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本书的主要内容如下。
第1章为绪论，主要介绍轨道交通维修策略优化和预测现状。
第2章介绍离散时间马尔可夫过程和通用生成函数法，并提出了新的可靠性分析方法，即马尔可夫过程—通用生成函数法，以动车组车门系统为研究对象，建立系统维修周期优化模型，进行车门系统维修策略优化。
第3章基于Phase-type（PH）分布研究系统的可靠性问题。介绍PH分布的基本概念，基于PH分布进行两部件串并联系统的可靠性分析。针对轨道车辆，分别对牵引系统、制动系统和车门系统进行可靠性分析。
第4章基于冲击理论对轮对系统的维修策略进行优化。基于故障机理分析，引出并介绍冲击理论。分析车辆轮对的维修策略，构建组合维修概率模型，并基于实际轮对测量数据进行分析。
第5章对综合考虑役龄回退因子及故障率递增因子的混合故障率函数进行分析，建立可靠性模型，基于混合故障率进行定期维修策略优化，并对地铁供电系统的高压断路器的维修策略进行优化。
第6章介绍两阶段剩余寿命预测方法，基于维纳过程进行两阶段退化建模，提出一种考虑测量误差的两阶段剩余寿命预测模型。
第7章介绍基于维纳过程的考虑参数依赖的剩余寿命预测方法，研究运行条件对退化速率的影响。
第8章介绍基于机器学习的剩余寿命预测方法，主要介绍基于故障诊断的剩余寿命预测方法和基于长短时记忆（LSTM）网络的剩余寿命预测方法。
第9章对备件的维修类型信息进行研究，通过研究部件更换时所属的维修类型来对各种维修模式下的备件消耗规律进行计算，并据此进行需求预测。
第10章对备件的位置信息进行研究，引入更新过程理论，通过研究备件失效时的位置来估计其寿命分布，并据此进行预测。