基于灰信息的地鐵鋪軌機維修研究

張睿航，王宏杰，賈玉周

（中建安裝集團有限公司，江蘇南京 210023）

1 灰信息來源故障率分析

由于地鐵鋪軌機運行及停止使用中存在諸多隱患，對施工進度、質量及安全提出了很大的挑戰。根據現場實際施工中發現的維修問題，進行地鐵鋪軌機日常檢查和維修，難以快速準確的找到故障原因，現場全面檢修如圖1 所示。由于人員操作對地鐵鋪軌機的影響灰度因子較大，傳統灰色預測模型的建模對象又是實數序列[1]，根據實際施工中的灰度關聯，分析對灰信息各來源的γ 故障率函數，建立維修閥值，依照設備的維修閾值和決策模型，實現信息不足情況下的地鐵鋪軌機維修。

圖1 地鐵鋪軌機全面檢修

地鐵鋪軌機灰信息主要來源及各γ 故障率函數如下：

（1）地鐵鋪軌機供電系統是灰信息主要來源之一。由于地鐵區間施工配電箱位置和區間長度的不確定，使得電纜長度根據配電位置和區間施工位置進行調整，地鐵鋪軌機作業面操作人員和維修人員無法長期有效識別供電線纜的位置和內部受到的扭轉力，線纜內部發生破壞，破壞點難以巡查，可在任一位置、任一時間發生破壞。分析過程中，地鐵鋪軌機的形狀參數和尺寸參數不發生變化，比例為定值，且應防止未失效時間的指數為0。

（2）地鐵鋪軌機人員操作是灰信息主要來源之一，地鐵鋪軌機在施工不同使用階段的操作人員不相同，相同人員操作時使用的功能不相同，人員由于工作強度、個人習慣等因素造成的設備故障，無法短時間甄別并維修，但根據工程實際可以對以上主要灰信息進行甄別，從主要故障部位十字開關、液壓閥、亂槽、走行保護罩4 個方面可發現灰信息雖難以辨別，但其產生的影響可通過更換頻率較大的故障部位進行辨別。分析過程中地鐵鋪軌機的形狀參數和尺寸參數不發生變化，比例為定值（形狀參數略小于尺寸參數，為使數據更為確切，假定為2∶3），且應防止未失效時間的指數為0。

（3）地鐵鋪軌機自有故障是灰信息主要來源之一，地鐵鋪軌機購置后組裝過程中產生的部分問題不會影響設備的調試，但在施工使用過程中存在的軌料重量相差較大，設備允許范圍內短時間超負荷運轉，設備運行速度可變，改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比頻率多，且軌排立架過程中，軌排不均勻升降時，軌排聯動對地鐵鋪軌機受到的彎扭矩變化對設備的影響，可能造成零部件松動，齒輪嚙合不到位，液壓機構損傷加重等的影響，故障原因較多，逐個分析難度大，且灰信息存在多趨勢耦合，多方向相互擾動的情況，難以實現擬合分析。分析過程中，地鐵鋪軌機的形狀參數和尺寸參數不發生變化，比例為定值，且應防止未失效時間的指數為0。為保證灰信息的全覆蓋，時間指數為除上述兩種的情況的剩余全部故障時間。

2 維修閾值

維修閾值是地鐵鋪軌機校正動作的最小輸入值，確定其是為了在整個歷史故障數據的灰信息分析中找到灰信息和閾值的關系，供電系統的灰信息在維修閾值的確定中影響因素大于人員操作的灰信息，其灰信息較少，可以作為檢查維修的基礎依據和首要檢查環節；自有故障的故障率大于人員操作的故障率，但是自由故障灰信息較多、區間車站環境條件受限（圖2），無法展開鋪軌機進行維修，且各故障之間相互影響，無法第一時間作出判斷，需要對整個設備進行全面有效的排查，消耗維修時間較多，一般不作為維修閾值進行判定；人員操作灰信息關聯故障僅為四項，便于檢查，可作為檢查維修的重要環節，也可作為定期維修的閾值，至少應定期對四項部位進行檢修。

圖2 地鐵鋪軌機作業環境

3 結束語

提出了地鐵鋪軌機的灰信息識別和判定技術，在目前國內軌道工程施工壓力大，面臨條件限制多的情況下，對軌道的重點設備進行討論，增加維修檢查的有效性，對施工安全及可靠性有了更深一步的認識。基于灰信息的挖掘，建立了地鐵鋪軌機故障率函數，根據維修目標求維修閾值[2]，提高設備維修效率，減少設備故障和安全隱患的發生。

針對地鐵鋪軌機檢修中各階段的問題，以及對整機系統未知的單部件系統故障狀況進行檢修，通過故障預測函數及分析模型，將理論研究與預防性維修相結合，在灰信息研究方面對地鐵鋪軌機存在問題多，維修難度大的問題建立維修策略[3]，以灰信息的分析檢修難度為依據，計算設備在供電系統、人工操作、自有故障方面的瞬時故障率及最佳的預防性維修閾值和，在保證設備高效進行區間投運工作的同時，使設備的平均維修時間最少，并通過現場試驗驗證理論計算可行性和有效性。