地铁设备维修策略优选方法与实证(全文)

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【摘要】要保障地铁的安全行驶，地铁设备的日常维护及维修必不可少。地铁的维修更是复杂而技术要求高的工作，而维修策略的最优选择直接决定了维修的质量和成效。本文通过研究维修策略的优选方法，提出将灰色局势法和逻辑决断法结合共同判定，构建维修决策的评价指标体系，并选取部分实际例子对最终实现地铁维修策略优选进行研究阐释。

【关键词】地铁设备维修策略优选方法

中图分类号：U231+.4文献标识码： A 文章编号：

1.维修策略优选方法研究

(1) 灰色局势决策法

在维修策略评价选择中，总是存在定量与定性因素，它们之间没有数量上的确定关系，使得信息带上灰色性、可知性较差。灰色局势决策法通过使用灰色系统理论可以评价各个维修方案间互补性，以及实现技术指标等信息数据的可比性。其中系统中当信息完全确定时，显示为白色信息，而此时信息中完全不确知或者不完全的部分就能够比较出来，灰色系统理论就是利用了该原理。灰色局势决策为灰色系统多目标决策问题，提供了一个简单且行之有效的方法。具体步骤可简述为：事件和对策的给出—构造局势—给出目标—找出不同目标的效果白化值—计算不同目标的效果测度—计算多目标综合效果测度—选择最优局势。

(2) 逻辑决断图法

总结前人各种研究，逻辑决断图法在设计理念的应用上基本是一样的：针对故障后果较小的次要设备，使用用事后维修的策略；在无故障突发的特殊情况下，故障后果一般或较重的主要设备，进行定期计划维修即可；对于有严重故障后果的关键设备，首先采取状态检测维修，同时进行定期计划维修策略[1]。

在实际使用逻辑决断图法过程中，因为决策人员专业素质及经验较少等因素，在经济、技术是否可行等问题上，常常无法做出判断。本文就逻辑决断图设计中的技术可行性及故障后果两个重要方面，对地铁设备故障判断情况作一个概括：隐性故障，设备或系统功能自发的、但不易作者察觉的故障；多重故障风险度高低的判定，防止其引发的相关联的其他故障和预测多重故障后果的严重程度；通过对故障数据的统计分析，判断故障机理和时间寿命的关系，统计结果显现特定的变化规律则有关，随机的则无关；潜在的故障，根据一些征兆来提前发现故障，从显露潜在故障到转变成功能性故障间隔是否明显，状态是否可监测；故障后果严重情况判断，分为不严重（只产生直接维修费用）、一般严重（影响到设备运营）和严重（引发环境及安全性后果）三种情况。

（3）灰色局势法与逻辑决断图法结合共同判定

逻辑决断图法在严格分析后，判断出设备故障情况并选择最优的维修策略；灰色局势决策法则通过测算数据对比，从而解决多目标决策问题。灰色局势法和逻辑决断共同判定机制，当二者决断测算出的结果一致时，决策形成，有效减少了主观因素的影响，使检测度更精确、偏差更小，检测结果更加真实可信，确保了维修的有效性。

2.建立维修策略优选评价指标体系

2.1设备维修策略概述

设备维修策略是地铁设备维修和管理中必需的可循之法，纵观各地企业，使用的维修策略大致有六种，包括事后维修策略、视情维修策略、计划性维修（预定翻修和预订报废）、预防性维修、改进性维修以及可靠性主导维修策略等。

2.2建立指标体系

影响维修策略的决策有许多因素，其中维修需求、经济可行性、技术可行性以及故障后果等为主要影响因素。地铁设备维修策略优选体系的建立是实现维修策略的优选的必要条件。以某地地铁为例，首先根据当地地铁的实际运营情况，

再而运用灰色局势决策法进行综合评价，通过对比各个评价指标值得出维修策略的最优。

实际运用地铁列车受电弓的例子，在建立指标体系之前，要充分运用工作人员的经验等对设备故障情况进行评价，标记出设备维护成本、安全性以及故障频率各自的指标数值，最后测算出它的加权关键性F值，F值越高表明越是重要设备，其次可通过FMEA方法（故障模式及影响分析），巡查出设备维护过程中需要留意的关键环节。

2.3基于指标体系的机电设备维修

机电设备维修体系包括：维修架构及人员配备，维修标准、规程及记录的编制，检修场地、检修设备配备，预防性维修和应急处理程序等[3]。如在地铁运营期间，工作人员通过经验总结，建立了线路、车辆、通信、信号、电力5大系统的完整的设备树形图、构建指标体系，在进行故障模式影响和危害性分析时，便可以快速的结合逻辑决断和灰色局势法共决机制，确定出几点设备系统的维修模式和最优维修策略。

3. 设备维修策略优选实证应用

3.1地铁盾构机掘进设备维修策略优选

在地铁施工过程中，使用盾构机进行隧洞掘进等技术已经慢慢普及，对于隧洞洞线过长等状况，使用盾构机施工较传统施工方法不仅节约了经费减少人力的使用，还能够一次成洞并减小对地面建筑的影响，具有施工速度快，自动化程度高的特点。国外瑞克盾构掘进机由液压装置与盾构千斤顶构成，集光、电、传感及信息技术等为一体，具备输送土渣、开挖切削土岩及拼装隧道衬砌等功能。

以盾构掘进机设备中管片渗漏、裂纹等为例，分析出现原因及维修策略优选。设备管片出现渗漏、裂纹等情况，首先利用逻辑判定法进行原因分析，主要原因可能是：1）盾构设备和管片拼装不严密，致使管片间出现错位，无法进行正常压紧从而出现渗漏水状况；2）盾构机掘进过程中不均匀的推力或者推力过大，都易造成管片出现裂纹而漏水；3）管片补浆过程中因压力控制不当造成管片开裂；4)吊运或运输过程中造成的管片破损；5）连接螺栓没有拧紧，导致掘进后管片呈现松弛等。通过灰色局势法再次评定，考虑维修策略优选评价体系的影响因素，最后得出预防性维修的最优维修策略。对于管片拼接不严密情况，在拼接封顶的时候，应事先保证足够的宽度再进行插入；在盾构机掘进途中，要及时检查连接螺栓是否松动，及时进行复紧。

3.2地铁车门系统故障维修策略优选

一般情况下，对于各种不同故障，备选方案大致有四种：事后维修、视情维修、预定翻修及预定报废[4]。以某车门子系统故障模式为例，该故障模式以红闪作为车门图标、开关门呈现正常为现象。首先要分析出该故障现象的原因，通过故障模式和根本原因分析，发现该故障出现是因为电子能控单元(简称EDCU)发生故障，接下来再由工作人员使用逻辑决断图法，严格按照其过程和方法进行决断，最后得出最优的维修策略为事后维修。

第二，同一车门子系统故障模式，开关门正常，车门图标出现红闪为现象，分析得出EDCU故障为故障原因。以灰色局势决策法对定量、定性指标进行评价赋值，标记出评价指标的极性（极大值或极小值）。根据隶属度值公式E=wi×rij计算出4种备选方案隶属度值。隶属度值最大的则为最优的维修策略方法，即可以判断出事后维修为车门子系统故障的最优维修策略。

最后根据逻辑决断和灰色局势法共同判定原理，两者分析测算后结果一致，最终得出了事后维修策略为车门子系统故障的最优维修策略的结论。

4.结语

综上所述，本文在介绍目前存在的维修策略优选方法的基础上，将灰色局势决策法和逻辑决断图法结合，进行共同判定选择出最优策略，提出了建立维修策略优选评价指标体系从而实现维修策略的优选。同时以地铁列车受电弓故障、地铁车门系统故障、地铁机电设备系统维修及盾构机掘进设备维修等例子为实证分析，陈述了维修策略优选方法的实施过程及注意事项，证实了故障分析、策略优选后结果的可信性及有效性，并为工作人员进行现场故障检修特供了理论依据及参照，更好的实现地铁设备的维修策略优选。

【参考文献】

[1]吕德峰,过秀成,孔哲等.基于可用度的地铁车辆维修检查间隔优化方法[J].东南大学学报(自然科学版),2011(04):10-11.

地铁设备维修策略优选方法与实证

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