專利名稱：一種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能故障診斷方法，尤其是涉及一種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法。
背景技術(shù)：
目前，對設(shè)備的微機(jī)監(jiān)控并實現(xiàn)智能診斷在設(shè)備維護(hù)中有越來越廣泛的應(yīng)用；在軌道交通系統(tǒng)中，設(shè)備狀態(tài)的微機(jī)監(jiān)測技術(shù)也已成熟。但是在其基礎(chǔ)上，尚缺乏可實用的設(shè)備狀態(tài)的智能診斷和分析技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于軌道交通 設(shè)備的智能故障診斷方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟I)將診斷邏輯轉(zhuǎn)換為流程圖數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲為適用軌道交通領(lǐng)域的知識表示文檔；2)推理機(jī)(Cflow)把“流程圖”加載到內(nèi)存；3) Cflow根據(jù)流程圖數(shù)據(jù)適用的設(shè)備類型，為每個單獨的設(shè)備建立自己的流程實例遍歷器(CVisitor)；4) CVisitor在推理機(jī)驅(qū)動器(CThreadManager)的推理驅(qū)動機(jī)制下不斷運轉(zhuǎn)；5)每個Cvisitor每次運轉(zhuǎn)都執(zhí)行知識表示的遍歷分析算法；6)CVisitor在訪問到流程圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點時，根據(jù)數(shù)據(jù)點的描述，去數(shù)據(jù)獲取器(CDataBufTer)類取數(shù)據(jù)；7)CDataBuffer會訪問外部采集器提供的數(shù)據(jù)緩存內(nèi)存區(qū)尋找該數(shù)據(jù)點所描述的設(shè)備的某段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)；8)CVisitor根據(jù)取到的數(shù)據(jù)做自定義表達(dá)式的邏輯運算，滿足邏輯表達(dá)式，則進(jìn)入該表達(dá)式對應(yīng)的后續(xù)節(jié)點，所有后續(xù)節(jié)點都不滿足，則跳出一次遍歷；9)CVisitor在深度遍歷過程中最后訪問結(jié)果點后，提交該診斷結(jié)果信息給報警器(CAlarm)；10) CAlarm做結(jié)果的后續(xù)處理，包括存儲、展示。所述的數(shù)據(jù)點的描述包括通用表述方式、軌道交通專業(yè)知識表述，所述的軌道交通專業(yè)知識表述包括進(jìn)路前后軌道區(qū)段、區(qū)間前后軌道區(qū)段、道岔所在區(qū)段、信號機(jī)繼電器碼位。所述的結(jié)果點描述為軌道交通設(shè)備故障和預(yù)警信息例如“軌道故障紅信息”表述為軌道區(qū)段在無車占用情況下出現(xiàn)的非正常紅光帶。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
I)第一次將故障診斷模型應(yīng)用于軌道交通設(shè)備微機(jī)監(jiān)測中，用計算機(jī)全方位的分析診斷設(shè)備。2)定義了專用于軌道交通領(lǐng)域的“知識表示方法”和“推理機(jī)制”。3)實現(xiàn)了高效的“推理驅(qū)動機(jī)制”。4)實現(xiàn)了面向軌道交通領(lǐng)域的特有的遍歷分析算法。


圖I為本發(fā)明的流程圖；圖2為本發(fā)明的推理驅(qū)動機(jī)制的適當(dāng)時間計算示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例如圖I所示，一種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法，包括以下步驟I)將診斷邏輯轉(zhuǎn)換為流程圖數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲為適用軌道交通領(lǐng)域的知識表示文檔；2)推理機(jī)Cflow把“流程圖”加載到內(nèi)存；3) Cflow根據(jù)流程圖數(shù)據(jù)適用的設(shè)備類型，為每個單獨的設(shè)備建立自己的流程實例遍歷器CVisitor ；4) CVisitor在CThreadManager的推理驅(qū)動機(jī)制下不斷運轉(zhuǎn)；5)每個Cvisitor每次運轉(zhuǎn)都執(zhí)行知識表示的遍歷分析算法；6) CVisitor在訪問到流程圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點時，根據(jù)數(shù)據(jù)點的描述，去CDataBuffer類取數(shù)據(jù)；7)CDataBuffer會訪問外部采集器提供的數(shù)據(jù)緩存內(nèi)存區(qū)尋找該數(shù)據(jù)點所描述的設(shè)備的某段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)；8)CVisitor根據(jù)取到的數(shù)據(jù)做自定義表達(dá)式的邏輯運算，滿足邏輯表達(dá)式，則進(jìn)入該表達(dá)式對應(yīng)的后續(xù)節(jié)點，所有后續(xù)節(jié)點都不滿足，則跳出一次遍歷；9)CVisitor在深度遍歷過程中最后訪問結(jié)果點后，提交該診斷結(jié)果信息給CAlarm ；10) CAlarm做結(jié)果的后續(xù)處理，包括存儲、展示?！败壍澜煌ㄔO(shè)備的智能故障診斷方法”包括以下特點(一)“推理驅(qū)動機(jī)制”的高效實現(xiàn)推理機(jī)的驅(qū)動依靠CThreadManger來實現(xiàn)。CThreadManger管理一個線程數(shù)組，每個線程都是一個不間斷的循環(huán)，循環(huán)內(nèi)部檢查“這個線程所擁有的流程實例”的“遍歷頻率”，(例如某個實例是I分鐘遍歷一次，這個頻率是由用戶畫“流程圖”時候定義的)，到了這個時間，則進(jìn)入這個“流程實例的遍歷階段”。(二)“推理機(jī)驅(qū)動”線程機(jī)制用戶可自定義驅(qū)動線程的個數(shù)，多個或多核CPU時一般建議設(shè)置為“CPU核數(shù)-I”。預(yù)留I核用于數(shù)據(jù)的緩存，采集處理，以保證數(shù)據(jù)來源的實時性和準(zhǔn)確性。
推理機(jī)CFlow在實例化每個CVisitor時，會把每個“流程實例”平均分配到各線程中，或者根據(jù)優(yōu)先級設(shè)置，先分配優(yōu)先級高的流程。(三)“推理機(jī)驅(qū)動”遺棄機(jī)制當(dāng)CPU處理負(fù)荷不了 “流程實例”數(shù)時，會拋棄掉優(yōu)先級低的“流程實例”的運行并記錄日志。該機(jī)制保證了推理機(jī)在異常狀態(tài)下的穩(wěn)定運行?！巴评頇C(jī)驅(qū)動”回溯機(jī)制采用“回溯”方式來分析數(shù)據(jù)?！盎厮荨狈绞绞窍鄬τ凇皩崟r”的一種數(shù)據(jù)獲取方式。即指數(shù)據(jù)存在后，并不立即分析它，而是把數(shù)據(jù)先都緩存，再根據(jù)適當(dāng)?shù)臅r機(jī)回過頭來分析數(shù)據(jù)?！盎厮荨狈绞降暮锰幵谟谟捎诜治鰯?shù)據(jù)時，不需要等待未準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)，所以線程不會進(jìn)入等待狀態(tài)。 (例如故障紅邏輯，紅光帶亮起后，并不會立刻分析這個紅光帶，因為流程的后續(xù)點里面有描述取當(dāng)前時間的5-lOs后的數(shù)據(jù)。實時方式則需要等待IOs以獲取數(shù)據(jù)，回溯方式則在IOs后再進(jìn)入分析階段，把“當(dāng)前時間”定義為“紅光帶的觸發(fā)時間”。)可以處理開關(guān)量和模擬量有時延的情況。實際系統(tǒng)中根據(jù)采集器的性能，可能數(shù)據(jù)有小量時間延遲和錯位，用實時方式處理這種延時則經(jīng)常要進(jìn)入等待狀態(tài)，回溯方式更為清晰和高效。(四)“適當(dāng)?shù)臅r機(jī)”回頭分析“適當(dāng)?shù)臅r機(jī)”的計算如圖2所示每個“流程圖”中都會定義一個“遍歷頻率”，CThreadManager線程循環(huán)中根據(jù)這個頻率，進(jìn)入該流程的分析。每次流程的分析會對所有滿足“頂點”的秒進(jìn)行遍歷。“最大向后時間”是加載流程時預(yù)先查找各“取值點”，取離“當(dāng)前時間”最大的時間?！胺治鰰r間段”是偏移過“最大向后時間”之后真正的數(shù)據(jù)分析的時間段。一個“流程圖”是針對“一類設(shè)備分析”的知識表述，(例如故障紅，是針對站內(nèi)區(qū)段的故障的一個描述)。推理機(jī)在加載了“流程圖”后，會實例化它，為該車站的每個站內(nèi)區(qū)段都實例化一個“流程實例” CVisitor。CVisitor被CThreadManager驅(qū)動做“流程圖”的遍歷，并維護(hù)遍歷的中間狀態(tài)。(五)遍歷算法遍歷算法是基于“有向圖的深度優(yōu)先遍歷算法”的改造。加入了“用戶點”的中斷處理因為流程中會有要求用戶交互的點，例如“請輸入X值，或請斷開X線后測量X值”。實現(xiàn)方法加入了一個“中斷開始點隊列” vector<CDot*>m_startVec。I)預(yù)先加載根節(jié)點到m_startVec。2)依次取m_startVec其中之一開始深度遍歷，并把開始遍歷的點清除出m_startVec。3)當(dāng)遍歷到用戶點時，把用戶點加入m_startVec,并把CVisitor的變量m_userDone置位,表示要等用戶輸入了，跳出這次遍歷。下次遍歷4)檢查m_userDone位,如果用戶準(zhǔn)備好了，繼續(xù)以m_startVec做深度遍歷,轉(zhuǎn)到2)。5)如果用戶沒準(zhǔn)備好，跳出這次遍歷，等待下一次遍歷。
(六)點的訪問I)數(shù)據(jù)取值在“流程工具”中提供了很多取值方式的描述。a)最簡單的取當(dāng)前設(shè)備的當(dāng)前時間的數(shù)據(jù)，b)取一段時間的數(shù)據(jù)，c)取左右同類設(shè)備的數(shù)據(jù)，d)取站內(nèi)進(jìn)路中前后設(shè)備的數(shù)據(jù)，e)取區(qū)間設(shè)備前后軌道的數(shù)據(jù)，
f)取全局設(shè)備，例如“總?cè)私猓偡次弧钡臄?shù)據(jù)等等。推理機(jī)的CVisitor會根據(jù)這些描述，做相應(yīng)處理處理方式是調(diào)用一段在程序中預(yù)設(shè)好的代碼段。其他取值方式的實現(xiàn)類似。以故障紅流程圖的6DG為例。找左右同類設(shè)備的步驟。a) CVisitor會去“站場圖”中找到6DG的內(nèi)部道岔6#，b) CVisitor向CDataBuffer獲取6#道岔在T時間(回溯的遍歷時刻)的位置為定位，c) CVisitor再去“站場圖”中找到6#道岔定位的左連接和右連接。2)數(shù)據(jù)分析以“自定義表達(dá)式”方式實現(xiàn)對獲取的數(shù)據(jù)計算和分析。表達(dá)式的輸出都為“ I或0 ”，表示“滿足或不滿足”。描述包括a)基本數(shù)據(jù)運算加減乘除、三角函數(shù)、絕對值。b)基本比較大于，小于，等于c)0ne of—段時間內(nèi)的一個數(shù)據(jù)滿足即滿足d) Allof—段時間內(nèi)所有數(shù)據(jù)滿足即滿足e)X% of—段時間內(nèi)百分之X數(shù)據(jù)滿足即滿足等等推理機(jī)的CVisitor會調(diào)用“自定義表達(dá)式解析器”來解析這些“表達(dá)式”，并輸出“滿足”“不滿足”，以跳到相應(yīng)的出口。(自定義表達(dá)式解析器解析過程參見相應(yīng)文檔)。3)結(jié)果當(dāng)遍歷到“結(jié)果點”時，流程遍歷退出，并把“結(jié)果點”的信息發(fā)送給CAlarm做展示，存儲等相應(yīng)后續(xù)處理。
權(quán)利要求
1.ー種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將診斷邏輯轉(zhuǎn)換為流程圖數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲為適用軌道交通領(lǐng)域的知識表示文檔； 2)推理機(jī)(Cflow)把“流程圖”加載到內(nèi)存； 3)Cflow根據(jù)流程圖數(shù)據(jù)適用的設(shè)備類型，為每個単獨的設(shè)備建立自己的流程實例遍歷器(CVisitor)； 4)CVisitor在推理機(jī)驅(qū)動器(CThreadManager)的推理驅(qū)動機(jī)制下不斷運轉(zhuǎn)； 5)姆個Cvisitor姆次運轉(zhuǎn)都執(zhí)行知識表示的遍歷分析算法； 6)CVisitor在訪問到流程圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點時，根據(jù)數(shù)據(jù)點的描述，去數(shù)據(jù)獲取器(CDataBuffer)類取數(shù)據(jù)； 7)CDataBuffer會訪問外部采集器提供的數(shù)據(jù)緩存內(nèi)存區(qū)尋找該數(shù)據(jù)點所描述的設(shè)備的某段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)； 8)CVisitor根據(jù)取到的數(shù)據(jù)做自定義表達(dá)式的邏輯運算，滿足邏輯表達(dá)式，則進(jìn)入該表達(dá)式對應(yīng)的后續(xù)節(jié)點，所有后續(xù)節(jié)點都不滿足，則跳出一次遍歷； 9)CVisitor在深度遍歷過程中最后訪問結(jié)果點后，提交該診斷結(jié)果信息給報警器(CAlarm)； 10)CAlarm做結(jié)果的后續(xù)處理,包括存儲、展示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法，其特征在干，所述的數(shù)據(jù)點的描述包括通用表述方式、軌道交通專業(yè)知識表述，所述的軌道交通專業(yè)知識表述包括進(jìn)路前后軌道區(qū)段、區(qū)間前后軌道區(qū)段、道岔所在區(qū)段、信號機(jī)繼電器碼位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法，其特征在干，所述的結(jié)果點描述為軌道交通設(shè)備故障和預(yù)警信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于軌道交通設(shè)備的智能故障診斷方法，包括以下步驟1)將診斷邏輯轉(zhuǎn)換為流程圖數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲為適用軌道交通領(lǐng)域的知識表示文檔；2)推理機(jī)Cflow把“流程圖”加載到內(nèi)存；3)Cflow根據(jù)流程圖數(shù)據(jù)適用的設(shè)備類型，為每個單獨的設(shè)備建立自己的流程實例遍歷器CVisitor；4)CVisitor在CThreadManager的推理驅(qū)動機(jī)制下不斷運轉(zhuǎn)；5)每個Cvisitor每次運轉(zhuǎn)都執(zhí)行知識表示的遍歷分析算法；6)CVisitor在訪問到流程圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點時，根據(jù)數(shù)據(jù)點的描述，去CDataBuffer類取數(shù)據(jù)等步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有第一次將故障診斷模型應(yīng)用于軌道交通設(shè)備微機(jī)監(jiān)測中，用計算機(jī)全方位的分析診斷設(shè)備等優(yōu)點。
文檔編號G06F19/00GK102682187SQ20111006081
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者鞏林玉, 涂鵬飛, 胡恩華, 魏盛昕 申請人:卡斯柯信號有限公司