摘要：利用机电设备的历史故障数据及故障概率，基于马尔科夫链的理论，研究高速公路机电设备故障预测情况，提出了基于马尔科夫链的高速公路机电设备寿命预测研究模型。高速公路机电设备的运行状况和诸多因素相关，存在大量的不确定性和随机性，不同的高速公路机电设备故障概率和设备寿命一般符合浴盆曲线理论，将机电设备的大量历史故障数据转化为极限概率问题，可以判断机电设备的使用寿命和有效寿命。首先运用马尔科夫链的相关理论计算并得出转移概率、极限概率和时间滚动窗口的设备状态之间的关系，掌握设备故障的变化规律；然后根据浴盆曲线理论结合马尔科夫链的方法对转移概率和极限概率进行分析判断设备的有效寿命，并根据极限概率和故障累计次数预测设备的使用寿命。通过应用马尔科夫链的方法对故障概率趋势图的研究建立了一种新的寿命预测模型；并选取高速公路车辆检测器设备进行历史故障数据分析，验证了该预测模型的有效性和实用性。在高速公路机电设备的维护中利用该寿命预测研究模型，判断设备的寿命情况，并预测机电设备的故障发生趋势，可为高速公路机电设备的维护和更新提供决策依据，指导未来设备维修工作的重点，同时评估设备的运行状态可以有效保障系统的正常运行。

关键词：道路工程 预测模型 马尔可夫链 机电设备 故障概率 

单位：北京工业大学; 北京市交通工程重点实验室; 北京100124