一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能故障診斷裝置及診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵路行業(yè)信號(hào)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能故障診斷裝置及診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鐵路信號(hào)系統(tǒng)的維護(hù)手段和維護(hù)設(shè)備還處于相對落后的階段，缺乏基于人工智能理論做支撐的后臺(tái)故障數(shù)據(jù)融合和智能故障推理方法。同時(shí)，缺乏建立在后臺(tái)智能分析平臺(tái)基礎(chǔ)上的現(xiàn)場維修手持設(shè)備，無法滿足智能、遠(yuǎn)程和實(shí)時(shí)故障診斷和智能維護(hù)。雖然目前基于PDA (Personal Digital Assistant的縮寫，字面意思是“個(gè)人數(shù)字助理”，即，掌上電腦)的維護(hù)終端已逐步在鐵路信號(hào)系統(tǒng)的現(xiàn)場投入使用，例如，王忠凱等提出動(dòng)車組管理信息系統(tǒng)便攜式移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)(王忠凱，史天運(yùn)，張惟皎，動(dòng)車組管理信息系統(tǒng)便攜式移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012，21 (2):31-33)，其主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組日常檢修數(shù)據(jù)的填報(bào)和同步。陳紅艷提出基于PDA的高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(陳紅艷，基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)。2013，12(1):68-69)，其主要利用PDA和地面故障信息處理服務(wù)器之間的通信，方便維護(hù)人員準(zhǔn)備故障備件，完成修理功能。上述鐵路信號(hào)系統(tǒng)的維護(hù)和手持終端設(shè)備大都實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集和數(shù)據(jù)記錄功能，還無法與具有強(qiáng)大智能故障診斷的后臺(tái)服務(wù)器組合，形成鐵路信號(hào)系統(tǒng)的智能診斷和維護(hù)目標(biāo)，因而，無法滿足目前飛速發(fā)展的鐵路信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)現(xiàn)場需求。現(xiàn)有的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的故障診斷和維護(hù)方法大都基于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，基本處于維護(hù)人員的口頭相傳的階段。隨著鐵路新線和地鐵新線及設(shè)備的大量開通，鐵路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)需要大量的人員參與，這其中大部分是年輕的維護(hù)人員，缺乏長期的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的維護(hù)知識(shí)，無法適應(yīng)高速發(fā)展的鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)需求。其次，雖然目前鐵路信號(hào)系統(tǒng)配備了先進(jìn)的微機(jī)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備，如轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路、電源屏等的監(jiān)控，但是，大量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、故障記錄和維護(hù)信息還是處于相互獨(dú)立，無法形成綜合性的專家知識(shí)庫。最后，維護(hù)現(xiàn)場缺乏根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的故障征兆，準(zhǔn)確判斷故障，快速修復(fù)的手持設(shè)備，無法滿足遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)維修的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種融合設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備維護(hù)數(shù)據(jù)和設(shè)備故障記錄等信息的鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能故障診斷方法，利用web方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場PDA與后臺(tái)智能分析服務(wù)器互聯(lián)，滿足遠(yuǎn)程和智能維護(hù)需求，提高現(xiàn)場維護(hù)人員的故障診斷準(zhǔn)確度和維護(hù)水平，解決目前高鐵信號(hào)系統(tǒng)維修困難問題，為保證鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性和安全性提供支持。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能故障診斷裝置，包括PDA設(shè)備和智能診斷服務(wù)器以及電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫，電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫，微機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器；所述PDA設(shè)備與所述智能診斷服務(wù)器進(jìn)行通信，所述智能診斷服務(wù)器與電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫，電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫，微機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。
[0006]更好地，所述PDA設(shè)備界面設(shè)計(jì)采用樹形下拉框的模式，信息的輸入采用選項(xiàng)的方式進(jìn)行。
[0007]更好地，所述電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)信號(hào)設(shè)備的故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、故障現(xiàn)象和故障原因記錄。
[0008]更好地，所述電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)日常檢修時(shí)間、檢修地點(diǎn)和故障處理記錄。
[0009]更好地，所述微機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫存儲(chǔ)軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)、電源屏設(shè)備的電流和電壓監(jiān)控曲線。
[0010]更好地，所述氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)設(shè)備所處環(huán)境的氣象資料，所述氣象資料包括天氣、溫度、風(fēng)速、雨雪信息。
[0011]本發(fā)明還提供一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能故障診斷方法，包括以下步驟:
[0012]S1:現(xiàn)場維護(hù)人員通過PDA設(shè)備將鐵路信號(hào)系統(tǒng)的故障信息傳輸至智能診斷服務(wù)器;
[0013]S2:智能診斷服務(wù)器根據(jù)故障現(xiàn)象和故障征兆通過“電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫”、“電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫”、“微機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫”和“氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器”提取故障現(xiàn)象、故障原因和維修手段的詞項(xiàng)矩陣，并根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)本體模型完成詞項(xiàng)的歧義消除；
[0014]S3:通過信號(hào)設(shè)備詞項(xiàng)矩陣合成與信號(hào)設(shè)備主題模型矩陣計(jì)算，生成故障案例的矢量矩陣，存入故障診斷案例庫；
[0015]S4:智能診斷服務(wù)器在故障診斷案例庫中，通過故障診斷推理引擎，尋求最佳診斷結(jié)果和維修方法，然后反饋給PDA設(shè)備；
[0016]S5:將故障現(xiàn)象、故障原因和維護(hù)措施的關(guān)聯(lián)關(guān)系添加到智能診斷服務(wù)器中的故障案例庫，實(shí)現(xiàn)故障案例的更新，同時(shí)刪除過時(shí)的故障案例；
[0017]S6:繼續(xù)重復(fù)步驟S3。
[0018]更好地，PDA設(shè)備通過無線AP將鐵路信號(hào)系統(tǒng)的故障信息傳輸至智能診斷服務(wù)器。
[0019]本發(fā)明的鐵路信號(hào)系統(tǒng)包括前端的移動(dòng)終端PDA設(shè)備和后臺(tái)的智能診斷服務(wù)器，及其相連的故障記錄數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)記錄服務(wù)器和維護(hù)數(shù)據(jù)服務(wù)器。其中前端的移動(dòng)終端PDA設(shè)備接收輸入設(shè)備故障信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)將其傳到后臺(tái)的智能診斷服務(wù)器，后臺(tái)的智能診斷服務(wù)器根據(jù)接收到的故障特征，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境的氣象資料(溫度，天氣等)，運(yùn)行部署在智能診斷服務(wù)器上的人工智能推理算法，給出最大可能的故障定位及其最優(yōu)的維護(hù)措施，通過無線網(wǎng)絡(luò)反饋到前端的手持PDA設(shè)備上。上述各單元的設(shè)置關(guān)系如下:鐵路信號(hào)維修人員在故障處理過程中，通過將信號(hào)設(shè)備的故障信息，例如軌道電路的紅光帶，道岔設(shè)備扳不動(dòng)等相關(guān)的故障現(xiàn)象和故障征兆通過手持PDA設(shè)備的客戶端界面輸入，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到后臺(tái)的智能診斷服務(wù)器。后臺(tái)的智能診斷服務(wù)器通過訪問存放在各個(gè)站段或者電務(wù)處的故障記錄服務(wù)器，設(shè)備微機(jī)監(jiān)控、設(shè)備維護(hù)日志等信息，結(jié)合故障發(fā)生的氣象資料，通過文本挖掘等方法，建立設(shè)備故障案例庫。當(dāng)接收到PDA設(shè)備傳來的現(xiàn)場故障現(xiàn)象和故障征兆等信息后，調(diào)用后臺(tái)的故障智能推理算法，按照概率大小的順序給出故障可能發(fā)生的部位和相應(yīng)的最佳維護(hù)措施，通過無線網(wǎng)絡(luò)反饋到現(xiàn)場的PDA設(shè)備，指導(dǎo)現(xiàn)場維護(hù)人員迅速進(jìn)行故障定位和故障排除。
[0020]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0021]I:PDA設(shè)備前端故障錄入界面的設(shè)計(jì)，使用與智能診斷服務(wù)器功能模塊相對應(yīng)的故障現(xiàn)象和故障征兆詞典，保證故障錄入的方便性和故障錄入信息的完備性與一致性。
[0022]2:移動(dòng)終端PDA設(shè)備通過和后臺(tái)的智能故障診斷服務(wù)器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了鐵路信號(hào)設(shè)備故障的快速、準(zhǔn)確定位，同時(shí)，維修最佳方案的提供，加快了故障的排除速度，提高了鐵路安全生產(chǎn)效率。
[0023]3:智能診斷服務(wù)器的故障信息挖掘、信息融合，解決了以文本方式記錄的故障的異構(gòu)和歧義；后臺(tái)的智能處理算法完成了故障案例的提取、約減和及時(shí)更新，有效提高了故障案例庫檢索的效率，以及故障診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)效性。
[0024]4:智能診斷服務(wù)器形成設(shè)備故障原因的定位和相應(yīng)的最佳維護(hù)方案，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給現(xiàn)場的PDA設(shè)備，幫助現(xiàn)場維護(hù)人員準(zhǔn)確定位故障部位，降低維修的時(shí)間和成本，提高維護(hù)的效率。
【附圖說明】
[0025]圖1本發(fā)明鐵路信號(hào)智能故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2本發(fā)明鐵路信號(hào)智能診斷服務(wù)器功能模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明
[0028]如圖1所示，一種鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能故障診斷裝置，包括前端移動(dòng)終端PDA設(shè)備21、無線網(wǎng)絡(luò)AP、智能診斷服務(wù)器23、監(jiān)控終端24、電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫25、電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫26，微機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫27，氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器28。其中智能診斷服務(wù)器23與電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫25，電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫26，微機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫27和氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器28處于不同的網(wǎng)段，目的是保障數(shù)據(jù)訪問的安全性要求。整個(gè)系統(tǒng)采用C/S模式，相對于B/S模式，C/S模式開發(fā)簡單，與服務(wù)器通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量少，這對于按照流量計(jì)費(fèi)的無線網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。前端的移動(dòng)終端PDA設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)AP接入后臺(tái)的智能診斷服務(wù)器，調(diào)用web Service實(shí)現(xiàn)信息交互。Web Service是一個(gè)應(yīng)用組件，它為其他應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)與服務(wù)。各應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和規(guī)定的一些數(shù)據(jù)格式(http, XML, Soap)來訪問Web Service，通過Web Service內(nèi)部執(zhí)行得到需要的結(jié)果。Web Service可以執(zhí)行從簡單的請求到復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理的任何功能，一旦部署后，其他的Web Service應(yīng)用程序可以發(fā)現(xiàn)并調(diào)用它部署的服務(wù)。
[0029]本發(fā)明中，前端移動(dòng)終端PDA設(shè)備21與智能診斷服務(wù)器23采用Web Service技術(shù)進(jìn)行通信。其中，前端手持PDA設(shè)備21實(shí)現(xiàn)簡單的設(shè)備故障信息錄入和提交界面，為了方便故障信息的錄入，PDA界面設(shè)計(jì)采用樹形下拉框的模式，使故障信息的輸