（系统工程专业论文）基于Petri网技术的动车段检修作业流程模型与方法研究.pdf

中文摘要中文摘要摘要：高速铁路动车段是商速客运专线车辆( 动车组) 的大型综合维修中心( 或基地) ，主要功能是实现包括大修在内的所有检查、检修、车辆改造、开发测试以及为运行中的车辆提供技术支援等。主要业务系统包括段内行车运转调度、生产计划、生产管理、设备设施管理以及作业计划管理系统等。国外实践证明，为保证高速客运专线动车组的安全可靠、快速高效运营，必须具有功能综合、技术先进的动车段生产作业信息系统的支持。由于我国客运专线建设具有起点高和综合国外各家技术的特点，尤其是采用多个国家类型的动车组，所以我国客运专线动车段生产作业信息系统具有一定的复杂性，不仅要重视结构功能的完善，更要注重跟踪新技术的发展和应用，提出先进合理的信怠组织( 或集成) 方案。高速铁路动车段检修作业管理信息系统是动车段生产作业信息系统的一个重要组成部分。它通过对动车组运行信息的跟踪以及对动车段内设备及管理信息的综合处理，依据检修作业规范为动车组检修提供作业管理信息。由于动车段检修作业业务流程是一个复杂的网络信息流组织过程，因此，采用先进的系统开发模型与技术方法，建立动车段检修作业管理信息系统，对于提高动车段检修作业效率，保证动车组高效、安全地运行都具有十分重要的意义。本论文以铁道部级项目“铁路动车段( 所) 信息系统工程设计标准研究”为背景，通过参加实际科研工作，主要对基于p e n i 网技术的动车段检修作业流程模型与方法进行了选题研究。本论文首先对高速铁路动车组的运用与维护特点、国外高速动车组的检修体制及检修方式、我国动车段检修作业管理信息系统的功能结构和检修作业管理工作流程等进行了系统分析。然后，作为信息系统开发的先进技术，对p e t r i 网技术的相关理论与方法进行了综述，并重点对用于复杂工作流和动态工作流建模的层次p e t r i 网建模技术及其分析评价方法的应用进行了探讨。在此基础上，对基于p e t r i网技术的动车段检修作业流程模型与方法进行了深入研究：对检修作业管理系统的功能模块做了改进，设计了动车段检修作业系统的业务流程，提出并构建了动车段检修作业管理主体业务流程的p e t r i 网模型和检修生产计划制定子过程的p e u i网模型，并利用p e t r i 网技术的评价分折方法，从模型的正确性和时闻性能两个方面对所建立的p e t r i 网模型进行了评价分析，验证了模型的正确性和可行性本文的研究方法和结论为在设计工作流管理系统中进行过程定义和过程优化提供了理论依据，降低了后续阶段工作的复杂度。关键词：客运专线；动车段；检修；工作流；p e l r i 网；模型分析北京交通大学硕士学位论文分类号：a b s t r a c ta b s t r a c t ：t h eh i g hs p e e dr a i l w a yc a 腮d e p o ti sal a r g e - s e a l ei 玎舵掣甜。皿m a i n t e 由a n c e n t e ro rb a s eo f t h eh i g h - s p e e dp a s s e n g e rr a i l w a yv e h i c l e ( c a r s ) i t sm a i nf u n c t i o ni sc h e c k i n g ，r e p a i r i n g ，v e h i c l ea l t e r a t i o n , t e s t i n g , h e a v yr e p a i r i n ga n dp r o v i d i n gt e c h n o l o g ys u p p o r tf o rt h o s er u n n i n gw a i n sa n ds oo i l t h em a i no p e r a t i o ns y s t e mc o n s i s t so fi n - h o u s er u n n i n go p e r a t i o ns u p e r i n t e n d i n gs y s t e m , p r o d u c t i o ns c h e m es y s t e m , p r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m , e q u i p m e n t sm a n a g e m e n ts y s t e ma n dt a s ks c h e m em a n a g e m e n ts y s t e ma n de t c f o r e i g np r a c t i c e sp r o v et h a tp o s s e s s i n gs y n t h e s i sf u n c t i o n sa n da d v a n c e dt e c h n o l o g yc a r sm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi se s s e n t i a lf o rs a f ea n dh i g he f f i c i e n c yc 掷f o rc h i n e s ep a s s e n g e rr a i l w a y sc h a r a c t e r i z e st h a th i g hb e g i n n i n ga n di n t e g r a t i n gs e v e r a lk i n d so f f o r e i g nt e c h n o l o g i e s ,e s p e c i a l l ya d o p t i n gm u l t i - c o u n t r i e s d i f f e l s o r t so fc a 最o l l rn a t i o n sc 掷m a i m e n a n m a n a g e m g n ti n f o r m a t i o ns y s t e mw i l lb ev e r yc o m p l i c a t e d i tn o to n l ya t t a c hi 丑犟a t a n c et op e r f e c tt h ef r a m e w o r kb u ta l s op a ya t t e n t i o nt ot r a c k i n gn e wt e c h n o l o g y sd e v e l o p m e n ta n da p p h c a t i o nf u n ：h a m l o b r i n gf o r w a r da d v a n c e da n dr a t i o n a li n f o r m a t i o nf r a m e w o r ko ri n t e g r a t i o np r o j e c t t h eh i 【g hs p e e dr a i l w a yc a r sd e p o te x a m i n i n ga n dr e p a i r i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi sa ni m p o r t a n tp a r to ft h eo p e r a t i o ni n f o r m a t i o ns y s t e m t h r o u g ht a i l i n gc a r s r u n n i n gi n f o r m a t i o na tt h es 锄et i m es y n t h e s i sd i s p o s i n gt h ei n - h o u s ee q u i p m e n t sa n dm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n , o nt h eb a s i so f o p e m t i o nc r i t e r i o n , i tp r o v i d e so p e r a t i o ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tf o rt h ec 躺m a i n t e n a n c e b e c a u s et h ec a r s - m a i n t e n a n c eo p e r a t i o nf l o wi sac o m p f i c a t e dn e t - i n f o r m a t i o nc u r r e n to r g a n i z a t i o np r o c e s s , i ti sv e r yi m p o r t a n tf o ri m p r o v i n gt h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c ya n da 圆啦t h eh i g h - e f f i c i e n c y , s a f er u n n i n gt h a ta d o p t i n ga d v a n c e ds y s t e mm o d e l ，t e c h n o l o g ya n df o u n d i n gt h ec a r sm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m t h et h e s i si sb a s e do nt h em i n i s t r yo f r a i l w a y sp r o j e c t ： d e s i g ns t a n d a r ds t u d yo fr a i l w a yc a r sd e p o to rp l a c ei n f o r m a t i o ns y s t e me n g i n e e r i n g t h r o u g ht a k i n gp a r ti nt h ep r a c t i c eo fs c i e n t i f i cr e s e a r c hw o r k , is e l e c tt h et o p i ct h a t m o d e la n dm e t h o do fh i 咖s p e e dr a i l w a yc a r sd e p o tm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw o r k f l o wp e t r in e tt e c h n o l o g y f i r s t l y , t h et h e s i ss y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e st h er u n n i n ga n dm a i n t e n a n c ec h a r a c t e r i 嘶co fh i g hs p e e dr a i l w a y 瑚嗡f o r e i g nm a i n t e n a n c es y s t e ma n dmc i ：b o d ，t h ev北京交通大学硕士学位论文f u n c t i o nf i m n g 师v o r ka n dt h em a i n t e n a n c eo p e r a t i o nf l o wo fc h i n e s ec a r sm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m t h e ni n t r o d u c e s t h et h e o r ya n dt h em e t h o do fw o r l o t o wp e t r i - n e tt e c h n o l o g yt h a ti sa l la d v a n c e dt e c h n o l o g yt od e v e l o pi n f o r m a t i o ns y s t e ma n dd i s c u s s e st h eh i e r a r c h yw o r l c f l o wp e r i l - n e tm o d e l i n ga n da p p l i c a t i o nt e c h n o l o g yo f c o m p l i c a t e dw o r k f l o wa n dd y n a m i cw o r k f l o wm o d e l i n g 缸t h es a m et i m ed i s c u s s e st h ea n a l y s i sa n de v a l u a t i o nm e t h o do f w o r k f l o wp c t f i - n dm o d e l o nt h eb a s i so ft h e s e ，d e e p l ys t u d i e st h ec a r sd e p o tm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mm o d e la n de v a l u a t i o nt h a tb a s e do nw o r k i l o wp e 灯：i - n e tt e c h n o l o g y , l b r o u g hd e s i g n i n gt h eo p e r a t i o n - f l o wo fc a r sd e p o tm a i n t e n a n c es y s t e m , o f f e r i n ga n df o r m i n gt h ep e t r i - n e tm o d e lo fo a r sd e p o tm a i n t e n a n c es y s t e m sm a i nf l o wa n dr e p a i r i n gs c h e m e - m a k i n gs u b - p r o c e s s , m a l 【i n gl l s eo ft h ev a l u a t i o na n da n a l y s i sm e t h o do fw o r k f l o wp e t r i - n e tt e c h n o l o g y , f r o mt h et w oa s p e c t so fc o n c 岫积搀a n df i m e l m e 豁a n a l y z e st h e 向d d 栅p e u i - n e tm o d e la n dp r o v i n gt h ec o r r e c t n e s sa n dt h ef e a s i b i l i t yo ft h em o d e l t h er e s e a r c hw a ya n dt h ec o n c l u s i o no ft h et h e s i sp r o v i d e st h eb a s i sf o rp r o c e s s - d e f i n i n ga n dp r o c e s s - o p t i m i z i n gi nd e s i g n i n gt h ea c t u a lw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e ma n dr e d u c e st h ec o m p l i c a c yo f s u b s e q u e n tw o r ek e y w o r d s ：p a s s e n g e rr a i l w a y ；c a r sd e p o t ；m a i n t e n a n c e ；w o r l d l o w ；p e t r i - n e t ；m o d e la n a l y s i sc l a s s n o ：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：弓：p 扎签字同期：如彳7 年归月加e t导师签名：络乏签字同期：弘9 7 年但月力只北京交通大学硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位做作者戤：蚤够扎签翎期：岬年胁月历日致谢首先，我要对在百忙中阅读评审此学位论文的专家学者们表示诚挚的感谢。我要感谢我的导师张喜教授。从撰写开题报告到论文题目的选定、再到最后的论文完成的整个过程中，张老师都不辞辛苦，多次指导、帮助并提出了很多关键性的建议，耐心帮助我完成了整个论文的工作。张老师严谨的工作作风、渊博的学识、不断创新的精神和耐心宽厚的师长风范，使我深深感动，也是我一生学习的榜样，将使我受益终生。此情此意，非数言可尽。同时，也向支持和帮助过我的张春老师，以及其他老师、同学和所有参考文献的作者表示衷心的感谢! 感谢他们对于我在撰写论文过程中的帮助和启发，同时也向一切给予我帮助，使我顺利完成硕士研究生学业的老师和同学表示忠心的谢意!另外我还要特别感谢我的家人，无论我成功与失败，他们都一直在背后默默的支持着我。他们给予我最无私的爱和关怀，他们始终是我精神上的依靠和前进的动力!第一章绪论1绪论1 1 论文的选题背景及研究意义根据铁道部中长期铁路网规划，到2 0 2 0 年，我国铁路将建成“四纵四横”的快速客运专线，以及环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区三个城际客运系统，形成我国铁路的快速客运网络。当前，我国铁路正处在高速客运专线建设的高峰时期。高速铁路动车段是我国高速客运专线建设的重点工程。目前，作为全国高速客运专线车辆( 动车组) 大型综合维修中心的北京动车段、上海动车段、武汉动车段和广州动车段，已经开始进入工程建设阶段。为了使建成后的动车段能够及时、有效的投入运营，加快对动车段维修作业生产管理信息系统的研究与开发，是目前面临的一个重大课题。铁路动车段是高速客运专线车辆( 动车组) 的大型综合维修中心( 或基地) ，主要功能是实现包括大修在内的所有检查、检修、车辆改造、开发测试以及为运行中的车辆提供技术支援等。主要业务系统包括段内行车运转调度、生产计划、生产管理、设备设施管理以及作业计划管理系统等。行车运转调度台、生产计划台和生产管理台构成动车段的核心业务管理机构，通过运用检修计划、检修作业计划、检修工单和派工单及其各级反馈信息管理的主要流程，实现动车组运用检修作业的全过程管理。国外实践证明，为保证高速客运专线动车组的安全可靠、快速高效运营，必须具有功能综合、技术先进的动车段生产作业信息系统豹支持。由于我国客运专线建设具有起点高和综合国外各家技术的特点，尤其是采用多个国家类型的动车组，所以我国客运专线动车段生产作业信息系统具有一定的复杂性，不仅要重视结构功能的完善，更要注重跟踪新技术的发展和应用，提出先进合理的信息组织( 或集成) 方案，而不能简单照搬国外的模式。高速铁路动车段检修作业信息系统是动车段生产作业信息系统的一个重要组成部分。它通过对动车组运行信息的跟踪以及对动车段内设备及管理信息的综合处理，依据检修作业规范为车辆( 动车组) 检修提供精确、快速的作业管理信息，是动车组检修作业现代化( 信息化、自动化) 的重要保证。因此，采用先进的模型与技术方法，建立动车段检修作业管理信息系统，对于提高动车段检修作业效1北京交通大学硕士学位论文率，保证动车组高效、安全地运行都具有十分重要的意义。本论文以铁道部级项目“铁路动车段( 所) 信息系统工程设计标准研究”为背景，通过参加实际科研工作，主要对基于p c - ( t i 网技术的高速铁路动车段检修作业流程的模型与方法进行了选题研究。1 2 国内外研究现状和发展趋势1 2 1国外高速铁路信息系统概况当前，一些发达国家的高速动车组技术已经基本成熟，列车的最大运行速度不断提高，这些国家利用先进的技术和设备，实现了动车组的安全、高效运行。作为与之相配套的动车组检修基地已经实现了维修作业的信息化、自动化，目前正在朝着运用与维修一体亿、综合化韵方向发展，维修的自动化、智簏化水平不断提高m 。1 日本高速铁路c o s m o s 系统日本是世界上第一个建成实用高速铁路的国家。1 9 6 4 年1 0 月1 日东海道新干线正式开通营业，高速列车运行速度达到2 1 0 公里d , 时，从东京至大阪间旅行时闯由6 小时3 0 分缩短到3 小时。这条专门用于客运的电气化、标准孰距的双线铁路，代表了当时世界第一流的高速铁路技术水平，标志着世界高速铁路由试验阶段跨入了商业运营阶段。日本新干线1 9 8 2 年投入使用的c o m t r a c ( c o m p u t e r - a i d e d t r a f f i cc o n t r 0 1 )系统包括运行图生成与变更、车辆与乘务员运用、列车运行控制、列车运行监视、旅客信息等运营管理功能以及电力调度、车辆运用管理、接触网、线路状态检查、灾害监测( 地震、风冰、雨、雪、滑坡) 等安全功能，是一个功能较为完备的复杂系统。1 9 9 5 年1 1 月后陆续投入使用的、历时五年研制成功的c o s m o s ( c o m p u t e r i z e ds a f e t y m a i n t e n a n c ea n do p e r a t i o ns y s t e mo f s i n k a m e n ) 系统是较c o m t r a c 更为完备的系统。c o s m o s 系统集行车控制、电力控制、车辆运用管理、运行图生成及变更、信息系统( 灾害信息、旅客信息等) 、维修作业管理、车站作业管理等功能于一体，将几乎所有与铁路运营有关的予系统都挂接在中央局域网( “n ) 上，使开放运营的铁路系统在信息传输上形成相对的闭环系统，是现代控制技术与计算机技术、网络技术的有机结合。2第一章绪论c o m t r a c 是中央集中型系统，通过c t c 和各站相连，进路控制等机能均在中心。而c o s m o s 是分散自律系统，根据运行图，各站可分别控制进路( 各站分散型p r c ) 。c o m t r a c 最主要的功能是运输计划与运行调整，但不能处理列车下既有线、不能处理列车的合并、分解，不易处理新增车站。而c o s m o s 功能更全面、更强大，特别是能进行列车运行自动预测、列车运行调整自动提案。c o s m o s 由以下八个子系统组成：( 1 ) 运输计划子系统；( 2 ) 运行管理子系统：( 3 ) 养护作业管理系统；( 4 ) 动车组基地内作业管理子系统；( 5 ) 动车组管理子系统；( 6 】设备管理子系统；( 7 ) 信号通信设备及环境状态集中监控子系统；( 8 ) 电力系统控制子系统。2 法国t g v 高速铁路调度系统1 9 7 1 年，法国政府批准修建t g v 东南线( 巴黎至里昂，全长4 1 7 公里，其中新建高速铁路线3 8 9 公里) ，1 9 7 6 年l o 月正式开工，1 9 8 3 年9 月全线建成通车。t g v 高速列车最高运行时速2 7 0 公里，巴黎至里昂间旅行时间由原来的3 小时5 0分缩短到2 小时。1 9 8 9 年和1 9 9 0 ，法国又建成巴黎至勒芒、巴黎至图尔的大西洋线，列车最高时速达到3 0 0 公里。1 9 9 3 年，法国第三条高速铁路t g v 北线开通运营。北线也称北欧线，由巴黎经里尔，穿过英吉利海峡隧道通往伦敦，并与欧洲北部比利时的布鲁塞尔、德国的科隆、荷兰的阿姆斯特丹相连，是一条重要的国际通道。根据规划，法国将在2 1 世纪的头1 0 年内i 把东南线延伸至马赛，还要修建通向意大利和西班牙的南部欧洲线以及巴黎至德国斯特拉斯堡的东部欧洲线。t g v 高速线综合调度系统以调度集中为核心，依靠车地之问可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来。车载设备包括t v m 3 0 0 或t v m 4 3 0 机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等；沿线分布了接触网、热轴、风、雨、雪、桥隧落物等各种监测设备；控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分，通过网络传递信息。3 德国i c e 高速铁路调度系统德国在1 9 8 8 年的高速铁路行车试验中速度突破每小时4 0 0 公里大关，达到4 0 6 9 公里。德国的高速铁路，一条是1 9 9 1 年建成通车的曼海姆至斯图加特线；一条是1 9 9 2 年建成的汉诺威至维尔茨堡线。高速铁路上开行的i c e 城际高速列车，3北京交通大学硕士学位论文时速2 5 0 公里。1 9 9 3 年以来，i c e 高速列车已进入伯林，把德国首都纳入i c e 高速运输系统。i c e 也穿过德国与瑞士的边界，实现了苏黎士至法兰克福等线路的国际直通运输。目前，德国正在新修柏林至汉诺威、科隆至法兰克福两条高速铁路。二德国i c e 高速列车通过l z b 系统列车一地面闯双向通信、险情报警信息系统( 包括风、雪、塌方、热轴) 、车载无线故障监视诊断系统与地面控制中心和维修中心构成集行车调度指挥、控制、故障监测、维护等功能于一体的系统。此外，欧洲主要国家铁路都已承诺采用欧洲铁路运输管理系统( e r t m s ) ，其核，t l , 为欧洲列车控制系统( e t c s ) 。e r t m s 以欧洲列车控制系统( e t c s ) 为标准、铁路透信系统( g s m - r ) 为平台、欧洲点式应答器为定位手段，包括e t c s 、g s m - r 和运输管理3 个子系统。e r t m s主要功能包括：( 1 ) 运营指令控制，确保列车在路网中的安全运营：( 2 运输管理控锯，处理车辆和基础设旖管理问题，保证对线路能力和车辆应用的优化配置。已确认的e r t m s 应用范围主要包括：调度员与司机间的运营通信、自动列车控制、调车作业、远程遥控、紧急情况区域广播、车站和维修段的地区通信、旅客服务。考虑到不同国家多样化的功能需求和操作需求，e r t m s e t c s 定义了以下几个功能等级。第1 级采用传统的地面信号系统，采用固定闭塞方式运行，通过点式应答器将行车命令传给列车，由轨道电路检查列车完整性和列车位置。第2 级引入了欧溯无线通信系统( g s m - r ) 。它不需要地面信号系统，只需要列车检测设备，大量减少了轨道旁信号设备。通过g s m - r 进行连续式速度控制，提供列车自动防护和机车信号。用查询应答器定位列车，并通过轨道旁的无线闭塞中- 6 , ( r b c ) 检查列车完整性。第3 级取消了地面信号系统，采用移动闭塞。系统通过g s m r 实时移动授权，应答器实现列车定位车载设备实现列车完整性检查。1 2 2 国内铁路信息系统发展概况我国铁路信息化建设经过了二十几年的努力，在运输管理信息系统( 1 m i s )工程的带动下，客车发售和预订系统、行车调度指挥系统( d m i s ，现规范为t d c s ) 、车号自动识别系统( a t i s ) 、货运营销信息系统、财务会计管理系统、办公信息系统等各信息系统取得较大发展。铁路客票发售和预订系统的建设成功，解决了长期存在的买票难问题，提高了铁路客运经营水平和服务质量。目前，计算机售票量达到全路客票销售量的9 0 以上，售票收入占全路的9 5 以上。4第一章绪论t m i s 的建设完工，进一步提高了铁路运输组织管理能力和反应速度。该系统涵盖了货运营销与生产管理系统、货运制票系统、确报信息系统、车站综合管理系统、，车站综合管理等系统。在调度指挥方面，正在开发、建设分局调度系统。分局调度系统主要包括计划调度、列车调度、机车调度、货运调度、客运调度、统计分析六个子系统。目前，该系统已在京广、陇海等铁路线正式投入使用，实现了铁路列车调度工作的革命性变革，在提高铁路运输效率和行车安全方面发挥了重要作用。调度集中系统( c t c ) 建设应用取褥突破，2 0 0 4 年4 月份，新一代c t c 在西宁一哈尔盖段正式投入运用，实现了列车进路和调车进路的集中自动控制，1 7个车站中的1 0 个实现了行车岗位无人化。开发建设了铁路车号自动识别系统。在全路5 3 0 多个主要车站( 包括路局分界站、分局分界站、编组站、区段站、大型货运站等) 的进出站信号机附近，安装自动的机车、车辆标签信息接收设备( a e i ) ，可对全路货车车辆、列车、机车运行位置进行动态追踪管理。集装箱追踪管理系统通过铁路通信网络，从全路6 0 0 多个集装箱办理站实时收集集装箱运输信息，在铁道部建立集装箱动态库，为运输指挥人员和货主提供集装箱运输轨迹和动态信息，实现集装箱按号码制的全程节点式追踪管理，满足集装箱运输管理和客户信息查询的需要。铁路办公信息系统已在铁道部机关和各铁路局、铁路分局及部分站段开通使用，实现了全路办公信息系统联网运行，并开通了电子邮件系统。铁道财务会计信息系统( r f a m i s ) 初步完成并推广应用；通用会计核算及管理信息系统完成研制并在全路实施推广；铁道资金管理信息系统完成设计并开始实施；点到点成本计算系统基本完成并投入应用。铁路企业运输收入清算系统投入使用。系统主要包括旅客运输清算子系统、货物运输清算子系统、行包运输清算子系统和邮政运输清算予系统，使企业按批准的市场清算规则或企业问的合法协议，从市场取得与运输数量和质量相对应的营业收入，使各运输企业在运输过程中形成的不同运输成本得到合理补偿，通过清算系统的建立保证铁路改革的顺利实施。2 0 0 7 年，高速动车组在第六次全国铁路大提速中开始在我国既有线上实际运营。目兹，我国i 葛速铁路引进的动车组共有c r h i 、c r h 2 、c r h 3 、c r h 5 四种系列型号，c r h 是“c h i n a r a i l w a yh i g h - s p e e d ”的缩写，主要借鉴引进了世界著名的加拿大庞巴迪公司、日本新干线、德国铁路i c e 3 、法国t g v 以及美国g e 等公司的技术。与之相配套的检修基地，即北京动车段、上海动车段、武汉动车段、广州动车段也陆续开工建设。为了使建成后的动车段能够及时、有效的投入运营，5北京交通大学硕士学位论文铁道部结合我国的实际，作为重点项目，正在组织有关单位开展对动车段检修作业生产管理信息系统的研究与开发。1 3 论文的工作及刨额点1 在分析了国外动车段检修作业的特点及要求的基础上，提出了我国的动车段检修作业制度。2 在对动车段检修作业管理信息系统的含义及功能分析的基础上，定义了动车段检修作业管理信息系统的主要功能模块。3 提出了动车段检修作业管理信息系统的业务流程，并利用p e t n 网技术对该流程进行了模型构建。4 在对所建立的p e t r i 网模型进行等价化简后，利用p e t r i 网的分析方法从模型的正确性分析和性能评价两个方面对其进行了评判，并验证了业务流程的可行性。1 4 论文的研究内容和结构本文的主要研究方向是基于p e 舡i 网技术，构建铁路客运专线动车段检修作业管理信息系统的业务流程模型。其中包含从系统结构建模思想出发而引入的，用于复杂工作流和动态工作流建模的层次p e t r i 网建模技术。并对基于p e t r i 网技术的模型分析与评价方法进行探讨。本文按如下形式组织：第一章是绪论，介绍课题的背景、研究意义和国内外的研究现状，并提出了本论文的研究内容；第二章首先阐述了客运专线动车段检修作业的特点及要求，介绍了其他国家的检修体制及其特点，并对我国动车段的检修制度进行了探讨。其次，简要介绍了动车段检修作业管理信息系统的功能，并定义了主要的功能模块，设计了系统的业务流程；第三章对工作流和工作流管理系统的相关概念、类型以及工作流模型的分析评价方法进行了介绍。另外，重点阐述了p e t r i 网的相关理论以及如何利用其进行工作流模型的构建；第四章，结合第二章中定义的系统业务流程，利用p e 打i 网技术对该系统业务流程进行了模型构建；第五章从模型的正确性分析和性能评价两个方面对所建立的p e t r i 网模型进行分析。第六章为结论和展望，对全文的工作傲了一个总结，并指出了需要进一步研究的内容和方向。6第一章绪论1 5 小结本牵萏先夯绍了论文的磅究背景及职究意义，接着阐述了国内外的硒究现状和发展趋势，归纳了论文所做的工作和创新点，最后，提出了论文的研究内容和结构。7北京交远大学硕士学钽论文2高速铁路动车段车辆检修作业的系统分析2 1 高速铁路车辆( 动车组) 的运用与维孝产特点高速铁路车辆( 动车组) 具有运输组织便捷、轴重轻、速度快、安全性好、易维护等特点，是客运专线的主要运输载体。由于高速动车组采用了大量新技术，且造价较高。必须使动车组尽可能离效运行，减少因数障或其他原因造成的停留时间，因她，对高速动车纽进行精心的保养维护成为运营工作的重要组成内容。另外，动车组一般是在铁路客运专线上行驶，列车的运行速度高，其运行的可靠性、安全性及乘客在车中的舒适度等问题便成为最敏感的问题。因此，高速铁路车辆( 动车组) 的运用与一般普通车辆的运用不同，对其高速、舒适、安全、高效的特点要求更加严格。为保证高速旅客弼车运行豹安全帮给旅客在旅行审提供必要的、盘好的、舒适的、卫生的旅行环境条件，必须在每次发送旅客前对旅客列车进行必要的检修和整备作业，以保证提供良好技术状态的高速动车组。传统的在一般车辆段( 或检修所) 依靠眼看、耳听、手摸的车辆检查方式，己无法保证检查的可靠性和准确性，不能适应高速动车组维修的要求。国外高速铁路都普遍采用建设高速车辆( 动车组) 大型综合维修中心、基缝 我国称为铁路动车段) 的方式，裁题现 弋化设备与技术实现高速动车组的检修与维护作业，并且通过建立综合维护信息系统，实现预防性状态修和寿命管理。即在动车组的档案履历里，准确地记载着每列车组的走行公里数、维修级别、维修次数及各零部件的互换对阔和累计运行时间。根据可靠性理论提前设计好维修计划，有针对性地对动车组进行预防性维修检查及修理。恧列车运行时所发生的故障则通过车载故障诊断系统并结合地面设备及时地将信息返回动车段，以便尽快制定出维修措施和材料( 各件) 供应计划。铁路动车段是高速客运专线车辆( 动车组) 的大型综合维修中心( 或基地) ，主要功能是实现包括大修在内的所有检查、检修、车辆改造、开发测试以及为运行中的车辆提供技术支援等。铁路动车段内的业务主要分为运用部分与检修部分，分剐承担高速动车组的运用管理和日常检查、整各、清洗、故障检测、备俘更换等各级检修工作。主要业务系统包括段内行车运转调度、生产计划、生产管理、设备设施管理以及作业计划管理系统等。行车运转调度台、生产计划台和生产管理台构成动车段的核心业务管理机构，通过运用检修计划、检修作业计划、检修工单和派工单及其各级反馈信息管理所构成的主要流程，实现动车组运用检修作业的全过程管理。8第二章高速铁路动车段车辆检修作业的系统分析铁路动车段内的检修作业是指对旅客列车进行技术检查和维修，以及根据季节、运用等需要对车辆进行的技术整修工作。以使车辆在运用过程中得到充分的日常检修养护，保证旅客列车运行的安全和各类设各、设施能正常使用。整各作业是指卫生整备和备品整备，以保持车厢内外的清洁卫生和保证旅客旅行的生活需要“1 。2 2 铁路高速动车组的主要检修方式高速客运专线动车组不同于传统的机车车辆维修，它有自己的特点：传统的维修模式是把机车与车辆分开的，并且可随意解挂编组。高速动车组是全密封不摘钩整列入动车段检查、整备和维修，这是一种全新的检修模式。维修方式是指对设备维修时机的控制。维修方式有三种：定期维修( 又称计划修) 、视情维修( 又称状态修) 和事后维修( 又称故障修) 。计划修是以使用时间作为维修期限，只要设备到了预先规定的时问，不管其技术状态如何，都要进行规定的维修工作，是一种强制性的预防修理。动车组部件的检修主要集中在检修基地，运用所仅承担日常的例行检查和部分临修作业。状态修是按实际技术情况来确定维修时机。它不对机件规定维修期限，不固定拆卸分解范围，而是在检查、测试其技术状态的基础上确定各部件的最佳维修时机。服务性设施般采取状态修，即随检随修，使其状态始终保持良好；同时，部分设备或部件按照使用寿命的界定，在不能适应使用要求，即将发生故障前进行更换，采用监视型的状态修。为减少大修休车时间，通过换件的方式将部分部件，在运用过程中或其它较低级修程中安排检修，减少大修时的工作量，尽可能压缩动车组的在修时闳。事后维修是在动车组发生故障之后才进行修理，它不控制维修时机。2 3 国外高速动车组检修体制及检修方式的比较分析目前世晃上可以自主开发并已大规模运营高速列车的国家主要有日本、法国、德国和意大利，其他正在发展高速铁路的国家如西班牙、比利时、韩国都是引进法国的高速列车技术，俄罗斯采用了德国铁路i c e 的技术，中国台湾台北一高雄高速铁路则采用了日本新干线技术，土耳其、巴西和阿根廷等国家也在规是l 建设9北京交通大学硕士学位论文高速铁路。其各国的高速动车组检修体制及动车段的布局与检修方式各有特点。2 3 1 日本的检修体制2 3 1 1 新干线车辆( 动车组) 的检修体系厂预防检查r 定期检查e f - - 萎：茎修i 厂一周期检查日常检查图2 - 1 日本新干线车辆检修体系f i g u r e 2 - 1r o l l i n g s t o c k 婀y a i r s y s t e m o f j a p a ns h h t k a n 1 日常检查( 日检) ：周期为4 8 d 时，主要内容为补充易损、易耗件，补充润滑油。2 周期检查( 月检) ：周期为3 0 天或运行3 万公里，主要内容为各部件功能检查、外观检查。3 转向架检查( 年检) ：周期为1 2 个月或运行4 5 万公里( 新造车辆的第一次检查时间为投入使用后的第2 4 个月) ，主要内容为转向架解体检查、维修。4 全面检查( 大修) ：周期为3 6 - 1 月( 新造车辆的第一次检查时间为其投人使用后的第4 8 个月) 或运行9 0 万公里，主要内容为车辆全部解体检修。检修周期中的时间或运行公里，哪个先到取哪个，并且在时间或公里数上只1 0第二章高速铁路动车段车辆检修作业的系统分析可取负偏差，不能取正偏差。新干线车辆除了上述四种定期检查外，还有两种临时性检查，以及对直接影响到行车安全的a t c 装置的检查，即：1 运行检查：根据需要，对列车运行中的加速、减速、振动、摆动等状况进行动态检查，并对各部件及系统的综合功能和作用进行检查。2 临时检查：在已发生故障或可能发生故障时，对车辆进行检查。3 a t c 装置的检查。( 1 ) 运行检查：根据需要，乘车检查a t c 装置的综合作用和功能。( 2 ) 动作检查：根据a t c 装置的使用状况，对装置的状态及功能进行检查。( 3 ) 特性检查：根据a t c 装置的使用状况，以9 0 天为周期，对装置中的各个部件的状态及特性进行检查。( 4 ) 临时检查：在发生故障或有可能发生故障的情况下，根据需要进行临时检查。2 3 1 ，2 新干线车辆( 动车组) 的检修内容新千线车辆各个修程的检修内容是根据该修程所要达到的目的来确定的。通过定期预防修来保证车辆在进入下一个修程之前运用状态良好。1 日常检查列车编组不分解，根据车辆的运用状态，对到限的磨耗件进行更换，如受电弓滑板、制动闸片；对润滑部位进行补油，如轴承按规定补充润滑脂，传动齿轮箱的油位保证在规定刻线位置，以及受电弓、转向架、车钩、车门等处的活动、滑动部件也需检查其润滑状态；同时还要对受电弓、走行部、制动系统等部分进行外观检查，以保证其良好的状态。日常检查一般是在车辆夜间回库对迸行。完成一次全列车日常检查停时一般为1 5 个小时。2 ，周期检查列车编组不分解，根据车辆的运用状态，对受电弓、走行部、制动装置、车体、司机控制器、车下电气装置等部件的状态和功能进行检查和试验；对列车a t c装置进行检查试验，保证其功能正常；对电气部分的绝缘电阻进行测量等。周期检查与日常检查的项目差不多，所不同的是日常检查主要偏重于外观检查，而周期检查要更细一些，并要进行一些功能测试和检查。列车编组的周期检查停时一般为4 个小时。一般车辆基地在一个台位上每天可进行2 列编组车的周期检查，即上午l 列，下午l 列。1 1北京交通大学颐士学位论支3 转向架检查更换车辆转向架，把换下的转向架进行解体，对牵引电机、传动齿轮、轮对、制动装置等主要部件进行检查。例如，新干线3 0 0 系车如果是1 6 辆编组，则先将一列车分解为4 个单元，每个单元( 4 辆) 同时架车，更换转向架，对车轴进行超声波探伤。3 0 0 系车的车轴为空心轴，其探伤是在孔内进行的：对轮对进行旋削，使其踏面和轮缘恢复标准形状。采用直流传动的新干线车( 如0 系、1 0 0 系、2 0 0 系、4 0 0 系等) 的直流牵引电机要进行解体检查；两采用交流传动的新干线车( 如3 系、5 系、7 0 0 系、e i 系、e 2 系、e 3 系、4 系等) 酌交流牵亏 龟视灵做外部清扫，无需解俸，转向架检查完毕后，要在车辆基地的高速跑合试验台和试验线路上进行有关试验。转向架检查停时一般为1 天。4 全面检查将列车编组分解为单节车辆，按检修工序流水作业。车上部、车内、车下部钓j 秀有设备拆下车检修，主要部件实行换传修；对高压电缆线在车上瓣量绝缘电阻。并避年亍耐压试验，不良者进行更换；