本公開大致上涉及復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的故障檢測(cè)和隔離，并且更具體地涉及用于飛機(jī)的空氣管理系統(tǒng)的系統(tǒng)層級(jí)故障診斷。

背景技術(shù)：

通常，感測(cè)和控制技術(shù)中的進(jìn)步已經(jīng)促進(jìn)了復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，所述多個(gè)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)而由通過各種電氣、機(jī)械、液壓或氣壓連接互連的組件、異構(gòu)感測(cè)裝置和反饋控制器組成。復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜的互連和反饋控制環(huán)路使故障檢測(cè)和隔離成為非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

例如，如飛機(jī)的空氣管理系統(tǒng)的復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)控制加壓空氣并將加壓空氣供應(yīng)至飛機(jī)，并且由多個(gè)子系統(tǒng)組成。如果復(fù)雜的互連和反饋控制環(huán)路包括故障組件，則故障組件產(chǎn)生非標(biāo)稱輸出，所述非標(biāo)稱輸出為至其他聯(lián)接組件的輸入。轉(zhuǎn)而，另外為健康的其他聯(lián)接組件產(chǎn)生非標(biāo)稱輸出，從而引起不想要的錯(cuò)誤警報(bào)。此外，由于非標(biāo)稱輸入，健康組件被驅(qū)動(dòng)超過所述健康組件的正常操作條件，這可導(dǎo)致級(jí)聯(lián)故障。另外，內(nèi)置控制器將使用故障信號(hào)并且將掩蓋存在于系統(tǒng)中的故障以用于持續(xù)操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)施方案包括用于累積來自多個(gè)傳感器的傳感器數(shù)據(jù)的方法。所述方法包括：利用基于物理學(xué)的模型，所述基于物理學(xué)的模型含有微分方程，所述微分方程描述復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的組件和子系統(tǒng)；通過算 法選擇最佳傳感器的子集以捕獲來自多個(gè)傳感器的每個(gè)故障模式的效應(yīng)，每個(gè)傳感器與復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的組件和子系統(tǒng)中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)；針對(duì)復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)子系統(tǒng)和組件訓(xùn)練多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以檢測(cè)并且識(shí)別傳感器數(shù)據(jù)內(nèi)的故障；以及響應(yīng)于選擇最佳傳感器的子集和針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)和組件訓(xùn)練多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行算法以檢測(cè)并且隔離傳感器數(shù)據(jù)內(nèi)的故障。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上方法實(shí)施方案中的任一個(gè)，所述方法可包括定義用于組件中每一個(gè)的數(shù)據(jù)類，當(dāng)相關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)包括故障讀數(shù)時(shí)，所述數(shù)據(jù)類使多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別健康組件。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上方法實(shí)施方案中的任一個(gè)，所述數(shù)據(jù)類可包括健康數(shù)據(jù)類和故障數(shù)據(jù)類。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上方法實(shí)施方案中的任一個(gè)，所述算法可為利用診斷樹來系統(tǒng)地隔離復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的故障的系統(tǒng)級(jí)別檢測(cè)和隔離算法。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上方法實(shí)施方案中的任一個(gè)，執(zhí)行所述算法以檢測(cè)并且隔離傳感器數(shù)據(jù)內(nèi)的故障還可包括：由多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)輸出用以指示傳感器數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一部分的數(shù)據(jù)類的值；以及如果故障由所述值指示，則沿診斷樹向下傳遞傳感器數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所述部分，直到復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的至少一個(gè)組件被隔離為止。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上方法實(shí)施方案，如果復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)組件被隔離，則識(shí)別與輸出最接近于一的值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的組件。

實(shí)施方案包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有與所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)一起體現(xiàn)的程序指令。程序指令可由處理器執(zhí)行以使所述處理器執(zhí)行以下操作：利用基于物理學(xué)的模型累積來自多個(gè)傳感器的傳感器數(shù)據(jù)，所述基于物理學(xué)的模型含有微分方程，所述微分方程描述復(fù)雜 聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的組件和子系統(tǒng)；通過利用算法選擇最佳傳感器的子集以捕獲來自多個(gè)傳感器的每個(gè)故障模式的效應(yīng)，每個(gè)傳感器與復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的組件和子系統(tǒng)中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)；針對(duì)復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)子系統(tǒng)和組件訓(xùn)練多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以檢測(cè)并且識(shí)別傳感器數(shù)據(jù)內(nèi)的故障；以及響應(yīng)于選擇最佳傳感器的子集和針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)和組件訓(xùn)練多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行算法以檢測(cè)并且隔離傳感器數(shù)據(jù)內(nèi)的故障。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施方案，所述程序指令可由處理器執(zhí)行以使所述處理器執(zhí)行以下操作：定義用于組件中每一個(gè)的數(shù)據(jù)類，當(dāng)相關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)包括故障讀數(shù)時(shí)，所述數(shù)據(jù)類使多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別健康組件。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施方案中的任一個(gè)，數(shù)據(jù)類可包括健康數(shù)據(jù)類和故障數(shù)據(jù)類。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施方案中的任一個(gè)，所述算法可為利用診斷樹來系統(tǒng)地隔離復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的故障的系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施方案中的任一個(gè)，關(guān)于執(zhí)行算法以檢測(cè)并且隔離傳感器數(shù)據(jù)內(nèi)的故障，程序指令可由處理器執(zhí)行以使所述處理器執(zhí)行以下操作：通過所述多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)輸出用以指示傳感器數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一部分的數(shù)據(jù)類的值；和/或如果故障由所述值指示，則沿診斷樹向下傳遞傳感器數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所述部分，直到復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的至少一個(gè)組件被隔離為止。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或以上計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施方案中的任一個(gè)，如果復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)組件被隔離，則識(shí)別與輸出最接近于一的值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的組件。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，可在系統(tǒng)中使用以上方法實(shí)施方案或計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施方案中的任一個(gè)。

通過本公開的技術(shù)實(shí)現(xiàn)另外的特征和優(yōu)點(diǎn)。本公開的其他實(shí)施方案和方面在本文中得到詳細(xì)描述。為了更好地理解本公開以及優(yōu)點(diǎn)和特征，參考描述并且參考附圖。

附圖說明

在說明書結(jié)束時(shí)的權(quán)利要求書中具體指出并且明顯要求被視為本發(fā)明的主題。本發(fā)明的上述以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)自結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述可顯而易見，在附圖中：

圖1描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的診斷系統(tǒng)；

圖2描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的診斷系統(tǒng)的示意圖；

圖3描繪了錯(cuò)誤警報(bào)可由于實(shí)際故障而出現(xiàn)的說明性實(shí)例；

圖4描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的診斷系統(tǒng)的過程流；

圖5示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的處理系統(tǒng)；以及

圖6示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的處理系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

本文描述的實(shí)施方案涉及分級(jí)故障檢測(cè)和隔離系統(tǒng)、方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(本文中為診斷系統(tǒng))，所述分級(jí)故障檢測(cè)和隔離系統(tǒng)、方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品促進(jìn)復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中故障檢測(cè)和隔離，同時(shí)降低計(jì)算復(fù)雜性和錯(cuò)誤警報(bào)。診斷系統(tǒng)利用系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法以及診斷樹來系統(tǒng)地隔離復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的故障子系統(tǒng)，隨后隔離故障組件等。

現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖1，大體上示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的診斷系統(tǒng)。診斷系統(tǒng)包括復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100，所述復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括控制器101，所述 控制器通過傳感器107、108監(jiān)測(cè)組件103的狀態(tài)和組件104的狀態(tài)。

在操作中，圖1還示出復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100中的故障檢測(cè)和隔離的挑戰(zhàn)性方面，如由于組件103和104與傳感器107和108之間的眾多互連而遭遇的問題。例如，組件103中的故障110產(chǎn)生故障輸出，所述故障輸出產(chǎn)生通過傳感器107的已檢測(cè)故障111并且轉(zhuǎn)而形成至組件104的故障輸入。這導(dǎo)致由另外健康的組件104進(jìn)行的另一個(gè)故障輸出的生成，和由傳感器108檢測(cè)的錯(cuò)誤警報(bào)112(例如，級(jí)聯(lián)故障)。以這種方式，控制器101從傳感器107和108接收已檢測(cè)故障111和故障警報(bào)112兩者。

為了區(qū)別已檢測(cè)故障111與故障警報(bào)112，診斷系統(tǒng)使用系統(tǒng)層級(jí)故障檢測(cè)和隔離方法。例如，診斷系統(tǒng)使用系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法來檢測(cè)并隔離故障組件103。以這種方法，使用整個(gè)診斷系統(tǒng)作為第一節(jié)點(diǎn)來構(gòu)建診斷樹，同時(shí)子系統(tǒng)和組件形成在不同分支處的以下節(jié)點(diǎn)(例如，組件103和104可因?yàn)閺脑\斷系統(tǒng)分支而為兩個(gè)節(jié)點(diǎn))。在樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處，可由診斷系統(tǒng)基于甚至在其他子系統(tǒng)中存在故障的情況下可捕獲節(jié)點(diǎn)的健康特性的最佳傳感器數(shù)據(jù)來構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型隨后充當(dāng)二進(jìn)制分類器來檢測(cè)故障是否存在于子系統(tǒng)/組件內(nèi)。系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法通過首先檢測(cè)和隔離含有故障的子系統(tǒng)，隨后隔離那個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)的對(duì)應(yīng)故障組件來以自上而下方式運(yùn)行，以減少故障警報(bào)和計(jì)算復(fù)雜性，同時(shí)維持高檢測(cè)率。

系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法利用基于系統(tǒng)理論方法的診斷方法來檢測(cè)并隔離復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100內(nèi)的故障組件。此外，系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法使用分級(jí)診斷樹的概念來首先隔離含有故障的子系統(tǒng)并且隨后隔離故障組件本身。診斷樹被構(gòu)建為復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100整體上作為根節(jié)點(diǎn)。在下一個(gè)層級(jí)處，每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100內(nèi)的子系統(tǒng)。在底部層級(jí)處，終端節(jié)點(diǎn)表示子系統(tǒng)的組件?？裳由爝@種方法以包括作為終端節(jié)點(diǎn)的組件的故障模式。

為了便于解釋，現(xiàn)將參考飛機(jī)的空氣管理系統(tǒng)來描述診斷系統(tǒng)和復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100。也就是說，如圖2中所示，可將空氣管理系統(tǒng)200視為復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案。具體來說，空氣管理系統(tǒng)200為集成熱控制系統(tǒng)，所述集成熱控制系統(tǒng)由兩個(gè)主要平行子系統(tǒng)組成，其中的每一個(gè)子系統(tǒng)可以是將溫度、濕度和壓力控制的空氣提供至飛機(jī)的機(jī)艙的環(huán)境控制子系統(tǒng)，如以下關(guān)于圖3進(jìn)一步所述。為了乘客的安全和舒適性，確?？諝夤芾硐到y(tǒng)200在健康條件下操作是關(guān)鍵的。此外，在缺少機(jī)載故障診斷工具的情況下，空氣管理系統(tǒng)200必須針對(duì)周期性維護(hù)進(jìn)行計(jì)劃，所述周期性維護(hù)引起飛機(jī)操作的不想要的中斷(可能持續(xù)若干天)，并且?guī)砭薮蠼?jīng)濟(jì)成本。診斷系統(tǒng)提供用于空氣管理系統(tǒng)200的可靠故障診斷方法論，所述可靠故障診斷方法論生成故障的早期警報(bào)和基于賦能條件的維護(hù)。

空氣管理系統(tǒng)200(例如，復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案)包括外殼201、第一熱交換器210、第二熱交換器220、空氣循環(huán)機(jī)240(所述空氣循環(huán)機(jī)可包括壓縮機(jī)241、渦輪243和245以及風(fēng)扇247)、冷凝器250和脫水機(jī)260，其中的每一個(gè)通過管材、管道、閥和類似物連接，使得排出空氣在入口處以初始流率、壓力和溫度從飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓位置被接受，并且以最終流率、壓力和溫度提供至出口(例如，機(jī)艙、駕駛艙等)。以這種方式，在出口處的排出空氣的憑證(例如，最終流率、壓力和溫度)使飛機(jī)能夠從空氣管理系統(tǒng)200接收加壓的并冷卻的空氣。

外殼201是使用由運(yùn)動(dòng)中的飛機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)空氣壓力來增加外殼內(nèi)的靜態(tài)空氣壓力的沖壓系統(tǒng)的沖壓室的實(shí)例。

熱交換器(例如，第一熱交換器210和第二熱交換器220)是為了一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)的高效熱傳遞構(gòu)造的設(shè)備。熱交換器的實(shí)例包括套管式、殼管式、板式、板殼式、絕熱輪式、板翅式、枕板式和流體熱交換器。繼續(xù)以上飛機(jī)實(shí)例，通過外殼推進(jìn)(例如，通過推動(dòng)或拉動(dòng)方法)的空氣以可變冷卻氣流吹過熱交換器，以控制排出空氣 的最終空氣溫度。

空氣循環(huán)機(jī)240是調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力(例如，增加氣體或排出空氣的壓力)的機(jī)械裝置。壓縮機(jī)的實(shí)例包括離心式、斜流式或混流式、軸流式、往復(fù)式、離子液體活塞式、旋轉(zhuǎn)螺旋式、旋轉(zhuǎn)葉片、渦旋式、膜片式和氣泡式壓縮機(jī)。此外，壓縮機(jī)通常由電動(dòng)機(jī)或蒸汽或燃?xì)鉁u輪(例如，渦輪243和245)驅(qū)動(dòng)。也就是說，渦輪243和245是驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)241的機(jī)械裝置。壓縮機(jī)241是調(diào)節(jié)從第一熱交換器210接收的排出空氣的壓力的機(jī)械裝置。風(fēng)扇247可包括在空氣循環(huán)機(jī)中，并且是通過推動(dòng)或拉動(dòng)方法推進(jìn)空氣以可變冷卻氣流越過熱交換器210、220而穿過外殼201的機(jī)械裝置。渦輪243和245以及壓縮機(jī)241一起調(diào)節(jié)壓力，并且示出(例如)空氣循環(huán)機(jī)240可作為四輪空氣循環(huán)機(jī)操作。請(qǐng)注意，雖然圖2示出空氣循環(huán)機(jī)240和其組件相對(duì)于外殼201、第一熱交換器210和第二熱交換器220的示例性定向，但是可利用其他定向。

為如以上所述的熱交換器的實(shí)例的冷凝器250是用來通常通過冷卻物質(zhì)，使得潛熱被所述物質(zhì)放棄并且傳遞至冷凝器冷卻劑來將所述物質(zhì)(例如，排出氣體)從所述物質(zhì)的氣態(tài)冷凝至所述物質(zhì)的液態(tài)的裝置或單元。冷凝器通常是熱交換器。脫水機(jī)260是執(zhí)行暫時(shí)地或永久地從任何源(如排出空氣)取得水的過程的機(jī)械裝置。

閥(雖然在圖2中未示出)是通過打開、關(guān)閉或部分地阻礙空氣管理系統(tǒng)200的管子、管道等內(nèi)的各種通道來調(diào)節(jié)、引導(dǎo)和/或控制介質(zhì)(例如，氣體、液體、流化固體或漿料，如排出空氣)流的裝置。閥可通過致動(dòng)器操作，使得空氣管理系統(tǒng)200的任何部分中的任何介質(zhì)的流率可被調(diào)節(jié)至所需值。例如，位于外殼210的進(jìn)氣口處的閥允許飛機(jī)外部的環(huán)境空氣至外殼201中的引入，使得環(huán)境空氣可通過第一熱交換器210和第二熱交換器220，并且在作為廢氣退出之前冷卻排出空氣(例如，引入方法可以是由空氣循環(huán)機(jī)240的軸驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇進(jìn)行的拉動(dòng)方法，或沖壓方法)。

另外，空氣管理系統(tǒng)200(例如，復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案)包括多個(gè)傳感器A-H。通常，傳感器是檢測(cè)事件或量變化并且提供對(duì)應(yīng)的輸出，例如作為電氣信號(hào)或光學(xué)信號(hào)的任何裝置。傳感器可檢測(cè)的量的實(shí)例包括但不限于光、運(yùn)動(dòng)、溫度、磁場(chǎng)、重力、濕度、水分、振動(dòng)、壓力、電場(chǎng)、聲音和外部環(huán)境的其他物理方面。關(guān)于空氣管理系統(tǒng)200，傳感器A-H檢測(cè)不同組件的狀態(tài)信息并且將所述信息提供至診斷系統(tǒng)的處理裝置(例如，控制器101或如以下關(guān)于圖5進(jìn)一步描述的處理裝置500)。第一傳感器是入口壓力傳感器A。第二傳感器是入口質(zhì)量流傳感器B。第三傳感器是沖壓空氣風(fēng)扇速度傳感器C。第四傳感器是空氣循環(huán)機(jī)速度傳感器D。第五傳感器是壓縮機(jī)溫度入口溫度傳感器E。第六傳感器是第二熱交換器出口溫度傳感器F。第七傳感器是冷凝器入口溫度傳感器G。第八傳感器是環(huán)境控制系統(tǒng)出口溫度傳感器H。此外，因?yàn)檫@些傳感器A-H還用來控制空氣管理系統(tǒng)200的組件以在出口處產(chǎn)生所需溫度和壓力，所以對(duì)于飛機(jī)上乘客的舒適性而言需要準(zhǔn)確的測(cè)量。在以下實(shí)例中，傳感器A-H可以是以下三種類型的傳感器中的一種：流量傳感器、溫度傳感器和速度傳感器。流量傳感器測(cè)量進(jìn)入或退出空氣管理系統(tǒng)200的組件的排出空氣的流率。溫度傳感器(如冷凝器入口溫度傳感器)測(cè)量退出空氣循環(huán)機(jī)240并進(jìn)入冷凝器250的排出空氣的溫度。速度傳感器(如空氣循環(huán)機(jī)速度傳感器)測(cè)量空氣循環(huán)機(jī)240的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。

如以上所述，空氣管理系統(tǒng)200可由兩個(gè)平行的環(huán)境控制子系統(tǒng)組成。例如，圖3描繪了空氣管理系統(tǒng)200的簡(jiǎn)化分級(jí)視圖200，其允許通過在較高層級(jí)處的故障隔離機(jī)制進(jìn)行的健康組件的系統(tǒng)消除。

圖3包括系統(tǒng)層級(jí)，所述系統(tǒng)層級(jí)包括頂部或第一層級(jí)節(jié)點(diǎn)，即，空氣管理系統(tǒng)200；子系統(tǒng)層級(jí)包括兩個(gè)層級(jí)節(jié)點(diǎn)，即環(huán)境控制子系統(tǒng)301和環(huán)境控制子系統(tǒng)302；以及組件層級(jí)，所述組件層級(jí)包括對(duì)應(yīng)于環(huán)境控制子系統(tǒng)301、302的組件的多個(gè)第三節(jié)點(diǎn)，即，交換器、空氣循環(huán)機(jī)、傳感器等。在這個(gè)實(shí)例中，環(huán)境控制子系統(tǒng)301包括第一熱交換器210、第二熱交換器220、空氣循環(huán)機(jī)240(所述空氣循環(huán) 機(jī)包括壓縮機(jī)241以及渦輪243和245)、冷凝器250、脫水機(jī)260和傳感器A-H，同時(shí)平行的環(huán)境控制子系統(tǒng)302包括類似組件。為了便于解釋，圖3的組件層級(jí)示出用于環(huán)境控制子系統(tǒng)301的第二熱交換器220、空氣循環(huán)機(jī)240和傳感器G，以及用于環(huán)境控制子系統(tǒng)302的第二熱交換器320、空氣循環(huán)機(jī)340和傳感器G1的平行組件。

圖3還包括多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其中的每一個(gè)與特定節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372和373分別與環(huán)境控制子系統(tǒng)301和302相關(guān)聯(lián)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)374-379分別與第二熱交換器220、空氣循環(huán)機(jī)240、傳感器G、第二熱交換器320、空氣循環(huán)機(jī)340和傳感器G1相關(guān)聯(lián)。也就是說，每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379可以是構(gòu)建在樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處以用于將那個(gè)節(jié)點(diǎn)二進(jìn)制分類為健康或故障的的黑箱模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379還在實(shí)時(shí)應(yīng)用中提供實(shí)行方案的簡(jiǎn)易性。每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379利用通過從來自傳感器(例如，A-H)中的一個(gè)或多個(gè)的讀數(shù)的選定集合接收的數(shù)據(jù)訓(xùn)練的模型來檢測(cè)并且隔離故障節(jié)點(diǎn)。例如，使用特定組件為健康的時(shí)生成的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)數(shù)據(jù)還可包括在空氣管理系統(tǒng)中的所有其他組件為故障的，以及在非標(biāo)稱輸入條件下捕獲健康組件的行為時(shí)的情景。以這種方式，每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379通過消除樹的健康分支以通過子系統(tǒng)減少錯(cuò)誤警報(bào)并促進(jìn)組件隔離來降低計(jì)算復(fù)雜性。

如圖3中進(jìn)一步所示，故障381可在組件層級(jí)(圖3的最低層級(jí))處生成一系列錯(cuò)誤警報(bào)384-386。這可導(dǎo)致故障組件的很大模糊性。然而，通過系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法的實(shí)行方案，將首先在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372中檢測(cè)故障381。隨后，系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法的實(shí)行方案將沿樹向下移動(dòng)以檢查故障組件。樹中具有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)373的另一邊將不檢測(cè)這個(gè)故障，因?yàn)樗隽硪贿叺淖酉到y(tǒng)本身正在正確地操作。這允許錯(cuò)誤警報(bào)385和386將被消除并且正確故障將被檢測(cè)而不具有模糊性。一旦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372檢測(cè)故障，算法即沿樹向下移動(dòng)并且啟動(dòng)在組件層級(jí)處起作用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)374、375和376。訓(xùn)練這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以正確地隔離故障組件。因此，這個(gè)過程將在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)374處檢測(cè)并隔 離故障381，同時(shí)消除錯(cuò)誤警報(bào)384。

作為這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方案，第二熱交換器220可以是板式第一熱交換器，所述板式第一熱交換器是使用輕重量板和彼此堆疊的翅片構(gòu)造的，以便將環(huán)境控制子系統(tǒng)301內(nèi)的熱量處置至退出飛機(jī)的沖壓空氣。由于包括化學(xué)反應(yīng)、腐蝕、生物倍增和凍結(jié)的若干因素，第二熱交換器220的流動(dòng)受到阻礙，從而引起被稱為積垢的現(xiàn)象(例如，故障381)。另一方面，空氣循環(huán)機(jī)240由用來壓縮并擴(kuò)張排出空氣以幫助進(jìn)行溫度和壓力控制的壓縮機(jī)和兩個(gè)渦輪組成。由于沿軸的不平衡負(fù)載分布，空氣循環(huán)機(jī)240易于停機(jī)，這導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)損失并且引起由環(huán)境控制子系統(tǒng)301輸出的排出空氣的溫度增加。

鑒于以上因素，現(xiàn)將關(guān)于圖4描述診斷系統(tǒng)和空氣管理系統(tǒng)200。圖4示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的診斷系統(tǒng)的過程流400。

過程流400從方框405開始，其中利用空氣管理系統(tǒng)200的試驗(yàn)驗(yàn)證模型來生成和/或累積傳感器數(shù)據(jù)。所述模型是含有描述空氣管理系統(tǒng)200內(nèi)的各種組件和子系統(tǒng)的微分方程的詳細(xì)的基于物理學(xué)模型。例如，為了生成用于模型的數(shù)據(jù)，當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)將表1中所列出的每個(gè)故障注入模型中，并且記錄119個(gè)參數(shù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。這些參數(shù)包括環(huán)境控制子系統(tǒng)301和302中的傳感器以及各種其他飛行條件參數(shù)。此外，當(dāng)飛機(jī)在海平面處的地面上時(shí)，針對(duì)常規(guī)晝間飛行條件(Tamb＝45F)以1個(gè)樣本/秒的抽樣率生成600個(gè)數(shù)據(jù)樣本，并且記錄所有測(cè)量。由于瞬態(tài)行為而忽略前300秒，而將接下來的300秒的數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練和測(cè)試。這允許對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析并且是測(cè)試飛機(jī)健康狀態(tài)的實(shí)用窗口，以在飛機(jī)已起飛之前提供早期檢測(cè)。一旦已經(jīng)生成數(shù)據(jù)，即添加25dB信噪比的加性白高斯噪聲添加以模仿實(shí)際生活情況。

表1：組件和所考慮的故障

使用累積的傳感器數(shù)據(jù)，過程流400隨后前進(jìn)至方框410，其中系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法選擇可通過生成相依矩陣來捕獲每個(gè)故障模式的效應(yīng)的最佳傳感器。相依矩陣通過不同故障模式作為行，并且生成測(cè)量的傳感器作為列來構(gòu)建。對(duì)于每個(gè)故障模式，將來自每個(gè)傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以確定哪些傳感器捕獲故障模式效應(yīng)。如果源自故障數(shù)據(jù)與健康數(shù)據(jù)之間的殘差的統(tǒng)計(jì)動(dòng)差(均值/標(biāo)準(zhǔn)差)超過一定閾值，則假設(shè)傳感器讀數(shù)可捕獲故障模式，并且將1放置在對(duì)應(yīng)的故障模式和傳感器下，而當(dāng)傳感器測(cè)量中指示沒有分離時(shí)放置0。隨后，可通過觀察相依矩陣中的隔離故障和模糊性組來理解空氣管理系統(tǒng)內(nèi)的相依性。如果相依矩陣的特定列僅含有信號(hào)“1”，則故障可由對(duì)應(yīng)的傳感器隔離。另一方面，列中的多個(gè)“1”指示傳感器形成故障的模糊性組。這意味著這個(gè)傳感器可捕獲多個(gè)故障模式并且無法在所述多個(gè)故障模式之間隔離?；谙嘁佬?，可進(jìn)一步減少相依矩陣以最小化模糊性的數(shù)目并且增加隔離故障的數(shù)目。可將不捕獲任何變化的傳感器從相依矩陣移除。

接著，過程流400隨后前進(jìn)至方框415，其中系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法定義用于每個(gè)組件的數(shù)據(jù)類。如先前所論述，其他子系統(tǒng)中的故障可影響對(duì)應(yīng)于另外健康組件的傳感器的測(cè)量，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤警報(bào)。因此，定義數(shù)據(jù)類，以便甚至在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器數(shù)據(jù)正在記錄故障讀數(shù)時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379也可分離健康組件。例如，每個(gè)組件可由兩個(gè)數(shù)據(jù)類的健康數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)組成。

健康數(shù)據(jù)類可由從至少兩個(gè)條件生成的數(shù)據(jù)集組成：a)空氣管理系統(tǒng)200內(nèi)的每個(gè)組件是健康的，和b)考慮中的組件是健康的，而空氣管理系統(tǒng)200內(nèi)的其他組件是故障的。這允許神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理解組件是 否正在以健康方式執(zhí)行。通過添加從其他故障組件生成的健康類型數(shù)據(jù)，至組件的輸入隨后為故障的并且組件的輸出似乎為故障的。但是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠理解組件如何以所述組件的健康狀態(tài)執(zhí)行，并且甚至在空氣管理系統(tǒng)200中的其他地方存在故障的情況下，允許診斷系統(tǒng)檢測(cè)所述組件的執(zhí)行是否是健康的/故障的。

故障類可由從考慮中的組件是故障的而空氣管理系統(tǒng)200中的全部其他組件是健康的條件生成的僅一個(gè)數(shù)據(jù)集組成。通過針對(duì)每個(gè)組件以這種方式定義類，可訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379以捕獲組件的執(zhí)行并且輸出關(guān)于每個(gè)組件的健康狀態(tài)的二元決策。

隨后，過程流400前進(jìn)至方框420，其中訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。也就是說，如以上所述，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379是用來分類和擬合數(shù)據(jù)集的黑箱模型。在此考慮三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379，如圖5中所示，所述三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有輸入層、隱藏層和輸出層。這些層中的神經(jīng)元由攜載權(quán)重的邊緣連接，所述權(quán)重被訓(xùn)練，以便至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的輸入數(shù)據(jù)將生成所要輸出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379用來分類診斷樹的節(jié)點(diǎn)是否是健康的或故障的。輸入層由從空氣管理系統(tǒng)200接收的傳感器測(cè)量組成。用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的特定傳感器是基于相依矩陣中所述傳感器的對(duì)應(yīng)行內(nèi)的“1”來確定。隱藏層由通過權(quán)重連接到輸入和輸出層的神經(jīng)元組成。輸出層將每個(gè)輸入測(cè)量映射至0或1并且具有與輸入層相同數(shù)目的節(jié)點(diǎn)。0表示節(jié)點(diǎn)是健康的，而1指示故障。通過將兩類數(shù)據(jù)饋送到輸入層中而將所述數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)輸出饋送到輸出層中來訓(xùn)練每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379。隱藏層中的神經(jīng)元的數(shù)目對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)變化，以確定產(chǎn)生良好訓(xùn)練模型的最佳數(shù)目。還可使用標(biāo)度共軛梯度反向傳播算法來訓(xùn)練每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379。例如，為了訓(xùn)練環(huán)境控制系統(tǒng)301的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372，將在相依矩陣中確定的八個(gè)傳感器(例如，傳感器A-H)用作輸入。訓(xùn)練數(shù)據(jù)由以上所述的健康類數(shù)據(jù)和故障類數(shù)據(jù)組成。用于訓(xùn)練的輸出由用于每個(gè)健康類數(shù)據(jù)點(diǎn)的0和用于故障類的1組成。

接著，過程流400前進(jìn)至方框425，其中執(zhí)行診斷系統(tǒng)來檢測(cè)并 且隔離故障。也就是說，一旦選擇傳感器并且針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)和組件構(gòu)建并且訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法就準(zhǔn)備好被執(zhí)行。這個(gè)階段使用自上而下方法來找到樹的正確分支以隔離故障組件。首先，從診斷系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)用來隔離故障子系統(tǒng)。這通過例如將選定的傳感器的300秒的時(shí)間序列數(shù)據(jù)從相依矩陣饋送到子系統(tǒng)層級(jí)處的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-373中的每一個(gè)中來進(jìn)行。每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-373隨后針對(duì)饋送到模型中的數(shù)據(jù)點(diǎn)輸出為0或1的值。隨后，取得平均值來分類子系統(tǒng)是健康的或是故障的。如果神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372將子系統(tǒng)301分類為故障的，則子系統(tǒng)301內(nèi)的組件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)374-376用來使用與用于子系統(tǒng)301和302的相同的方法來隔離失敗的組件。如果神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)373將子系統(tǒng)分類為健康的，則算法將不沿分支向下前進(jìn)。這種方法檢測(cè)哪個(gè)子系統(tǒng)含有故障并且隔離故障組件，同時(shí)消除健康的分支，因?yàn)橛糜谟?xùn)練的數(shù)據(jù)甚至在空氣管理系統(tǒng)200中的其他地方存在故障的情況下也捕獲子系統(tǒng)/組件的執(zhí)行。

在訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之后，在生成的數(shù)據(jù)集上實(shí)行系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法的一個(gè)實(shí)例中，在每個(gè)運(yùn)行期間使用表1中呈現(xiàn)的健康數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)的15個(gè)數(shù)據(jù)集來進(jìn)行100個(gè)蒙特卡羅(Monte Carlo)運(yùn)行。這些數(shù)據(jù)集包括健康系統(tǒng)、兩個(gè)關(guān)機(jī)空氣循環(huán)機(jī)、四個(gè)第二熱交換器結(jié)垢條件和用于流量和冷凝器入口溫度的四個(gè)偏置傳感器。另外，將加性白高斯噪聲獨(dú)立地逐運(yùn)行地注入每個(gè)數(shù)據(jù)集中以模仿實(shí)際生活情況。使每個(gè)數(shù)據(jù)集隨后通過圖3中示出的診斷樹以用于系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法并且通過每個(gè)組件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379以用于窮舉搜索。

也就是說，系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法中的每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379輸出介于0與1之間的值以指示數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)類。如果神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)372-379檢測(cè)故障，則數(shù)據(jù)集沿樹向下傳遞，直到將具有故障的組件隔離為止。如果子系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)組件檢測(cè)故障，則選擇與輸出最接近于1的值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)374-379相關(guān)聯(lián)的組件。

通過將系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法的執(zhí)行與窮舉搜索每個(gè)組件的 健康狀況的傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較來測(cè)試并且驗(yàn)證系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法。在窮舉搜索的傳統(tǒng)方法中，每個(gè)組件訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使得所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)捕獲組件輸出是否是標(biāo)稱的與非標(biāo)稱的。相比之下，本發(fā)明的實(shí)施方案涵蓋以下事實(shí)：組件可由于其他組件中的故障而正在生成非標(biāo)稱輸出。在窮舉搜索的傳統(tǒng)方法中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出介于0與1之間的值來分別指示組件行為是否為標(biāo)稱的或非標(biāo)稱的。如果兩個(gè)或更多個(gè)組件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)數(shù)據(jù)集為非標(biāo)稱的，則模糊性組出現(xiàn)并且故障組件未被隔離。這種現(xiàn)象顯示子系統(tǒng)和組件具有帶來錯(cuò)誤警報(bào)的復(fù)雜互連。本發(fā)明的實(shí)施方案的系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法的結(jié)果指示并入非標(biāo)稱測(cè)量的訓(xùn)練模型允許消除錯(cuò)誤警報(bào)。診斷樹結(jié)構(gòu)允許消除健康組件，同時(shí)降低計(jì)算復(fù)雜性并且導(dǎo)致故障隔離。

現(xiàn)參考圖6，示出用于實(shí)行本文教義的處理系統(tǒng)600的實(shí)施方案。在這個(gè)實(shí)施方案中，處理系統(tǒng)600具有一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(處理器)601a、601b、601c等(共同地或一般地被稱為處理器601)。處理器601也被稱為處理電路，通過系統(tǒng)總線602聯(lián)接到系統(tǒng)存儲(chǔ)器603和各種其他組件。系統(tǒng)存儲(chǔ)器603可包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)604和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)605。ROM 604聯(lián)接到系統(tǒng)總線602并且可包括基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)，所述基本輸入/輸出系統(tǒng)控制處理系統(tǒng)600的某些基本功能。RAM是聯(lián)接到系統(tǒng)總線602以由處理器601使用的讀寫存儲(chǔ)器。

圖600還描繪了聯(lián)接到系統(tǒng)總線602的輸入/輸出(I/O)適配器606和網(wǎng)絡(luò)適配器607。I/O適配器606可以是與硬盤608和/或磁帶存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器609或任何其他類似組件通信的小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)適配器。I/O適配器606、硬盤608和磁帶存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器609在本文中共同地被稱為大容量存儲(chǔ)設(shè)備610。用于在處理系統(tǒng)600上執(zhí)行的軟件611可存儲(chǔ)在大容量存儲(chǔ)設(shè)備610中。大容量存儲(chǔ)設(shè)備610是處理器601可讀取的有形存儲(chǔ)介質(zhì)的實(shí)例，其中軟件611存儲(chǔ)為用于由處理器601執(zhí)行的指令以執(zhí)行如圖4的過程流的方法。網(wǎng)絡(luò)適配器607將系統(tǒng)總線602與外部網(wǎng)絡(luò)612互連，從而允許處理系統(tǒng)600與其他此 類系統(tǒng)通信。屏幕(例如，顯示監(jiān)視器)615通過顯示適配器616連接到系統(tǒng)總線602，所述顯示適配器可包括用以改良圖形密集型應(yīng)用程序的執(zhí)行的圖形控制器和視頻控制器。在一個(gè)實(shí)施方案中，適配器606、607和616可連接到一個(gè)或多個(gè)I/O總線，所述一個(gè)或多個(gè)I/O總線通過中間總線橋(未示出)連接到系統(tǒng)總線602。用于連接如硬盤控制器、網(wǎng)絡(luò)適配器和圖形適配器的外圍裝置的合適的I/O總線通常包括公共協(xié)議，如外圍組件互連(PCI)。額外的輸入/輸出裝置示出為通過接口適配器620和顯示適配器616連接到系統(tǒng)總線602。鍵盤621、鼠標(biāo)622和揚(yáng)聲器623可通過接口適配器620互連到系統(tǒng)總線602，所述接口適配器可包括例如將多個(gè)裝置適配器集成到單個(gè)集成電路中的超級(jí)I/O芯片。

因此，如圖6中所配置，處理系統(tǒng)605包括呈處理器601形式的處理能力，和包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器603和大容量存儲(chǔ)設(shè)備610的存儲(chǔ)能力、如鍵盤621和鼠標(biāo)622的輸入裝置，以及包括揚(yáng)聲器623和顯示器615的輸出能力。在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)存儲(chǔ)器603和大容量存儲(chǔ)設(shè)備610的一部分共同地存儲(chǔ)操作系統(tǒng)以協(xié)調(diào)圖6中示出的各種組件的功能。

診斷系統(tǒng)的技術(shù)效應(yīng)和益處包括通過系統(tǒng)層級(jí)檢測(cè)和隔離算法進(jìn)行的計(jì)算復(fù)雜性和誤警率的降低。因此，診斷系統(tǒng)的技術(shù)效應(yīng)和益處包括早期診斷策略，所述早期診斷策略防止昂貴設(shè)備的不想要的過早更換，在所述昂貴設(shè)備中，錯(cuò)誤警報(bào)與非標(biāo)稱輸入相關(guān)聯(lián)并且避開所述非標(biāo)稱輸入，所述非標(biāo)稱輸入驅(qū)動(dòng)組件超過標(biāo)稱操作包絡(luò)并且引起過大應(yīng)力和級(jí)聯(lián)故障。

本發(fā)明可為系統(tǒng)、方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(或多個(gè)介質(zhì))，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上具有用于使處理器執(zhí)行本發(fā)明的方面的計(jì)算機(jī)可讀程序指令。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可為能夠保留并存儲(chǔ)用于由指令執(zhí)行裝置使用的指令的有形裝置。

計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是(例如)但不限于，電子存儲(chǔ)裝置、磁性存儲(chǔ)裝置、光學(xué)存儲(chǔ)裝置、電磁存儲(chǔ)裝置、半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或上述裝置的任何合適組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體實(shí)例的非窮盡列表包括以下各者：便攜式計(jì)算機(jī)軟磁盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM或閃速存儲(chǔ)器)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、數(shù)字通用光盤(DVD)、存儲(chǔ)棒、軟盤、如上面記錄有指令的穿孔卡或凹槽中的凸起結(jié)構(gòu)的機(jī)械編碼裝置，和前述存儲(chǔ)介質(zhì)的任何合適組合。如本文所用的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)不應(yīng)被解釋為本身是暫時(shí)信號(hào)，如無線電波或其他自由傳播的電磁波、通過波導(dǎo)或其他傳輸介質(zhì)傳播的電磁波(例如，通過光纖電纜的光脈沖)，或通過導(dǎo)線傳輸?shù)碾姎庑盘?hào)。

本文所述的計(jì)算機(jī)可讀程序指令可從計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)下載到相應(yīng)計(jì)算/處理裝置或通過網(wǎng)絡(luò)(例如，互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和/或無線網(wǎng)絡(luò))下載到外部計(jì)算機(jī)或外部存儲(chǔ)裝置。網(wǎng)絡(luò)可以包括銅傳輸電纜、光學(xué)傳輸光纖、無線傳輸、路由器、防火墻、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)和/或邊緣服務(wù)器。每個(gè)計(jì)算/處理裝置中的網(wǎng)絡(luò)適配卡或網(wǎng)絡(luò)接口從網(wǎng)絡(luò)接收計(jì)算機(jī)可讀程序指令并且轉(zhuǎn)發(fā)將計(jì)算機(jī)可讀程序指令，以用于存儲(chǔ)在相應(yīng)計(jì)算/處理裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。

用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)可讀程序指令可以是匯編程序指令、指令集體系結(jié)構(gòu)(ISA)指令、機(jī)器指令、機(jī)器相關(guān)指令、微碼、固件指令、狀態(tài)設(shè)置數(shù)據(jù)，或者用一種或多種編程語言的任何組合撰寫的源代碼或目標(biāo)代碼，所述編程語言包括面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(如Smalltalk、C++等)和傳統(tǒng)程序性編程語言(如“C”編程語言或類似的編程語言)。計(jì)算機(jī)可讀程序指令可以完全在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，部分地在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，作為獨(dú)立的軟件包執(zhí)行，部分地在用戶的計(jì)算機(jī)上并且部分地在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，或完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一種情況下，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可通過任何類型的網(wǎng)絡(luò)(包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN))連接到用戶的計(jì)算機(jī)，或者可以 連接到外部計(jì)算機(jī)(例如，通過使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商的互聯(lián)網(wǎng))。在一些實(shí)施方案中，包括例如可編程邏輯電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或可編程邏輯陣列(PLA)的電子電路可通過利用計(jì)算機(jī)可讀程序指令的狀態(tài)信息個(gè)性化電子電路來執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀程序指令，以便執(zhí)行本發(fā)明的方面。

本文中參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的方法、設(shè)備(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖圖解和/或方框圖來描述本發(fā)明的方面。應(yīng)了解，流程圖圖解和/或方框圖的每個(gè)方框以及流程圖圖解和/或方框圖中的方框的組合可通過計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)行。

可將這些計(jì)算機(jī)可讀程序指令提供至通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)行流程圖和/或方框圖方框中所指定的功能/動(dòng)作的手段。這些計(jì)算機(jī)可讀程序指令還可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可引導(dǎo)計(jì)算機(jī)、可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備或其他裝置來以特定方式起作用，使得其中存儲(chǔ)有指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括制品，所述制品包括實(shí)行流程圖和/或方框圖方框中所指定的功能/動(dòng)作的方面的指令。

計(jì)算機(jī)可讀程序指令還可以被加載到計(jì)算機(jī)、其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備或其他裝置上，以引起一系列操作步驟將在計(jì)算機(jī)、其他可編程設(shè)備或其他裝置上執(zhí)行，以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)行的過程，使得在計(jì)算機(jī)、其他可編程設(shè)備或其他裝置上執(zhí)行的指令實(shí)行流程圖和/或方框圖方框中所指定的功能/操作。

附圖中的流程圖和方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)行方案的體系結(jié)構(gòu)、功能性和操作。在這方面，流程圖或方框圖中的每個(gè)方框可表示指令的模塊、片段或部分，所述指令包括用于實(shí)行所指定邏輯功能的一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令。在一些替代實(shí)行方案中，方框中提到的功能可不按附圖中 提到的順序出現(xiàn)。例如，連續(xù)展示的兩個(gè)方框?qū)嶋H上可大致上同時(shí)執(zhí)行，或者方框有時(shí)可按相反順序執(zhí)行，這取決于所涉及的功能性。還應(yīng)當(dāng)注意的是，方框圖和/或流程圖圖解的每個(gè)方框以及方框圖和/或流程圖圖解中的方框的組合可通過基于專用硬件的系統(tǒng)來實(shí)行，所述基于專用硬件的系統(tǒng)執(zhí)行指定的功能或動(dòng)作或者執(zhí)行專用硬件和計(jì)算機(jī)指令的組合。

本文中所使用的術(shù)語僅用于描述具體實(shí)施方案的目的并且不意圖限制本發(fā)明。如本文所使用，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“所述”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確指出。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在本說明書中使用時(shí)指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或各者的組合的存在或添加。

所有手段或步驟的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作和等效物加上以下權(quán)利要求書中的功能要素意圖包括用于結(jié)合如具體要求的其他所要求元素執(zhí)行功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動(dòng)作。本發(fā)明的描述已出于說明和描述的目的被呈現(xiàn)，但并不意圖為詳盡的或限于所公開形式的本發(fā)明。在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見許多修改和變化。選擇并且描述實(shí)施方案以便最佳地解釋本發(fā)明原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域其他普通技術(shù)人員能夠針對(duì)各種實(shí)施方案以及適合于所涵蓋的具體使用的各種修改理解本發(fā)明。