【摘 要】
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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
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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。
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