基于灰信息的地铁铺轨机维修研究

张睿航，王宏杰，贾玉周

（中建安装集团有限公司，江苏南京 210023）

1 灰信息来源故障率分析

由于地铁铺轨机运行及停止使用中存在诸多隐患，对施工进度、质量及安全提出了很大的挑战。根据现场实际施工中发现的维修问题，进行地铁铺轨机日常检查和维修，难以快速准确的找到故障原因，现场全面检修如图1 所示。由于人员操作对地铁铺轨机的影响灰度因子较大，传统灰色预测模型的建模对象又是实数序列[1]，根据实际施工中的灰度关联，分析对灰信息各来源的γ 故障率函数，建立维修阀值，依照设备的维修阈值和决策模型，实现信息不足情况下的地铁铺轨机维修。

图1 地铁铺轨机全面检修

地铁铺轨机灰信息主要来源及各γ 故障率函数如下：

（1）地铁铺轨机供电系统是灰信息主要来源之一。由于地铁区间施工配电箱位置和区间长度的不确定，使得电缆长度根据配电位置和区间施工位置进行调整，地铁铺轨机作业面操作人员和维修人员无法长期有效识别供电线缆的位置和内部受到的扭转力，线缆内部发生破坏，破坏点难以巡查，可在任一位置、任一时间发生破坏。分析过程中，地铁铺轨机的形状参数和尺寸参数不发生变化，比例为定值，且应防止未失效时间的指数为0。

（2）地铁铺轨机人员操作是灰信息主要来源之一，地铁铺轨机在施工不同使用阶段的操作人员不相同，相同人员操作时使用的功能不相同，人员由于工作强度、个人习惯等因素造成的设备故障，无法短时间甄别并维修，但根据工程实际可以对以上主要灰信息进行甄别，从主要故障部位十字开关、液压阀、乱槽、走行保护罩4 个方面可发现灰信息虽难以辨别，但其产生的影响可通过更换频率较大的故障部位进行辨别。分析过程中地铁铺轨机的形状参数和尺寸参数不发生变化，比例为定值（形状参数略小于尺寸参数，为使数据更为确切，假定为2∶3），且应防止未失效时间的指数为0。

（3）地铁铺轨机自有故障是灰信息主要来源之一，地铁铺轨机购置后组装过程中产生的部分问题不会影响设备的调试，但在施工使用过程中存在的轨料重量相差较大，设备允许范围内短时间超负荷运转，设备运行速度可变，改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比频率多，且轨排立架过程中，轨排不均匀升降时，轨排联动对地铁铺轨机受到的弯扭矩变化对设备的影响，可能造成零部件松动，齿轮啮合不到位，液压机构损伤加重等的影响，故障原因较多，逐个分析难度大，且灰信息存在多趋势耦合，多方向相互扰动的情况，难以实现拟合分析。分析过程中，地铁铺轨机的形状参数和尺寸参数不发生变化，比例为定值，且应防止未失效时间的指数为0。为保证灰信息的全覆盖，时间指数为除上述两种的情况的剩余全部故障时间。

2 维修阈值

维修阈值是地铁铺轨机校正动作的最小输入值，确定其是为了在整个历史故障数据的灰信息分析中找到灰信息和阈值的关系，供电系统的灰信息在维修阈值的确定中影响因素大于人员操作的灰信息，其灰信息较少，可以作为检查维修的基础依据和首要检查环节；自有故障的故障率大于人员操作的故障率，但是自由故障灰信息较多、区间车站环境条件受限（图2），无法展开铺轨机进行维修，且各故障之间相互影响，无法第一时间作出判断，需要对整个设备进行全面有效的排查，消耗维修时间较多，一般不作为维修阈值进行判定；人员操作灰信息关联故障仅为四项，便于检查，可作为检查维修的重要环节，也可作为定期维修的阈值，至少应定期对四项部位进行检修。

图2 地铁铺轨机作业环境

3 结束语

提出了地铁铺轨机的灰信息识别和判定技术，在目前国内轨道工程施工压力大，面临条件限制多的情况下，对轨道的重点设备进行讨论，增加维修检查的有效性，对施工安全及可靠性有了更深一步的认识。基于灰信息的挖掘，建立了地铁铺轨机故障率函数，根据维修目标求维修阈值[2]，提高设备维修效率，减少设备故障和安全隐患的发生。

针对地铁铺轨机检修中各阶段的问题，以及对整机系统未知的单部件系统故障状况进行检修，通过故障预测函数及分析模型，将理论研究与预防性维修相结合，在灰信息研究方面对地铁铺轨机存在问题多，维修难度大的问题建立维修策略[3]，以灰信息的分析检修难度为依据，计算设备在供电系统、人工操作、自有故障方面的瞬时故障率及最佳的预防性维修阈值和，在保证设备高效进行区间投运工作的同时，使设备的平均维修时间最少，并通过现场试验验证理论计算可行性和有效性。