的建模与优化

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nanpingke11
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中国铁路运输业的高速发展使其运输效率提升的同时也为铁路带来了更大的压力,作为铁路系统的重要信号设备——道岔承担着改变列车行驶轨道的职责,道岔质量的好坏直接影响着整个铁路运输业的安全与效率。随着客运量、货运量的与日俱增,保证铁路道岔系统的安全性与可靠性已经成为铁路部门最重要的任务之一,这就需要加强对铁路道岔的检修,过多的维修任务不仅给铁路维修人员带来了沉重的维护压力,也花费了大量的财力物力。因此,如何在增加铁路道岔的日常维护保证道岔的可靠性的同时节约维修成本成为铁路部门的关键任务。合理安排维修队伍的维修方案,确定铁路运输系统中每一道岔的日常维护时间可以降低维修成本,提高维修效率。基于此,本文针对铁路道岔的日常维修问题,结合可靠性以及维修队伍的维修路线进行研究,主要研究内容如下:
  (1)围绕铁路轨道的可靠性研究以及铁路线路的维修调度问题,对国内外的相关文献进行了详细全面的查阅,并对参考文献中所研究的问题分类总结进行综述。
  (2)将道岔看作节点,建立了以维修成本最小为目标的考虑单个道岔可靠性的维修调度问题的数学模型。此问题可以看作是带时间窗的多旅行商问题的变形,主要表现为两点不同:第一,每个节点都具有多个时间窗;第二,每个节点必须满足一个可靠性约束。之后通过一系列数学变换将非线性问题转化为线性问题,并设计实验算例对模型进行求解分析,验证模型与求解方法的正确性和有效性。
  (3)从整个铁路系统的可靠性出发,利用轨道单元法将铁路系统划分为“道岔—线路”层次和“线路—系统”层次,分别利用可靠性框图法对两个层次建立可靠性关系表达式,最后整合得到“道岔—系统”的可靠性关系表达式。针对“道岔—线路”层建立考虑线路可靠性的维修调度模型,针对“道岔—系统”建立考虑系统可靠性的维修调度模型,并求解分析验证两个模型的正确性。调整对所研究问题有影响的关键性参数,通过实验对比分析找到参数变化对问题结果的影响,最后总结出可以降低维修成本的普遍规律。
其他文献
稀土是关系国家经济发展和国防安全的关键性战略资源,在国防军事、工业生产、石油化工、新型材料等领域有着广泛应用。随着稀土资源的储量锐减,供需矛盾日益明显,为实现供需平衡,科学、高效地提高稀土资源利用率成为当前研究的重点。  本文主要围绕稀土全流程生产调度问题进行研究。在深入了解稀土生产流程和工艺的基础上,采用连续时间建模的方式建立基于单元事件点的稀土生产调度模型;针对稀土产品需求不确定的特点,引入稀
学位
板坯库是连接炼钢-连铸和热轧生产的中间缓冲环节。板坯倒垛物流作业是针对板坯库内提取目标板坯时,需要将阻碍目标板坯移出的倒垛板坯分配至新的位置存放过程。过多倒垛会降低吊机的利用率,延长目标板坯的提取时间,影响后续热轧工序的正常生产。科学合理的板坯倒垛方案有利于减少倒垛次数,降低物流成本,提高物流设备的使用效率。因此,研究板坯倒垛优化问题对降低钢铁企业物流成本具有重要的实用价值。  与已有研究该问题的
学位
人脸表情包含丰富的情感信息,表情识别在人工智能、智能安防等领域有广阔的前景。目前,表情识别的研究主要集中在以正面无遮挡的表情图像为对象,但遮挡在现实生活中是不可避免的,从而致使表情识别的识别率下降和鲁棒性差。因而,针对在遮挡条件下的表情识别的研究已成为计算机视觉应用领域的研究热点。  本文主要针对在遮挡条件下进行表情识别研究。从表情特征提取,卷积神经网络设计,增强算法对遮挡的处理能力入手,针对表情
学位
量子进化算法是一种基于量子计算原理的进化算法。这种算法是在量子理论和进化算法的不断融合中发展起来的,具备种群规模小、收敛速度快、全局寻优能力强等优点。随机作业车间调度问题最大的特点是工件在机器上的加工时间按照一定规律随机分布,这使得随机作业车间调度问题具有极大的随机性和复杂性,给问题的求解带来了极大的困难。许多学者都曾将量子进化算法应用于随机作业车间调度问题的求解并且取得了不错的效果。但是,这些算
学位
冷轧生产是钢铁企业生产过程的重要环节之一,高效的冷轧生产计划对于钢铁企业保证生产连续性、降低生产成本具有重要意义。以往研究的冷轧生产计划问题主要是决策已知合同在各个工序的加工顺序,优化空间有限。若能够预知未来合同需求,并将预测得到的合同需求提前排入冷轧生产计划,可以有效提高计划的可编制性,从而降低生产成本。  本文以钢铁企业冷轧生产过程为背景,研究了基于需求预测的冷轧生产计划问题,采用数据解析技术
学位
随着经济的高速发展,科学技术在人们的日常生活中占据了越来越重要的位置,各国也逐渐将科技创新作为国家核心竞争力之一。为了支持科学研究与科技发展,美国、德国、日本等发达国家先后推出了科学基金制度,其中将评审专家合理地指派给申请项目进行评审,保证指派结果的公正与公平是整个基金评审流程中至关重要的部分。为了确保评审专家指派结果更加合理,国内外许多学者设计了不同的评审专家自动指派目标。然而随着信息时代来临,
选择科学的调度方法对医疗资源进行高效管理是提高医疗服务机构竞争力和患者满意度的重要途径之一。传统手术调度方法不仅耗时长、效率低,且无法处理手术调度过程中的不确定因素,致使生成的调度方案实用性较差甚至存在无法按计划进行的风险。于是本文希望提出一种具有较高实际应用价值的手术调度方法,使得医院管理层可以在较短时间获得符合预期目标的调度方案。  手术调度过程中各个环节是相互联系的,也就是说手术室上下游资源
学位
在三次工业革命(机械化、电气化、信息化)过后,很多生产企业都面临着产能过剩的问题。很多厂商都具备在短时间内生产出大量的相同产品类型的加工能力。然而,随着消费能力的提升和市场的供给饱和的加剧,如今的消费环境已由卖方市场转变为买方市场。尤其在电子行业,消费者个体偏好的差异性导致了市场需求的多样性。同时,高端装备制造技术的发展缩短了产品生命周期,进而使得产品种类多样化成为了可能。多品种意味着对单种产品需
电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大,机床行业快速发展,直线导轨的需求随之迅速增长。线轨原材料具有统一的规格,但客户对于线轨产品的需求是多种多样的,在满足工艺要求的前提下,如何安排线轨产品的拆分和切割计划,对充分利用原材料,提高企业经济收益有着重要意义。  本文首先通过查阅大量国内外相关资料,对一维下料问题、超尺寸装箱问题进行综述。介绍了线轨的相关知识,详细分析
随着“工业4.0”的提出,钢铁企业要在日益激烈竞争的市场环境下赢得优势,需要在智能制造领域进一步优化创新。  本文以钢铁企业客户合同驱动生产设计的过程为背景,研究了大规模定制下中厚板母板设计问题。主要内容概述如下:  1)综述了母板设计及相关理论的研究现状。本文将中厚板母板设计问题归结为二维变尺寸装箱问题,根据第一阶段的切割方向,装箱问题可以分为水平切割模式的装箱问题和竖直切割模式的装箱问题这两类
学位