• ISSN 0258-2724
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基于三角模糊数的高铁天窗施工实施效果评价

张强锋 吕红霞 杨宇翔

张强锋, 吕红霞, 杨宇翔. 基于三角模糊数的高铁天窗施工实施效果评价[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(4): 798-805. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.04.018
引用本文: 张强锋, 吕红霞, 杨宇翔. 基于三角模糊数的高铁天窗施工实施效果评价[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(4): 798-805. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.04.018
ZHANG Qiangfeng, LÜ Hongxia, YANG Yuxiang. Evaluation of High-Speed Railway Maintenance Plan Factors Based on Triangular Fuzzy Number[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(4): 798-805. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.04.018
Citation: ZHANG Qiangfeng, LÜ Hongxia, YANG Yuxiang. Evaluation of High-Speed Railway Maintenance Plan Factors Based on Triangular Fuzzy Number[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(4): 798-805. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.04.018

基于三角模糊数的高铁天窗施工实施效果评价

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.04.018
基金项目: 

国家重点研发计划资助项目 2016YFC0802208

四川省科技计划资助项目 2017ZR0149

四川省科技计划资助项目 2017RZ0007

国家自然科学基金资助项目 61703351

国家重点研发计划资助项目 2017YFB1200702

详细信息
    作者简介:

    张强锋(1977-), 男, 副教授, 博士研究生, 研究方向为运输组织优化理论与方法, E-mail:zhangqiangfeng@163.com

  • 中图分类号: U216.42

Evaluation of High-Speed Railway Maintenance Plan Factors Based on Triangular Fuzzy Number

  • 摘要: 为提升高速铁路施工维修水平,减少列车运行延误,对施工计划的具体内容进行效果评价,能找出检修内容的薄弱环节,从而保证高铁设施设备质量状态及列车安全稳定的运行.以实际施工计划数据为基础,对现场施工计划进行影响因子提取,建立基于供电、控制设备、车站及线路及信号及通信设备等重点检修项目内容的评价体系;引入三角模糊数和模糊评价模型,建立施工项目内容的重要度判别矩阵,判断各因子在天窗施工计划中受到重视的程度;分析实际列车延误数据,提取合并与设备故障相关的延误致因,并证明了合并后因子间的独立性;以施工计划实施后仍产生的各类型设备故障及其导致的延误列车数为指标,评价施工计划项目实施效果;最后,以某铁路局实际天窗施工计划内容、列车延误数据为实例.研究结果表明:施工维修项目重视度与设备故障导致的列车运行延误数量、晚点程度成反比;对控制设备和供电设备的检修较为薄弱,这类设备的故障是列车运行延误和晚点多发源.

     

  • 图 1  某高铁线路天窗时间运行图

    Figure 1.  Diagram of a high-speed railway lineduring maintenance time

    图 2  三角模糊数隶属度函数

    Figure 2.  Membership function forthe triangular fuzzy number

    图 3  施工内容与晚点结果对比

    Figure 3.  Comparison between maintenancefactors and delay results

    表  1  高速铁路天窗施工项目体系

    Table  1.   Factors in the high-speed railway maintenance plan

    目标 二级检修项目 三级检修项目
    高速铁路天窗施工维修体系 供电检修 变电所检修
    接触网检修
    分相检修
    控制设备检修 列控设备检修
    监控设备检修
    车站及线路检修 车站设备及站台检修
    线路探伤及维护
    道岔检修维护
    信号及通信设备检修/B4 信号机等信号设备检修
    轨道电路检修
    通信设备检修
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    表  2  权重判断矩阵中因子重要度的标度

    Table  2.   Importance scaling of factors in the weights judgment matrix

    标度值 化为三角模糊数 重要度标度 备注
    0.9 (0.8, 0.9, 0.9) 明显重要 前者明显重要于后者
    0.7 (0.6, 0.7, 0.8) 重要 前者重要于后者
    0.5 (0.4, 0.5, 0.6) 同等重要 两者同等重要
    0.3 (0.2, 0.3, 0.4) 重要 后者重要于前者
    0.1 (0.1, 0.1, 0.2) 明显重要 后者明显重要于前者
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    表  3  基于延误时长的施工项目效果评价实例

    Table  3.   Example of effects of maintenance factorsbased on delay time

    晚点情况 施工评价 列车晚点时间/min 晚点列车数/列
    轻微 非常好 <10 1
    小型 [10, 30) 153
    中型 一般 [30, 60) 286
    大型 [60, 100] 86
    严重 非常差 >100 44
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    表  4  高铁天窗维修计划原始数据格式

    Table  4.   Original data for the high-speed railway maintenance plan

    调度台 等级 线路 行别 地点 日期 时间 项目 内容
    BT台 BT城际 上行、下行、站内 TJ场站内 15年1月30日 18:00 车站及线路检修 BT城际TJ场站内, 工务在156.595 km至158.653 km处上、下行正线及站内各股道、道岔检修
    JH台 维Ⅱ JH线 上行、下行 TJ至CZ西 15年1月30日 0:30至04:30 信号及通信设备检修 TJ(不含)至CZ西(不含)间上、下行线信号设备停用, 电务信号设备检修
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    表  5  延误时间原始数据示意表

    Table  5.   Original delay time data

    车次 车站 图定时间 实际时间 延误致因 日期
    D2312 SZ北 16:55 17:14 接触网异物 20150301
    G1135 TJ南 18:20 18:37 线路沉降 20150321
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    表  6  因子间相关矩阵计算结果

    Table  6.   Correlation matrix for each combination of two factors

    故障类型 供电故障 控制设备故障 车站及线路故障 信号及通信设备故障
    供电故障 1.000 0.023 0.131 -0.010
    控制设备故障 0.023 1.000 -0.004 -0.012
    车站及线路故障 0.131 -0.004 1.000 -0.009
    信号及通信设备故障 -0.010 -0.012 -0.009 1.000
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    表  7  延迟列车数据的总体统计分析

    Table  7.   Overall statistical analysis

    致因 总延误/min 比例 延误列车数/列 最大列车延误/min
    供电故障 23 600 0.545 570 164
    控制设备故障 11 932 0.276 338 134
    车站及线路故障 6 348 0.147 130 125
    信号及通信设备故障 1 384 0.032 45 59
    总计 43 264 1.000 1 083
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    表  8  检修后列车晚点数

    Table  8.   Statistical number of delayedtrains after maintenance

    评价项目 晚点情况
    轻微 小型 中型 大型 严重 合计
    供电检修 1 153 286 86 44 570
    控制设备检修 5 125 155 31 22 338
    车站及线路检修 3 46 35 34 12 130
    信号通信设备检修 0 6 39 0 0 45
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    表  9  施工项目因子重要度权重三角模糊数互补判断矩阵

    Table  9.   Triangular fuzzy number complementary judgment matrix for the degree of importance oof maintenance factors

    检修项目 供电检修 控制设检修 车站及线路检修 信号及通信设备检修
    供电检修 (0.500, 0.500, 0.500) (0.696, 0.752, 0.803) (0.159, 0.200, 0.246) (0.145, 0.185, 0.228)
    控制设备检修 (0.197, 0.248, 0.304) (0.500, 0.500, 0.500) (0.055, 0.077, 0.104) (0.049, 0.068, 0.092)
    车站及线路检修 (0.754, 0.800, 0.841) (0.896, 0.923, 0.945) (0.500, 0.500, 0.500) (0.394, 0.468, 0.542)
    信号及通信设备检修 (0.772, 0.815, 0.855) (0.908, 0.932, 0.951) (0.458, 0.532, 0.606) (0.500, 0.500, 0.500)
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-14
  • 刊出日期:  2018-08-01

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