本書開展了基于監(jiān)測(cè)信息的牽引供電設(shè)備故障狀態(tài)檢測(cè)與狀態(tài)維修決策優(yōu)化建模研究,研究?jī)?nèi)容是中國(guó)鐵路總公司重大科技項(xiàng)目“同相供電系統(tǒng)運(yùn)用維護(hù)技術(shù)研究”“高速鐵路接觸網(wǎng)故障預(yù)測(cè)與健康管理”"供電系統(tǒng)運(yùn)行安全性預(yù)測(cè)和維修策略”的重要組成部分。首先,針對(duì)組合式同相供電裝置進(jìn)行全面研究,并針對(duì)其中的劣化特點(diǎn)構(gòu)建有效的狀態(tài)維修決策及優(yōu)化模型;然后,基于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的振動(dòng)、磨損等監(jiān)測(cè)和檢測(cè)數(shù)據(jù),研究高速接觸網(wǎng)、受電弓關(guān)鍵設(shè)備及部件的故障狀態(tài)檢測(cè)和狀態(tài)維修優(yōu)化建模問(wèn)題。
高速鐵路均采用電氣化,電氣化與其他牽引方式相比,牽引供電系統(tǒng)中設(shè)備繁多、構(gòu)造復(fù)雜,隨著服役時(shí)間的延長(zhǎng),高速鐵路牽引供電設(shè)備的服役性態(tài)也在發(fā)生著變化,其中一些性能的惡化威脅著高速鐵路的安全運(yùn)行,因此,需要合理維護(hù)牽引供電系統(tǒng),確保其高可靠性,這對(duì)鐵路的正常運(yùn)輸組織有著重要作用。盡管中國(guó)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和集成技術(shù)已具有世界先進(jìn)水平,然而,高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。
一方面,隨著高速鐵路的發(fā)展,工頻交流制牽引供電系統(tǒng)存在電分相,造成供電斷點(diǎn),制約運(yùn)輸能力和速度提高這一問(wèn)題日益凸顯。同相供電技術(shù)是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵,雖然近年來(lái)同相供電技術(shù)已經(jīng)取得了快速的發(fā)展,得到了廣泛應(yīng)用,但有關(guān)同相供電裝置的運(yùn)營(yíng)維護(hù)研究仍屬空白,這一問(wèn)題無(wú)疑制約了同相供電技術(shù)的發(fā)展。另一方面,接觸網(wǎng)與受電弓系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行仍然具有最為直接的影響,接觸網(wǎng)與受電弓系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備在長(zhǎng)期服役過(guò)程中出現(xiàn)的性能劣化嚴(yán)重影響牽引供電的運(yùn)行品質(zhì),供電故障時(shí)有發(fā)生。雖然目前中國(guó)正在開展高速鐵路牽引供電設(shè)備安全檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(6C系統(tǒng))的研究,但如何有效利用監(jiān)測(cè)所獲取的海量數(shù)據(jù),從而掌握高速鐵路牽引供電設(shè)備故障狀態(tài)和設(shè)備性能的劣化規(guī)律,在此基礎(chǔ)上開展?fàn)顟B(tài)維修,仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的亟待解決的重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
總而言之,高速鐵路牽引供電系統(tǒng)在長(zhǎng)期服役過(guò)程中的安全性態(tài)將發(fā)生變化,給高速鐵路牽引供電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)安全帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。解決這一挑戰(zhàn)性問(wèn)題的有效手段是在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行工況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢測(cè),通過(guò)研究牽引變電所、接觸網(wǎng)、受電弓設(shè)備及關(guān)鍵部件運(yùn)行安全性能相關(guān)參數(shù),掌握牽引供電故障狀態(tài)特征的劣化規(guī)律,并有針對(duì)性地進(jìn)行維修工作。因此,本書開展了基于監(jiān)測(cè)信息的牽引供電設(shè)備故障狀態(tài)檢測(cè)與狀態(tài)維修決策優(yōu)化建模研究,研究?jī)?nèi)容是國(guó)鐵集團(tuán)重大科技項(xiàng)目“同相供電系統(tǒng)運(yùn)用維護(hù)技術(shù)研究”“高速鐵路接觸網(wǎng)故障預(yù)測(cè)與健康管理”“供電系統(tǒng)運(yùn)行安全性預(yù)測(cè)和維修策略”的重要組成部分。
本書在撰寫過(guò)程中參閱了國(guó)內(nèi)外相關(guān)書籍和文獻(xiàn)資料,由于時(shí)間和水平有限,書中難免存在疏漏和差錯(cuò),懇請(qǐng)讀者不吝指正。
第1章 緒論
1.1 問(wèn)題的提出
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.1 牽引供電狀態(tài)檢測(cè)與維修現(xiàn)狀
1.2.2 設(shè)備故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)與狀態(tài)維修優(yōu)化建模方法
1.3 本書研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容
1.4 本書主要內(nèi)容
第2章 基于Markov過(guò)程的組合式同相供電裝置狀態(tài)維修決策優(yōu)化研究
2.1 引言
2.2 組合式同相供電方案的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
2.2.1 傳統(tǒng)同相供電方案
2.2.2 組合式同相供電方案
2.3 組合式同相供電裝置
2.3.1 裝置構(gòu)成
2.3.2 工作模式
2.3.3 故障模式
2.4 組合式同相供電裝置可靠性分析
2.4.1 符號(hào)定義
2.4.2 假設(shè)條件
2.4.3 可靠性建模
2.4.4 算例分析
2.5 考慮故障狀態(tài)的組合式同相供電裝置維修決策優(yōu)化模型
2.5.1 故障狀態(tài)
2.5.2 維修決策優(yōu)化模型
2.5.3 算例分析
2.6 小結(jié)
第3章 基于振動(dòng)信號(hào)分析的高鐵接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)研究
3.1 引言
3.2 高鐵接觸網(wǎng)棘輪補(bǔ)償裝置運(yùn)行分析
3.3 機(jī)械故障選擇和KNN參數(shù)描述
3.3.1 k近鄰分類器
3.3.2 機(jī)械故障特征KNN參數(shù)優(yōu)化
3.4 基于智能水滴算法的KNN參數(shù)同步特征選擇
3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)智能水滴優(yōu)化算法
3.4.2 基于局部區(qū)域縮放的自適應(yīng)算法描述
3.4.3 機(jī)械故障監(jiān)測(cè)模型的操作步驟
3.5 模擬實(shí)驗(yàn)
3.5.1 優(yōu)化算法性能測(cè)試
3.5.2 IWD-KNN分類器性能測(cè)試
3.5.3 故障監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
3.6 小結(jié)
……
第4章 基于振動(dòng)信號(hào)分析的高鐵接觸網(wǎng)單個(gè)錨段故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)研究
第5章 基于磨損分析的高鐵受電弓滑板狀態(tài)維修決策優(yōu)化研究
第6章 基于可靠性的高鐵牽引供電狀態(tài)維修決策優(yōu)化研究
第7章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)