城市轨道交通车辆特别是地铁车辆是中国城镇化道路上的重要轨道装备,在中国城市建设中,地铁车辆对缩短人们出行时间起到了至关重要的作用,极大地加快了城市血液流动。于此同时,由动力系统故障造成的行车中断等问题亟待解决。牵引传动系统是地铁车辆的动力来源,假如行车途中出现故障,则列车停止运行,对整个线路运作,行车调度将产生负面影响。因此,保证牵引传动系统的高运行可靠性是列车维保工作中的重要内容。现有研究主要针对单个部件或单个系统,鲜有从单元到系统的整套研究方法;另外现有的地铁车辆可靠性研究方法多从其他工业系统中借鉴,缺乏针对性;除此之外,从分析部件故障模式等入手的可靠性研究方法也罕见。本文将从单元级部件入手,首先分析系统中关键部件的失效模式,收集其故障形式等先验信息,根据获得的先验信息假设部件的寿命分布规律,利用多层Bayes方法对牵引传动系统的关键部件进行可靠性建模与寿命评估。从单元部件到系统,利用GO法对系统中子系统进行可靠性建模,自下而上,采用同样的方法从子系统到大系统建立GO法模型,计算牵引传动系统可靠性指标。最后采用Monte-Carlo数值仿真的方法对本文提供的方法进行验证。主要内容有:(1)对牵引传动系统中的关键部件高速断路器进行可靠性评估。根据收集到的高速断路器失效模式,假设高速断路器的寿命分布服从二参数威布尔分布,利用多层Bayes方法计算高速断路器的后验分布即累积失效概率,最后利用最小二乘法对其中的参数进行估计,得到高速断路器的可靠性指标。(2)对系统中的另一关键部件逆变器进行可靠性评估。考虑到逆变器的失效机制主要由IGBT模块失效原因造成,故采用Bayes中的回归模型进行分析,对某型逆变器采取序加应力加速退化试验。以电压为加速应力,设置比例系数为0.8的线性增长应力水平,通过检测逆变器中IGBT集电极态发射极电压以及二极管的正向电压来判断逆变器的耗损情况。对试验数据进行分析,得到其加速模型并估计其中的参数。同时对逆变器进行Bayes可靠性评估,得到可靠度曲线。最后利用前述得到的加速模型求解正常应力水平下的可靠度。(3)对牵引传动系统中的结构组成及故障模式进行梳理。把牵引传动系统分为受电弓子系统、高压回路子系统、逆变子系统、冷却子系统、控制子系统及电机六大部分。利用GO法对大系统进行自下而上的建模,即从单元部件到子系统,再从子系统到大系统。利用前文中计算得到的单元部件可靠性指标和相关国家标准中的元部件可靠性参数,计算系统的可靠性指标,完成系统寿命评估。(4)文章最后为了验证利用Bayes和GO法相结合的方法适用牵引传动系统的可靠性评估,对整个系统的可靠性做仿真试验。对于定义模型和随机数的生成进行了详细说明,列出仿真的详细步骤,根据步骤编程,在MATLAB中实现仿真,把最后输出的仿真结果与利用本文方法计算得到的结果进行对比,相对误差在允许范围内,验证本文方法的有效性。开发了地铁车辆牵引传动系统可靠性评估软件,更好地服务其他列车牵引传动系统的寿命评估问题。本文为牵引传动系统的可靠性评估提供一种方法;指出系统中的关键部件牵引逆变器的薄弱环节,为其设计提供参考;提供牵引传动系统的寿命指标,做到系统在出现故障之前进行预知维修,减少故障发生率,实现以可靠性为中心的维修。