铁路信号设备故障诊断专家系统知识获取与知识表示的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文铁路信号设备故障诊断专家系统知识获取与知识表示的研究姓名：崔丽娜申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：张喜20061201中文摘要利用新技术和方法，实现铁路信号设备状态监铡和故障诊断，是保障铁路运输安全中需亟待研究的重大课题之一。由于铁路车站信号控制设备本身构成的复杂性，以及受设备使用和环境等因素的影响，实际造成设备故障的原因具有明显的复杂性、随机性和模糊性。因此，研制开发相应的故障诊断应用专家系统具有十分重要的意义。知识获取和表示是建立专家系统的一个瓶颈问题，也是许多应用系统研究的热点，本论文结合参加导师主持的铁道部科研项目“铁路信号设备故障智

2、能诊断分析软件系统”，的研究_[作，对基于电路仿真和面向对象技术的知识获取与表示方法进行了选题研究。论文在对国内外研究现状综合分析的基础上，首先对基于电路仿真技术的知识获取模型结构与方法进行了探讨，包括；用户需求分析、原始资料搜集与处理、可测试性分析、故障测试集确定、仿真建模分析、征兆量化提取、可信度分析等，提出了基于车站信号设备故障机理模拟的知识获取方案。然后，对面向对象技术的知识表示模型和方法进行了研究，包括；面向对象技术的原理、模型结构和对象、规则、方法的表示技术。最后，结合铁路车站信号故障诊断专家系统的要求，进行了仿真实例分析与设计和知识库实现实验．实验结果表明：该方法能很好

3、的实现知识的自动获取，并利用自身的模块性、封装性、继承性和多态性等特点，实现复杂知识的简单化表示，使求解空间与问题空间在结构上保持很高的一致性，增强系统的知识获取、表达和组织能力。关键词：电路仿真；面向对象；知识获取：知识表示；故障诊断；专家系统；铁路车站信号设备ABSTRACTItisurgenttostudyontheimportantproblem，inordertomakesuredrivingsafely,thatrealizesupervisingthestateofsignaldevicesinrailwayanddiagnosingfaults，bynewtechni

4、queandmethod．Becauseofthecomplicatedstructureofsignalcontroldevicesinrailwaystationandtheeffectofthedevicesusageandtheirrunningenvironment，itmakesthatthereasonofdevicesfaultiscomplicated，randomandambiguous．Therefore，itissignificanttodevelopthecorrespondingfaultdiagnosisappliedexpertsystem．Knowl

5、edgeacquisitionandrepresentationarebottleneckproblemsinbuildingexpertsystem．Theyarealsohotspotindevelopingappliedsystem．AccordingtotheRailwayMinistryproject：IntelligentSystemofFaultDiagnosisandAnalysisoftheRailwaySignalDevices,upheldbymytutorprofessorZhangxi，thispaperstudymainlyonthemethodofkno

6、wledgeacquisitionandrepresentationbasedoncircuitsimulationandobject-orientedtechnique．Basedonthecomprehensiveanalysisofinternalandexternalpresentresearch，thispaperfirstlystudiesonthemodelstructureandthemethodofknowledgeacquisitionbasedoncircuitsimulationtechnique，includingcustomerdemandinganaly

7、sis，collectinganddealingwithoriginalmaterial，testabilityanalysis，fixingfaulttestpool，establishingsimulationmodelanditsanalysis，quantifyingsignsandconfidenceanalysis，thenputforwardaschemeofknowledgeacquisitionbasedonfaultmechanisms