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龙图腾网获悉唐山高速公路集团有限公司;北方工业大学申请的专利基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116720125B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310424786.9，技术领域涉及：G06F18/2411；该发明授权基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统是由成子育;张尊栋;刘丽丽;王久增;吴秉军;陈智;王志建;董艳磊;高丹;周新源;钟健;李宏伟;王开阳;刘帅;申海涛;吴金波设计研发完成，并于2023-04-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统在说明书摘要公布了：本申请提供一种基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统。其根据各设备间的关联构建机电系统设备的失效率模型，高速公路维修移动距离成本、设备租赁成本以及设备现场维修成本共同构建设备维修成本模型；综合设备失效率模型、设备维修成本模型，同时考虑检测成本等其它成本，构建出高速公路机电系统预维修成本优化模型；以系统预维修总成本最小为目标函数，在系统可靠性约束下，建立基于系统失效状态的优化模型，求解得到高速公路机电设备预维修策略。本申请能够通过上述模型在对高速公路机电系统进行维修管理时，充分考虑高速公路运维对象的拓扑结构所导致的运维成本变化，进而从大规模系统的角度对预防性联合维修策略优化展开研究。

本发明授权基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于设备分布的高速公路机电系统预防性维修方法，其特征在于，步骤包括： 根据高速公路机电系统各设备间的关联以及拓扑特征而预先设定机电系统设备的失效率模型、设备维修成本模型和机电系统预防性维修成本优化模型中各具体参数； 根据机电系统设备的失效率模型，先针对高速公路各设备之间串联、并联所对应的关联影响关系，分别计算各设备的失效率函数，再根据整个系统中各设备的串联、并联关系，进一步计算整个系统的准联合预维修次数，然后以系统可靠性下限作为约束，将整个系统的失效率带入可靠度评估公式中计算系统可靠性约束函数，根据系统预维修的实际进程带入所述系统可靠性约束函数，离线形成预维修策略； 根据设备维修成本模型，按照设备与上一个维修点之间的路段位移计算移动距离成本，根据设备维修过程中是否需要租赁维修设备计算设备租赁成本，然后根据移动距离成本、设备租赁成本以及设备的现场维修成本共同计算每个设备的预维修成本； 根据机电系统预防性维修成本优化模型，以系统预维修总成本最小为目标函数，在可靠性约束下，结合高速公路机电系统多设备联合的预防性维修模式，建立基于系统失效状态的优化模型，确定系统的检测要求和维修要求； 按照系统的现场维修数据与检测数据，根据上述机电系统设备的失效率模型、设备维修成本模型和机电系统预防性维修成本优化模型，提示预维修策略，每个设备的预维修成本，以及系统的检测要求和维修要求； 所述机电系统设备的失效率模型中，时刻第类设备的失效率函数，其中，为第类设备第次进行预防性维修的时间，为第类设备的改善因子，表示预防性维修的次数； 所述机电系统设备的失效率模型中，根据整个系统中各设备的串联、并联关系，进一步计算整个系统的准联合预维修次数的步骤包括： 计算设备并联时的系统失效率为，计算设备串联时的系统失效率为，再根据整个系统中各设备的串联、并联关系，进一步计算整个系统总的准联合预维修次数，其中，为第类第个设备在时刻之前经过的预维修次数，表示整个系统总的准联合预维修次数； 所述机电系统设备的失效率模型中，计算系统可靠性约束函数的具体步骤包括： 以系统可靠性下限作为约束，将整个系统的准联合预维修次数代入可靠度评估公式中，设定系统可靠性下限的临界值为，表示系统在第个预防性准联合维修周期内可靠性必须不小于，得出系统可靠性约束函数为： 其中，不同类型设备对应的失效形状参数不同，为第类第个设备在上一次部件替换之后的运行时间，表示在系统第个预防性准联合维修周期内第类第个设备经过的预维修次数，为第类第个设备第次进行预防性维修的时间，如果第类第个设备在时间前未进行部件替换，则，若有部件替换，则，为第类第个设备的部件最近一次的替换时刻； 所述设备维修成本模型中，计算所述移动距离成本，其中，为第类第个设备与上一个第类第个设备的维修点之间的距离，为每公里的距离成本； 所述设备维修成本模型中，计算设备租赁成本，其中，，为第类设备预维修是否需要租赁维修设备，取0或1，为第类设备预维修所需维修设备租赁一天的费用，m表示被维修设备数。

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