铁路信号设备故障诊断专家系统研究

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1、2010年9月铁道通信信号September2010第46卷第9期RAILWAYSIGNALLING＆C0MMUNICAT10NVo1．46No．9铁路信号设备故障诊断专家系统研究张保银梁朝辉李永燕摘要：根据铁路信号设备日常检修工作的实际需求和对设备故障机理的分析，设计了用于故障诊断的多个子模块，建立了铁路信号设备故障诊断专家系统基本的实现结构。实现故障诊断功能，能为铁路信号设备基本故障的检修工作提供决策支持。关键词：铁路信号设备；故障诊断；维修管理Abstract：Basedonthedemandofroutinemaintenanceofrailwaysignaldevi

2、ceandtheanalysisoffail—uresinrailwaysignaldevice，severalmodulesforfailurediagnosisaredesignedandabasicstructureoftheexpertsystemforfailurediagnosisofrailwaysignaldeviceisgiventoofferdecision-makingsupportforthebasicfailuremaintenanceofsignaldevice．Keywords：Railwaysignaldevice；Faultdiagnosis

3、；Maintenancemanagement专家系统r一一一一。一⋯一‘一一一一一一一1随着铁路改革的不断深入，铁路维修体制也已向集中化、专业化、自动化等方面发展，建立以分析诊断技术为基础的设备管理检修新体制是今后的发展方向。目前，有很多机构对故障诊断系统在铁路信号设备方面的应用进行了研究，取得了不少进展，但仍然处在只能对一些常见的、比较简单的故障提供检修，且还存在知识表示不够准确的问题，进而导致故障信息不能与故障库中既有故障很好地匹配。为图1系统结构示意图此，结合上海铁大电信设备有限公司铁路用程序数据库及一些相关部件库存放在服务器上，信号设备故障诊断专家系统的研究与开发，进

4、行如客户端统一用浏览器访问服务器，并对系统进行操下相关论述。作，在客户端无需安装额外的软件。基于B／S结1系统结构构的故障诊断专家系统，能够很方便地实现多用户的同时使用和远程诊断。系统维护功能由管理员负铁路信号设备故障诊断专家系统以信号微机监责，而用户只需通过客户端上的浏览器即可使用系测系统的数据为基础，由数据预处理、故障诊断专统。如果需要增加新功能，只需在服务端进行相应家系统及其检修管理模块3部分组成。其中。故障的开发和部署，客户端无需进行任何修改，提高了诊断专家系统由人机接口、推理机、知识库、数据系统扩展能力。库、知识库维护和解释机制等组成，系统结构示意1．数据预处理模块

5、。主要是为故障初始数据图如图1所示。进行数据预处理，为故障诊断模块提供可用数据，从图1可以看出，系统采用B／S结构，将应实现从铁路相关服务器上采集实时故障数据到本地，对这些故障初始数据进行数据转换，将编码数中国神华神朔铁路分公司电务段工程师，719316陕西神木料铁道第三勘察设计院集团有限公司工程师，300251天津据转换为可读的表数据，并将转换后的数据添加到上海铁大电信设备有限公司工程师，200070上海指定数据库中。收稿日期：2010-05-122．故障诊断模块，是铁路信号故障诊断专家—26一RAILWAYSIGNALLING＆C0MMUNICATIONVo1．46No．

6、92010系统的核心模块。它根据输人症状模块传来的症故障树是通过分析各个子类组成、原理和功状表现，调用知识库和数据库，将故障数据与知识能，对其故障现象从理论上进行分析判断，统计、库中故障特征进行匹配，并通过与用户交互获得信分析系统实际运行故障记录和维修记录等。在建立息，以产生式规则为基础进行故障诊断。了每个子系统的故障树后，用或门将各个故障子树3．维修管理模块。铁路信号设备故障决策支连接在一起，然后用系统故障构成整个故障树的顶持系统的最后一步，实现检修任务的派发，保证故结点，从而生成整个系统的故障树。障得以及时处理。3故障推理机设计2知识的获取与知识模型的表示故障诊断结果库用

7、来存储专家检修经验，一旦获取的知识包括所有与诊断信号系统故障有关事实库中的故障现象与故障特征库中的故障现象相的知识。要获取的领域知识主要有：信号系统运行匹配，通过应用规则库中与该故障特征相关的规中出现的各种故障现象、部位和原因；历史故障的则，为用户提供故障检修方案。数据记载和分析结果；维修工程师对各种故障诊断推理机问题求解的过程就是判断如何应用规则的方法、原理以及经验数据。通过交互式获取和学的过程，此推理过程可分为3步：模式匹配、冲突习式获取相结合的方式来保证系统的性能。消解和规则执行，而模式匹配在其中