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《南京理工大学》 2004年
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复杂系统远程智能故障诊断技术研究

彭强  
【摘要】:复杂系统在国民经济、人民生产生活中起到了重要作用。作为一种典型的复杂系统,轨道交通设备对人们工作、生活的影响越来越大,研究轨道交通设备的远程智能故障诊断技术对于提高其自身的安全性、可靠性及有效性,减小经济损失,保障人身安全具有重要意义。本文以轨道交通设备为对象,从总体技术、支撑技术、核心技术以及实现技术四个方面对远程智能故障诊断技术进行了研究,主要的研究内容如下: 首先,建立了适应轨道交通设备的远程智能故障诊断体系结构,为有效实现多点信息的采集、集成、传输、分析、判断和决策,提出了设备监控现场、局部诊断中心和远程诊断中心三层的诊断体系,分析了其工作原理,详细介绍了各自的逻辑结构和功能模型,并研究了诊断系统与企业信息系统的有效集成。 其次,以LON(Local Operation Networks)总线、无线接入和多媒体管理信息系统作为支撑技术,研究了它们在远程智能诊断中的应用。论文分析了上述三种技术的特点,结合轨道交通设备的具体要求,自行开发了LON-RS232网关,提出了一种采用无线接入技术的远程诊断系统设计方案,并研究了多媒体管理信息系统的若干关键技术,分析了其功能模型。 第三,以智能诊断为核心技术,依据故障树和产品结构树的有关思想,提出了混合结构树的概念。混合结构树是一种构建智能诊断系统的平台,可以存储、表示多个诊断对象的各类知识,论文给出了混合结构树的基本模型,结合具体的例子,介绍了其工作原理,并给出了相应的知识编码算法,实现了知识的有效组织和管理。 接下来,研究了基于混合结构树的智能诊断系统,并重点解决了下述关键问题:(1) 提出了一种基于粗糙集和专家经验相结合的知识获取方法,并在基于粗糙集的知识获取中引入了属性重要性和规则确信因子的计算;(2) 研究了基于模糊理论的诊断推理,介绍了两种基于模糊理论的诊断推理方法;(3) 设计了具有自然语言理解能力的诊断系统智能接口,提出了采用双语料库的自动分词算法,以及句子相似性度量的计算,实现了用户和诊断系统的自然语言交互。 第四,根据理论研究的成果,开发了集成网络通信、监控和智能诊断以及维护管理功能的远程诊断系统ICRMDS,为现代轨道交通设备提供了一种配套的、具有原创性的、分布式、智能化的远程监控、诊断和维护系统。ICRMDS的试验运行成功,验证了理论研究成果的正确性和可行性,该系统已投入实际应用。 最后,对论文的研究进行了总结和展望。
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