[发明专利]一种轨道交通机车车辆轮对的镟修决策优化方法

权利要求书

1.本发明涉及一种轨道交通机车车辆轮对的镟修决策优化方法，包含以下步骤：

步骤1：针对一节车厢的八个车轮，进行轮对磨耗数据预处理，得出轮对轮缘和轮径磨耗速率以及镟修比例系数的样本数据；

步骤2：建立轮对磨耗数据驱动模型，包括轮径磨耗模型、轮缘厚度磨耗模型和轮对镟修比例系数分布模型等

步骤3：进行轨道交通机车车辆轮对磨耗和镟修的蒙特卡洛仿真，得出不同轮缘厚度预防镟修值和镟修恢复值组合下的轮对期望使用寿命；

该步骤中仿真计算某特定一组轮缘厚度预防镟修值和镟修恢复值组合下的轮对期望使用寿命的步骤如下：

步骤3.1：初始化各类参数；

步骤3.2：仿真时间步进一个单位时间；

步骤3.3：根据蒙特卡洛仿真方法原理，基于前述轮对磨耗数据驱动模型，仿真产生对应单位时间内的轮径磨耗量和轮缘厚度磨耗量，并根据上一个时刻的轮径值和轮缘厚度值，计算当前时刻的轮径值和轮缘厚度值；

步骤3.4：判断轮径值是否小于轮径下限，如果“小于”，则进入步骤3.5，否则进行步骤3.8；

步骤3.5：轮对仿真周期数加1；

步骤3.6：判断轮对仿真周期数是否小于设定的轮对仿真周期总数，如果“小于”则进入步骤3.7，否则仿真优化结束，输出仿真结果；

步骤3.7：当前各轮径值和各轮缘厚度值全部更新为全新轮对的轮径值和轮缘厚度值，开始下一个轮对仿真周期的仿真，返回步骤3.2；

步骤3.8：判断各轮缘厚度值是否小于或等于轮缘厚度预防镟修值，如果“小于或等于”则进入步骤3.9，否则返回步骤3.2；

步骤3.9：优化具体一次镟修后期望轮缘厚度值和轮径值，即利用遗传算法，在考虑八个车轮轮径差约束的前提下，以轮径损失尽可能小，并且镟修后轮缘厚度值尽可能接近轮缘厚度恢复值为优化目标，对该次镟修后期望的轮缘厚度值和轮径值进行优化；

步骤3.10：基于轮对镟修比例系数分布模型，抽样生成镟修比例系数，并根据步骤3.9得出的镟修后期望的轮缘厚度值计算得出镟修后轮缘厚度值和轮径值；

步骤3.11：累积镟修次数；

步骤3.12：判断各轮径值是否小于轮径下限，如果“小于”，则返回步骤3.5，否则返回步骤3.2。

步骤4：得出较优的镟修决策，即比较分析不同轮缘厚度预防镟修值和镟修恢复值组合下的轮对期望使用寿命，得到较优的轮缘厚度预防镟修值和镟修恢复值组合。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通机车车辆轮对的镟修决策优化方法，其特征在于，所述的轮径磨耗模型是一个描述轮径磨耗速率概率分布特性的威布尔分布；所述的轮缘厚度磨耗模型，刻画了某时刻轮缘厚度磨耗速率和对应轮缘厚度值的相关拟合关系，表示如下：

V_sd＝a×S_d²+b×S_d+c+E_vsd   (1)

其中V_sd为轮缘厚度磨耗速率，S_d为轮缘厚度值，E_vsd为轮缘厚度磨耗速率随机拟合差值，E_vsd是一均值为零的正态分布随机数，a、b和c为常数；所述的轮对镟修比例系数分布模型是一个描述镟修比例系数k概率分布特性的伽马分布。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通机车车辆轮对的镟修决策优化方法，其特征在于，所述的优化具体一次镟修后期望轮缘厚度值和轮径值，相应优化目标为轮径损失尽可能小并且镟修后轮缘厚度值尽可能接近轮缘厚度恢复值，可以表示为：

min[Σi=18wsd·|Sd,j,i+-SdR|+Σk=18wD·(Dj,k--Dj,k+)]---(2)]]>

其中为t_j时刻第i个车轮镟修后的轮缘厚度值，S_dR为镟修后轮缘厚度恢复值，为t_j时刻第k个车轮镟修前轮径值，为t_j时刻第k个车轮镟修后轮径值，w_sd和w_D为是权重系数，满足w_sd+w_D＝1；优化约束包括同一节车厢八个车轮的轮径差约束、镟修后轮缘厚度值和轮径值不超限约束，以及镟修后的轮缘厚度值大于镟修前的的轮缘厚度值和镟修后的轮径值小于镟修前的轮径值等镟修前后轮对尺寸逻辑约束。