轨道交通系统基础设施综合维修计划协同优化研究

The rapid development and large scale operation of railway systems in require high quality of work on train scheduling and maintenance activities in China. Integrated maintenance scheduling is playing a crucial pole to realize the sustainable development of modern railway transportation with low cost and high efficiency in maintenance jobs under good and safe service. Because of the complex structure and connection of railway infrastructure, difficulties to identify the failures of components and competitions of spatio-temporal resources between train and maintenance scheduling, this project is aiming to estimate the multiphase characteristics of component failures and to calculate the multistate reliability of infrastructure systems. Integrated optimum models for maintenance and train scheduling will be proposed with consideration of the requirements from tracks, power supplies and signals on maintenance work. A group of algorithms to solve the optimum models are developed based intelligent computing and hybrid methods. Case studies are necessary to show the validation of the research. The results from this project are helpful to improve the robust and efficiency of maintenance scheduling and train scheduling as well as the integration degrees of them an to support the field applications in railway operations.

轨道交通的快速发展与大规模投入运营对列车运输组织与基础设施维修提出了新的要求。在保证提供高质量、效率、可靠性运输服务前提下，开展节约维修成本、提高维修效率的综合维修工作成为实现轨道交通系统可持续发展的重要组成部分。轨道交通基础设施系统组成结构复杂，失效与可靠性特征识别困难，运输组织与维修工作的开展存在时空资源利用方面的冲突。因此，本项目的主要研究内容包括：在准确分析设备阶段失效特征、系统多状态可靠性水平的基础上，建立协同考虑线路轨道、牵引供电与信号等基础设施系统的维修计划与列车运输计划的综合优化模型，设计基于智能计算与混合算法的求解方法，并开展实际案例研究。通过研究，提高维修计划、运输组织计划的可靠性与效率以及两项计划间的协调水平，为实际工作提供理论方法与技术支持。

轨道交通的快速发展与大规模投入运营对列车运输组织与基础设施维修提出了新的要求。在保证提供高质量、效率、可靠性运输服务前提下，开展节约维修成本、提高维修效率的综合维修工作成为实现轨道交通系统可持续发展的重要组成部分。项目组根据研究任务与计划开展工作，在失效数据积累的基础上，深入挖掘设施设备失效规律；基于退化理论分析并构建可靠度模型，重点开展轨道交通基础设施的维修需求预测、维修计划模型构建、求解算法设计和基于实际数据的案例研究。鉴于问题复杂性和现有研究条件，着重从事系统退化过程精细刻画、多系统间的相关性分析以及算法设计与效率提升等工作；先后开展单系统退化分析与维修预测、多系统维修任务协同优化、考虑时空约束的维修计划优化，分别构建一系列优化模型，并设计相应的求解算法，开展实例研究验证方法的有效性。通过四年的研究，按研究目标基本完成了研究工作，获得了初步研究成果，为在各种轨道交通系统设施设备的维修协同优化奠定了的基础，并计划在研究成果基础上继续深入理论方法研究，进一步向实际应用方面推进工作。