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ZPW2000A轨道电路是我国铁路上应用广泛且非常重要的信号基础设备,它的可靠性是影响行车安全的重要因素。长期以来,轨道电路设备维修面对的是“期望设备高性能的运转与维护资源有限”的矛盾。目前针对信号设备的计划维修主要以其服役时间作为根据,这种维修方式会导致维修过量或者维修不足,维修过量会造成维修资源的浪费,且影响设备的可靠性,造成安全隐患,维修不足会使设备欠维修,同样会留下安全隐患。因此,对ZPW2000A轨道电路维修策略进行优化,平衡维修资源和设备可靠性之间的矛盾,以最低的维修资源来达到对设备预期的性能要求,达到效益最优,非常具有现实意义。 首先,对ZPW2000A系统的构成和功能进行分析,与现场设备实际运行状况相结合总结ZPW2000A各种故障模式和故障原因,为后续ZPW2000A可靠性研究打下基础。将ZPW2000A轨道电路的维修方式分进行分类,采用威布尔分布来描述设备的衰退过程,不同维修方式下对设备的可靠性会产生不同的影响,且耗费的维修成本也不一样。采用求不交化最小路集方法对ZPW2000A系统可靠度进行推导,并对系统中每个设备单元进行可靠度敏感度分析,同时建立ZPW2000A系统维修费用模型。 其次,将ZPW2000A系统的可靠性和维修费用作为优化目标,将维修策略优化转换为一个多目标优化问题,通过改进的NSGA2算法来优化求解。改进的算法通过混沌映射产生初始种群来提高初代种群的多样性,采用改进的遗传算子来使劣势个体有更大的机会参与到进化过程中,使搜索范围变的更大,提高了搜索能力。 最后,与传统NSGA2算法进行对比,改进算法最优解的覆盖范围更广,分布更为均匀,数量也更多,且进化效率也更好。同时通过和不同单目标优化算法的对比,从不同方面体现出多目标优化算法具有很大的优势。采用本文方法得到的优化结果,与传统维修策略相比,不仅维修的效果较好,且能够合理的控制维修成本,为今后维修策略制定提供新的方法和思路。