CN110414739B - 一种城轨列车检修周期优化方法和装置 - Google Patents

一种城轨列车检修周期优化方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城轨列车检修周期优化方法和装置，本发明通过计算出原始检修模式(例如仅依靠人工检修)下每个检修项点的检修效力，从而给出了针对该检修项点的检修能力评价指标；再针对增加了调整后的检修模式下对应检修项点的检修效力计算模型，并使得该检修效力不小于原始检修模式下的检修效力，即可解析得到满足要求的新的检修周期。即本发明通过量化计算模型，科学有效的实现检修周期的调整，克服了现有仅依靠人为经验的方式进行调整而导致的诸多不不确定性风险的问题。

Description

一种城轨列车检修周期优化方法和装置
技术领域
本发明涉及轨道车辆检修技术领域，具体涉及一种城轨列车检修周期优化方法和装置。
背景技术
在城市轨道交通列车的检修作业中，由于检修项点繁多，检修耗时耗力，例如对一列车进行“四日检”作业的时间为2人·50分钟，每日夜间要完成全段几十列车的所有项点的检修将会消耗大量的人力。近些年，随着工业智能化的发展，列车维保单位通过加装一系列的轨旁检测设备(如车底360°图像识别、轮对尺寸检测系统、受电弓检测系统等)对列车进行自动化检测，以期减少人力投入。
但是，现有智能化检测系统并未减少人工作业任务，现在的检修模式为人工检测与设备检测独立运行。城轨列车检修作业体系还是按照原始检修周期进行检修(例如某地铁公司以照4日为一个检修周期)，设备检修还是作为辅助报警的功能存在。
现在维保人员倾向于通过延长检修周期来减少人工的投入。但却无法找到科学的评价方法使得调整后的检修周期同现有检修周期能达到同样的故障发现率。因而维保人员无法发挥自动化设备代替人工的优势。
部分地铁公司也开始着手调整此部分项点(被设备重复检测的项点)的检修周期，地铁公司采用的方式一般是先实验性地设置一个较长的检修周期(如原来为4日，调整后一般为8日)，然后按照此种模式运行一段时间后，如能良好适应此种模式则认为调整可行(良好适应主要体现在未出现因检修任务增加造成供车不足、检修工作量未出现明显增多、未出现正线事故等等)。由此可见，当没有一种有效的检修周期调整计算方法时，目前的调整方式存在诸多不确定性风险。
发明内容
为了解决现有城轨列车检修作业中无有效的检修周期调整方式的技术问题，本发明提供了一种城轨列车检修周期优化方法，该方法能够对检修周期的调整进行定量分析，能够克服通过人为经验调整等方式导致的诸多不确定性风险。
本发明通过下述技术方案实现：
一种城轨列车检修周期优化方法，该方法包括：
步骤S1，获取某检测设备的历史检测结果与人工复查结果数据，计算得到该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn；
步骤S2，获取第n个检修项点历史故障数据，计算得到第n个检修项点的失效率λn(t)；
步骤S3，基于步骤S2得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在当前检修周期与检修方式下的最大检修效力E；
步骤S4，基于步骤S1得到的设备检测准确率Rn和步骤S2得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在增加所述检测设备检测后的最小检修效力E′；
步骤S5，求解E′≥E，即可得到调整检修方式后优化的检修周期。
优选的，所述步骤S3通过下式计算得到最大检修效力E：
Figure BDA0002152508330000021
Figure BDA0002152508330000022
式中，λn(t)表示随时间变化的失效率，时间单位：天；m表示当前检修周期；ci表示第i个检修周期，i＝1，2，3…n；η表示第i个检修周期内第n个检修项点连续d′天不失效的概率。
优选的，所述步骤S4通过下式计算得到最小检修效力E′：
Figure BDA0002152508330000023
Figure BDA0002152508330000024
式中：Rn为设备检测准确率；β为当日列车过检次数；m′为增加检测设备检测后的检修周期；η′为第i个检修周期内第n个检修项点连续d″′天不失效的概率。
优选的，所述步骤S1中，如果该检测设备为初期使用阶段，则该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn由厂家提供的设备检测准确率代替。
优选的，所述步骤S2中，如果城轨列车为新车型，则第n个检修项点的失效率λn(t)由车辆制造商提供的部件失效率代替。
另一方面，本发明还提出了一种城轨列车检修周期优化装置，该装置包括：
第一获取单元，获取某检测设备的历史检测结果与人工复查结果数据，计算得到该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn；
第二获取单元，获取第n个检修项点历史故障数据，计算得到第n个检修项点的失效率λn(t)；
第一计算单元，基于第二获取单元得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在当前检修周期与检修方式下的最大检修效力E；
第二计算单元，基于第一获取单元得到的设备检测准确率Rn和第二获取单元得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在增加所述检测设备检测后的最小检修效力E′；
解析单元，求解E′≥E，即可得到调整检修方式后优化的检修周期。
优选的，所述第一计算单元通过下式计算得到最大检修效力E：
Figure BDA0002152508330000031
Figure BDA0002152508330000032
式中，λn(t)表示随时间变化的失效率，时间单位：天；m表示当前检修周期；ci表示第i个检修周期，i＝1，2，3…n；η表示第i个检修周期内第n个检修项点连续d′天不失效的概率。
优选的，所述第二计算单元通过下式计算得到最小检修效力E′：
Figure BDA0002152508330000033
Figure BDA0002152508330000034
式中：Rn为设备检测准确率；β为当日列车过检次数；m′为增加检测设备检测后的检修周期；η′为第i个检修周期内第n个检修项点连续d″′天不失效的概率。
优选的，如果该检测设备为初期使用阶段，则该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn由第一获取单元获取厂家提供的设备检测准确率代替。
优选的，如果城轨列车为新车型，则第n个检修项点的失效率λn(t)由第二获取单元获取车辆制造商提供的部件失效率代替。
本发明具有如下的优点和有益效果：
本发明通过计算出原始检修模式(例如仅依靠人工检修)下每个检修项点的检修效力，从而给出了针对该检修项点的检修能力评价指标；再针对增加了调整后的检修模式下对应检修项点的检修效力计算模型，并使得该检修效力不小于原始检修模式下的检修效力，即可解析得到满足要求的新的检修周期。即本发明通过量化计算模型，科学有效的实现检修周期的调整，克服了现有仅依靠人为经验的方式进行调整而导致的诸多不不确定性风险的问题。
本发明还能够对比在不同检修模式(例如人工检修或设备检修)、检修周期下的检修过程优劣；对科学制定检修策略提供了数据支撑。
本发明充分考虑设备的准确率以及每日检测次数等，评价结果更加准确可靠。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明的装置结构示意图。
具体实施方式
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提出了一种城轨列车检修周期优化方法，通过计算每个项点(设备检测部分的检修项点)的检修调整周期，将设备检测部分的项点周期统一调整，以达到“设备代替人工”的修程优化目的。
如图1所示。该方法包括以下步骤：
步骤一：通过获取该设备的历史检测结果与人工复检结果，计算得到设备对第n个检修项点的检测准确率Rn(设备初期使用阶段可使用厂家提供的准确率代替)。
步骤二：通过获取第n个项点历史故障信息，计算得到项点n的失效率λn(t)(失效率为时间的函数)，对于全新车型可以利用车辆制造商提供的部件失效率代替。
步骤三：计算针对第n个项点在现有检修周期与检修状态(人工检测)下的最大检修效力，其表达式为：
Figure BDA0002152508330000051
Figure BDA0002152508330000052
式中：
E为检修效力；
λn(t)为随时间变化的检测准确率，时间单位：天；
d为一个检修周期内的天数，以4天一个检修周期为例，d取值1，2，3，4；
m为检修周期，以4天一个检修周期为例，m取值为4；
ci为第i个检修周期，i＝1，2，3…n；
η为第i个检修周期内第n个检修项点连续d′天不失效的概率。
步骤四：计算第n个项点在增加设备检测后的检修效力，假设增加设备后人工检修周期为m′，其最小检修效力表达式为：
Figure BDA0002152508330000053
Figure BDA0002152508330000054
式中：
Rn为设备检测准确率；
β为当日列车过检次数(轨旁检测设备安装在正线或入段线，列车每日经过多次，设备将对车辆进行多次检测)；
E′为增加检测设备检测后的最小检修效力；
m′为增加检测设备检测后的检修周期；
d″为一个检修周期(m′)内的天数，d″取值1，2，…，m′；
η′为第i个检修周期内第n个检修项点连续d″′天不失效的概率。
步骤五：求解使得E′≥E，得到的m′即为调整后优化的检修周期(满足现有检修效力)。
实施例2
基于上述实施例提供的优化方法，本实施例提供了一种城轨列车检修周期优化装置。
如图2所示，该装置包括第一获取单元、第二获取单元、第一计算单元、第二计算单元和解析单元：
第一获取单元，获取某检测设备的历史检测结果与人工复查结果数据，计算得到该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn(如果该检测设备为初期使用阶段，则该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn由第一获取单元获取厂家提供的设备检测准确率代替)；
第二获取单元，获取第n个检修项点历史故障数据，计算得到第n个检修项点的失效率λn(t)(如果城轨列车为新车型，则第n个检修项点的失效率λn(t)由第二获取单元获取车辆制造商提供的部件失效率代替)；
第一计算单元，基于第二获取单元得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在当前检修周期与检修方式下的最大检修效力E；
所述第一计算单元通过下式计算得到最大检修效力E：
Figure BDA0002152508330000061
Figure BDA0002152508330000062
式中，λn(t)表示随时间变化的失效率，时间单位：天；m表示当前检修周期；ci表示第i个检修周期，i＝1，2，3…n。
第二计算单元，基于第一获取单元得到的设备检测准确率Rn和第二获取单元得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在增加所述检测设备检测后的最小检修效力E′；
所述第二计算单元通过下式计算得到最小检修效力E′：
Figure BDA0002152508330000063
Figure BDA0002152508330000071
式中：
Rn为设备检测准确率；
β为当日列车过检次数(轨旁检测设备安装在正线或入段线，列车每日经过多次，设备将对车辆进行多次检测)；
E′为增加检测设备检测后的最小检修效力；
m′为增加检测设备检测后的检修周期；
d″为一个检修周期(m′)内的天数，d″取值1，2，…，m′；
η′为第i个检修周期内第n个检修项点连续d″′天不失效的概率。
解析单元，求解E′≥E，即可得到调整检修方式后优化的检修周期。
实施例3
采用上述实施例1和实施例2提出的方法和装置应用于一增加了轨旁检修设备的车辆段，减少其检修人员投入量并满足原有检修效力的检修周期的调整，具体如下：
1、针对项点：“检查车轮踏面是否有擦伤”，根据设备供应商提供的出厂数据显示，“轮对尺寸及踏面擦伤检测设备”对“踏面擦伤”项点的检测准确率Rn＝75％。
2、根据地铁公司给出的踏面历史擦伤数据计算得出“踏面擦伤”的失效率符合偶然失效模型，并计算得到其失效率为：λn(t)＝0.5％/天(此项点失效率是与时间无关)。
3、根据某地铁现有检修周期m＝4天，针对该项点，现有检修效力为(由于该项点失效率与时间无关，因此各检修周期的最大值即可表示为任意周期的检修效力)：
Figure BDA0002152508330000072
Figure BDA0002152508330000073
4、根据现有情况，该地铁公司的列车每日通过“轮对尺寸及踏面擦伤检测设备”的次数为2次，则其利用该设备后的检修效力为：
Figure BDA0002152508330000074
Figure BDA0002152508330000081
5、求解E′≥E，得到满足条件的优化的检修周期m′＝16天。
由此可知：针对此项点，一旦减少设备检测次数，如每日过检1次，则得到m'＝8天，明显少于过检两次的人工检修周期。可以看出设备检测的优势在于每日可以对相同项点进行多次检测，减少漏报故障的概率。因此，利用轨旁设备对检修项点进行检测，并利用此发明的效力计算方法，进而计算得到调整后的检修周期，可大幅度减少检修人员投入。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种城轨列车检修周期优化方法，其特征在于，该方法包括：
步骤S1，获取某检测设备的历史检测结果与人工复查结果数据，计算得到该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn；
步骤S2，获取第n个检修项点历史故障数据，计算得到第n个检修项点的失效率λn(t)；
步骤S3，基于步骤S2得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在当前检修周期与检修方式下的最大检修效力E；所述步骤S3通过下式计算得到最大检修效力E：
Figure FDF0000011044050000011
Figure FDF0000011044050000012
式中，λn(t)表示随时间变化的失效率，时间单位：天；m表示当前检修周期；ci表示第i个检修周期，i＝1，2，3…n；η表示第i个检修周期内第n个检修项点连续d′天不失效的概率；
步骤S4，基于步骤S1得到的设备检测准确率Rn和步骤S2得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在增加所述检测设备检测后的最小检修效力E′；所述步骤S4通过下式计算得到最小检修效力E′：
Figure FDF0000011044050000013
Figure FDF0000011044050000014
式中：Rn为设备检测准确率；β为当日列车过检次数；m′为增加检测设备检测后的检修周期；η′为第i个检修周期内第n个检修项点连续d″′天不失效的概率；
步骤S5，求解E′≥E，即可得到调整检修方式后优化的检修周期。
2.根据权利要求1所述的一种城轨列车检修周期优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，如果该检测设备为初期使用阶段，则该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn由厂家提供的设备检测准确率代替。
3.根据权利要求1所述的一种城轨列车检修周期优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，如果城轨列车为新车型，则第n个检修项点的失效率λn(t)由车辆制造商提供的部件失效率代替。
4.一种城轨列车检修周期优化装置，其特征在于，该装置包括：
第一获取单元，获取某检测设备的历史检测结果与人工复查结果数据，计算得到该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn；
第二获取单元，获取第n个检修项点历史故障数据，计算得到第n个检修项点的失效率λn(t)；
第一计算单元，基于第二获取单元得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在当前检修周期与检修方式下的最大检修效力E；所述第一计算单元通过下式计算得到最大检修效力E：
Figure FDF0000011044050000021
Figure FDF0000011044050000022
式中，λn(t)表示随时间变化的失效率，时间单位：天；m表示当前检修周期；ci表示第i个检修周期，i＝1，2，3…n；η表示第i个检修周期内第n个检修项点连续d′天不失效的概率；
第二计算单元，基于第一获取单元得到的设备检测准确率Rn和第二获取单元得到的失效率λn(t)计算第n个检修项点在增加所述检测设备检测后的最小检修效力E′；所述第二计算单元通过下式计算得到最小检修效力E′：
Figure FDF0000011044050000023
Figure FDF0000011044050000024
式中：Rn为设备检测准确率；β为当日列车过检次数；m′为增加检测设备检测后的检修周期；η′为第i个检修周期内第n个检修项点连续d″′天不失效的概率；
解析单元，求解E′≥E，即可得到调整检修方式后优化的检修周期。
5.根据权利要求4所述的一种城轨列车检修周期优化装置，其特征在于，如果该检测设备为初期使用阶段，则该设备对第n个检修项点的检测准确率Rn由第一获取单元获取厂家提供的设备检测准确率代替。
6.根据权利要求4所述的一种城轨列车检修周期优化装置，其特征在于，如果城轨列车为新车型，则第n个检修项点的失效率λn(t)由第二获取单元获取车辆制造商提供的部件失效率代替。
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