文档介绍：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,:该方法能很好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
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致谢实验室的科研工作,在学习上和生活上给予了我很大的关心和帮助,对于我的科本论文的工作是在我的导师张喜教授的悉心指导下完成的,张教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。张老师悉心指导我们完成了研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此衷心感谢三年来张老师对我的关心其次,要感谢北京交通大学计算机学院的田盛丰教授,在共同开发铁道部科技司项目的同时,也给我的论文写作提供了大量的帮助,在此表示对田老师衷心的感谢。此外,在实验室工作及撰写论文期间,得到了很多同学对我的热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。最后,感谢我的家人,是他们的理解和支持才能使我在学校专心完成学业,他们是我前进的动力和精神支柱。在交大学习的这段日子,将会在我心中永远留下美好的回忆。和指导。
绪论论文选题背景及研究的意义随着铁路列车运行速度的不断提高,行车密度的逐渐加大,也给铁路行车安全带来了更大的隐患,同时也给铁路车站信号设备维修人员及时、准确地排查和维护信号设备带来了新的挑战Ⅲ。尽管信号维修制度的改革,使信号设备的维修质量逐步提高,维修人员的素质也在逐渐提高,但是要绝对保证设备不问断地正常运行,是不现实的,设备发生故障是必然的。如何让必然发生的信号设备故障对铁路运输产生的影响最小,是亟待解决的问题嘞。在信息技术特别是计算机网络技术的飞速发展的今天,我国铁路信号控制系统正在由站控向线控和面控式的调度集中控制方式转型。因此,如何适应铁路发展的新形势,利用现代新技术,建立保障铁路运输安全的维修和检测系统,是需亟待研究解决的重大课题。利用新技术设备和方法,实现铁路信号设备状态监测和故障诊断,是保障铁路运输安全中需亟待研究的重大课题之一。为了保证铁路车站信号设备经常处于良好的工作状态,铁道部已建立并实施了多种维修制度,主要包括年修、大修、中修、厂修、假修等定期维修,以及不定期维修和常维修等。这些制度的严格执行,为铁路行车安全奠定了重要基础埘。但是,总体而言,这些维修制度均具有超前或事后维修的特点,缺乏基于设备状态维修的预测性和设备维修的经济性【因此,面对铁路运输的不断大幅度提速、对安全要求越来越高的形势,由超前或事后维修向着基于状态时时维修的转变已经成为维修制度改革的方向。状态时时维修的重要手段是采用先进的故障监测诊断设备和方法,建立故障监测诊断系统。目前我国铁路信号微机监测系统已经不同程度得到了推广应用,而故障诊断决策支持系统则处于亟待研究开发阶段。铁路车站信号控制设备本身构成的复杂性,尤其是控制电路的复杂性,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是很复杂的,具有明显的随机不确定性和模糊性。现场分析、判断和处理故障,往往需要依赖维修人员对设备故障机理的把握程度和经验。这就很难免由于经验不足而产生失误,造成设备故障性行车事故或延误维修时间“R虼耍斜匾Mü兄瓶7⑾嘤Φ淖ḿ系统进行解决,即与铁路车站信号控制