混凝土桥面维修决策中的全寿命成本分析法

为了确定桥梁的易损部件桥面的最佳维修策略以节约维修资金,通过探讨桥梁全寿命成本的基本构成和计算模型,研究了混凝土桥面维修全寿命成本分析方法的基本理念,并结合实例探讨了具体应用,结果表明,所用方法能够大幅度降低桥面维修成本.     

基于计量经济学综合分析法的电力设备全寿命周期成本管理

以全寿命周期成本管理理论为指导,建立了一套电力设备全寿命周期成本、效益优化模型。提出基于计量经济分析法的一次投资费用模型;考虑节能减排和环境保护,建立环境成本模型;并以设备的可靠性为效能指标,建立基于相对价值分析的费效优化模型.以某变电站220kV变压器的选型决策为案例,验证所建立模型的有效性,结果说明此方法改善了传统费用估算方式,提高了估算的效率和精度,可将其作为电力企业全寿命周期成本管理评估、分析、决策的精益化模型.     

可靠度和成本分析在桥梁养护中的应用研究

针对桥梁结构的耐久性问题日趋突出,为在桥梁养护过程中降低养护成本,使养护资金更有效地投入到桥梁养护生产上来,使公路养护管理进入良性循环状态,进行桥梁养护的成本效益分析是重要的管理环节.提出了基于可靠度理论的桥梁养护成本效益分析模型,即维修方案比选的原则是保证目标可靠度,使维修效益与成本的比值最大化.然后以一座实桥为简单算例验证了该模型的合理性.分析结果表明,采用合适的成本效益分析方法,能为今后的桥梁养护工作提供进一步节省成本的方向和途径.     

既有铁路隧道衬砌裂损维修决策研究

既有铁路隧道衬砌裂损维修方案的合理选择,受到投资成本、自然环境和施工难易程度等因素的影响.针对这些因素,笔者利用可辨识矩阵启发式约简算法、专家评判法和多层次灰色综合评判法综合建立既有铁路隧道衬砌维修方案决策模型.该模型采用可辨识矩阵启发式约简算法对指标层进行客观定权,采用专家评判法对子目标进行主观定权,保证了求取权重的科学性.同时,该模型采用灰色理论中的多层次灰色综合评价法对既有铁路隧道衬砌维修方案进行综合决策,保证了决策结果的可靠性.实例应用表明,该方法可定量地得出所需结果,具有一定的推广价值.     

基于贝叶斯算法的220kV变压器故障检修成本模型分析

针对电力网络中220kV变压器运行现状和其所处的故障检修阶段,根据全寿命周期成本管理理念,基于贝叶斯计量经济学理论和计量经济学软件WinBUGS,建立了220kV变压器的失效故障维修成本优化模型．该模型充分考虑到电气设备经济成本活动的不确定性和特殊性,能够较为合理地反映出变压器寿命周期内的检修故障阶段所对应的费用．并结合福建某变电站220kV变压器的运行情况,验证了该模型的可行性与适用性．     

基于养护管理系统的既有桥梁生命周期成本模型研究

近年来,随着老龄化桥梁的不断增多,如何制定桥梁养护管理策略逐渐成为国内外学术界和工程界的研究热点。桥梁管理系统是解决该问题的一个有效手段。目前,桥梁养护管理系统研究的主要发展趋势是引入生命周期成分分析理念。论文首先介绍了生命周期成本分析的概念,然后尽可能全面地分析了既有桥梁在生命周期内的所有相关费用。在考虑资金时间价值的基础上,给出了一个基于生命周期成本分析的数学模型。最后,论文给出了一个计算案例对该模型的有效性进行了验证。结果表明该模型可为桥梁养护管理的决策者提供制定桥梁养护策略提供有效支持。     

基于可靠度约束的混合预防性维修模型

结合故障率衰减和年龄减小两种典型预防性维修策略,建立了一种适合设备维修现场特征的混合预防性维修模型.引入了可靠度约束条件,建立了单位时间平均维修费用优化模型,通过求解模型获得了兼顾维修成本和可靠度关系的最佳预防性维修策略,并采用随机变量评估混合预防性维修的效果.以故障时间符合威布尔分布的造纸机设备为例,运用混合预防性维修优化模型进行求解,得到了最佳预防性维修策略,使设备在可靠度约束条件下的平均维修费用比10种维修方案的平均水平降低了10.11%,比最高费用降低了21.05%.在可靠度约束条件下带有随机参数的混合预防性维修优化模型可以实现在满足最低可靠度标准下单位时间平均维修费用最低的目标,为维修计划的制定和现场作业调度提供决策支持.     

基于供应成本的维修备件协同库存控制模型及其算法研究

通过对维修备件库存控制方法的分析研究,提出了基于供应优化维修备件计划库存的方法,建立了维修备件协同库存模型结构和基于供应成本的维修备件协同库存控制数学模型。基于遗传算法提出了一种以供应成本为优化目标的多约束协同库存控制数学模型求解算法,实例验证了该模型及其求解算法的正确性。     

可靠度和成本分析在桥梁养护中的应用研究

针对桥梁结构的耐久性问题日趋突出,为在桥梁养护过程中降低养护成本,使养护资金更有效地投入到桥梁养护生产上采,使公路养护管理进入良性循环状态,进行桥梁养护的成本效益分析是重要的管理环节．提出了基于可靠度理论的桥梁养护成本效益分析模型,即维修方案比选的原则是保证目标可靠度,使维修效益与成本的比值最大化．然后以一座实桥为简单算例验证了该模型的合理性．分析结果表明,采用合适的成本效益分析方法,能为今后的桥梁养护工作提供进一步节省成本的方向和途径．     

基于仿真的外购件采购成本优化技术

针对IT企业外购件采购成本控制问题中建模复杂和目标函数难于解析求解的难点,建立了基于仿真的成本优化模型.模型采用Poisson过程模拟多供应商的外购件供应市场环境,建立了包含采购成本期望目标函数及约束的模型.以通过ES-(1+1)进化策略算法得到的补货决策作为中间变量,通过多层次仿真循环和多阶段求解建立了优化模型的仿真求解流程.基于某笔记本电脑代工厂历史需求数据的数值仿真结果表明,优化模型能够有效地减少系统外购件采购总成本和库存波动.     

基于低碳理念的多级物流网络优化设计

针对碳排放成本对物流网络优化设计的影响,提出了基于低碳理念的多级物流网络优化设计方法.通过对物流节点开关状态进行调整,构建了考虑碳排放成本的多级物流网络优化设计模型,解决了多级物流配送网络中间节点选择和需求分配等多种决策问题.根据多级物流配送网络设计问题的特点,使用遗传算法分别对考虑碳排放和不考虑碳排放两种情况进行仿真分析.结果表明,在考虑碳排放约束的情况下,多级物流配送网络的成本明显降低,比不考虑碳排放的传统方法更具现实意义.     

碳排放交易机制下的火电节能发电调度模型

研究了考虑碳配额交易时火电机组的发电成本,在此基础上提出了碳排放交易机制下兼顾煤耗和发电企业收益的发电调度模型;并对目标函数进行模糊化处理以及应用粒子群算法进行求解.算例结果表明,考虑排放成本后高排放小机组收益率下降甚至出现亏损,虽然可以通过交易策略利用碳配额的价格波动抵消一定的亏损,但损失明显,指出可能出现小机组向低排放大机组出售发电权的运营模式.     

基于延迟时间模型的不完全检修计划优化模型

针对现有基于检测的状态维修方法仅适用于短期维修计划,且通常单一地考虑不完全维修或不完全检测的问题,构建适合设备维修现场特征的长期维修计划优化模型,考虑检测与维修活动均不完全情况下的退化过程. 利用延迟时间模型描述退化过程,围绕双重不确定的检修活动,构建基于递推关系的可靠度模型,该模型可以有效表示系统退化速度和故障发生概率. 以单位时间系统费用最小为决策目标,引入可靠度、可用度等约束,建立检修计划优化模型,求解得到最佳检测周期和更换周期. 案例研究表明,利用提出的模型能够有效优化系统检修计划,节省维修成本. 通过与固定周期和固定可靠度阈值的维修策略进行对比,说明检测精度对于检测模型的优化效果具有显著影响,当检测精度属于较高水平时,检修模型明显优于其他维修模型.     

基于先进绝热压缩空气储能的区域综合能源系统优化策略

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)装置作为目前最具潜力的储能装置,能更好地促进区域综合能源系统对新能源的消纳、传统能源的高效利用并降低环境污染.本文建立了一种含先进绝热压缩空气储能装置的区域综合能源系统供能优化模型,分析了先进绝热压缩空气储能装置的储能特性以及区域综合能源系统的电功率平衡、热功率平衡和各类供能装置的运行约束.利用GAMS优化软件求解传统区域综合能源系统模型和本文所建立模型在日周期内的运行成本,从环保性和经济性两个方面进行比较,结果表明本文所建立的模型在降低成本、促进新能源消纳和节能减排方面是有效且可行的.     

大跨悬索桥索梁锚固区疲劳养护概率优化方法

合理的桥梁养护规划应在养护费用与失效风险之间找到一个合理的平衡.将养护费用分为检测费用,维修费用与失效费用,将线弹性断裂力学、结构可靠度理论、全寿命成本分析法结合起来,提出了基于全寿命周期成本的焊接构件疲劳养护概率优化的方法.考虑了检测概率、养护决策者的维修意愿、维修措施概率和失效概率等多种因素,把桥梁养护优化问题变为在焊接结构或构件满足在生命周期内最小允许可靠度的基础下,养护总费用最小的问题,并提出了简化计算方法.以青草背长江大桥索梁锚固区的关键疲劳细节养护为例,研究了主要参数对最优检测时刻的影响,研究结果表明,考虑了失效成本后,最优疲劳养护时刻提前,折现率对养护费用影响明显.当车辆荷载逐年增加时,索梁锚固区在设计基准期内疲劳破坏风险增大,应引起足够的重视.     

进港航班排序优化数学模型研究

针对常用进港航班排序数学模型(总延迟时间最小和总延迟成本最小)中存在的问题,本文选取空中延误成本、旅客延误成本、后续延误成本以及环境污染成本四个指标综合建立一种改进的总延迟成本最小数学模型。在分析已有的基于模拟退火的粒子群算法(SA-PSO: particle swarm optimization based on simulated annealing)优化进港航班排序时寻优能力不足、收敛速度慢的基础上,采用一种线性微分递减(LDD: linear differential decrease)的退火策略,从而可以有效地解决进港航班排序问题。实验结果表明：与FCFS(first come first serve)、PSO以及SA-PSO算法相比,LDD-SA-PSO算法在进港航班优化问题上具有较好的寻优能力和收敛速度,同时改进数学模型中参数选择对优化结果也具有明显影响。     

基于改进萤火虫算法的含风电系统环境经济调度

人们对环境保护意识的提高以及风电渗透率的不断攀升,使得电力部门对含风电系统的调度提出更高要求。为了在降低碳排放量及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低,该文建立考虑环境与经济指标的含风电系统环境经济调度模型,模型中的目标函数考虑火力发电成本、旋转备用成本、碳排放权交易成本、风力发电成本及弃风惩罚成本。针对传统萤火虫算法寻优过程中易出现的振荡问题,该文提出一种变步长萤火虫算法对模型进行求解。结合修改后的IEEE 39节点算例进行仿真分析,仿真结果验证了所提模型的可行性以及变步长萤火虫算法求解此类问题的有效性。     

基于遗传算法的多约束叠合梁斜拉桥钢梁维护策略优化

结合桥梁结构劣化模型制定合理的管养维护方案能够有效地降低管养费用,提高管养维护效率.本文采用了基于可靠度指标的桥梁结构劣化模型,以桥梁使用状况为边界条件,全寿命造价的费用总和最小为约束条件获取最优的桥梁结构维护策略.应用遗传算法对某斜拉桥大桥叠合梁的钢梁维护策略进行了优化分析,得到了该桥钢梁的最佳维护策略,证明了该方法的可行性.     

Maintenance Optimization for EMU Trains Considering Environmental Impacts and Correlations

考虑环境因素和多种相关性的动车组列车维修决策

刘剑坤,蒋祖华

（上海交通大学,机械与动力工程学院,上海 200240）

摘 要：动车组实际运行环境复杂,系统部件之间可靠度相互影响,这些都对动车组列车的维修决策产生了巨大挑战。针对上述问题,本文分析了环境因素和故障相关矩阵综合影响下动车组列车可靠度与故障率演化规律。考虑到转向架维护在动车组维护中的重要性,以多个转向架系统的串联表示一个动车组列车,以总维修成本最低为优化目标,综合预防性维修和故障维修两种维修方式,建立动车组列车维修决策模型。并针对模型提出一种动态维修策略,该策略可以通过灵活设置预防性维修阈值以及机会维修阈值提高维修计划的经济性。并运用人工蜂群算法对该策略中的阈值参数进行进一步迭代优化。本文通过一个具体的动车组列车作为算例进行结果的计算和验证,结果证明该维修决策模型的有效性。将动态维修策略与传统的机会维修策略对比,算例分析表明本文提出的策略能够适应复杂环境的变化从而降低维修成本。经过对维修策略模型的敏感性分析,研究了故障相关系数以及成本系数对于整体维修决策的影响。本文为实际复杂环境中运行的动车组列车维修提供决策参考,同时为复杂系统的维修决策及可靠度研究提供了理论支持。

关键词： 铁路运输;预防性维修;相关性;人工蜂群算法;环境影响