入僅采用選項的方式進行，省去手工輸入的麻煩。同時，為了保證故障現(xiàn)象和故障征兆的完備性，針對各種信號設(shè)備，分別建立故障現(xiàn)象和征兆詞典，稱為鐵路信號智能診斷服務(wù)器功能模塊(參見附圖2)。服務(wù)器功能模塊作為一種能在語義和知識層次上描述信息系統(tǒng)的類模型建模工具，其主要目的是領(lǐng)域知識的共享和重用，解決異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享和交互。該信號系統(tǒng)服務(wù)器功能模塊主要包括信號設(shè)備及其部件名稱、故障現(xiàn)象、故障原因和維修方式的概念詞匯及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，其作為后續(xù)文本挖掘的詞匯和關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)。智能診斷服務(wù)器23通過無線AP和有線網(wǎng)絡(luò)，利用web service方式接收移動PDA設(shè)備21傳輸?shù)墓收犀F(xiàn)象和故障信息，調(diào)用部署在智能診斷服務(wù)器23上的故障推理方法，實現(xiàn)故障的定位和最優(yōu)維護措施的求解，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)反饋給現(xiàn)場的手持PDA設(shè)備21。為了實現(xiàn)故障的智能分析，需要融合電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫25、電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫26，微機監(jiān)控數(shù)據(jù)庫27，氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器28的信息，數(shù)據(jù)融合和故障推理的具體流程參見附圖2。
[0030]智能診斷服務(wù)器23根據(jù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的IP地址和密碼，進行遠(yuǎn)程訪問電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫25 (其中存儲信號設(shè)備的故障時間、故障地點、故障現(xiàn)象和故障原因記錄)、電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫26 (其中存儲日常檢修時間、檢修地點和故障處理記錄)，微機監(jiān)控數(shù)據(jù)庫27 (存儲軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍機、電源屏等設(shè)備的電流和電壓監(jiān)控曲線)，氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器28(存儲設(shè)備所處環(huán)境的氣象資料，包括天氣、溫度、風(fēng)速、雨雪等信息)的故障信息。由于目前的數(shù)據(jù)庫故障原因和故障維修方式的記錄方式不統(tǒng)一，存在同名異物和同物異名，以及故障記錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)異構(gòu)等問題，本申請采用鐵路信號設(shè)備本體模型的方法解決上述數(shù)據(jù)融合中的異構(gòu)問題，并且建立統(tǒng)一的信號設(shè)備故障現(xiàn)象、故障征兆、故障原因、故障部位和維修措施的詞典和關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成信號系統(tǒng)本體模型5。智能診斷服務(wù)器23讀取電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫25、電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫26，微機監(jiān)控數(shù)據(jù)庫27，氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器28的故障信息，通過圖2中文本挖掘(即通過關(guān)鍵詞查詢和匹配的方式抽取散布在上述數(shù)據(jù)庫中文本文件中有價值知識的故障現(xiàn)象、故障原因與維修手段等信息)6-9，找出與信號設(shè)備故障模式相關(guān)的概念和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)6-9得到的故障模式匹配結(jié)果，得到對應(yīng)信號系統(tǒng)本體模型5中概念或詞匯出現(xiàn)的頻率。這里本體指一種能在語義和知識層次上描述信息系統(tǒng)的類模型建模工具，其主要目的是領(lǐng)域知識的共享和重用，解決異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享和交互。這里的信號系統(tǒng)本體模型主要包括信號設(shè)備及其部件名稱、故障現(xiàn)象、故障原因和維修方式的概念詞匯及其之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，其作為后續(xù)文本挖掘的詞匯和關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)，其存儲在智能診斷服務(wù)器23。同時根據(jù)存儲在智能診斷服務(wù)器23中的信號系統(tǒng)本體模型5完成詞項的歧義消除，這里的歧義消除指參照本體概念的同義詞集合，實現(xiàn)匹配文本中同義詞向本體標(biāo)準(zhǔn)詞匯的轉(zhuǎn)換，從而消除概念和術(shù)語的不一致。然后通過存儲在智能診斷服務(wù)器23中的信號設(shè)備詞項矩陣合成14與信號設(shè)備主題模型矩陣15的計算，將信號設(shè)備詞項矩陣10-13生成的詞項矩陣合成。把這些包含故障征兆，故障原因、和維護方式的詞項矩陣作為故障案例的矢量矩陣，存儲在智能診斷服務(wù)器23中，成為故障診斷案例庫16。這些故障診斷案例也就是從歷史維護記錄中挖掘出的專家知識庫。為了進一步實現(xiàn)案例的約減，本發(fā)明還使用粗糙集約減的方法實現(xiàn)案例的二次簡化，簡化的標(biāo)準(zhǔn)是屬性集合數(shù)目最少但是能夠全面的表達(dá)原來的信息。這里采用基于面向?qū)傩缘募s簡算法，它的具體實施是對每個屬性依次約簡，當(dāng)去掉該屬性后決策表的正域不變時，則約簡該屬性，否則保留該屬性，最后得到的屬性集合記為一個屬性約簡結(jié)果，所有約減的屬性集合組成約減后的案例。當(dāng)智能診斷服務(wù)器23接收到前臺移動終端PDA設(shè)備21發(fā)送的信號設(shè)備故障征兆和現(xiàn)象17時，調(diào)用存儲在智能診斷服務(wù)器23中故障診斷推理引擎18，該推理引擎18利用PDA設(shè)備21輸入的故障現(xiàn)象和故障征兆，計算與故障案例庫的匹配結(jié)果，將匹配結(jié)果從高到底排序，從中尋找匹配度最高的故障定位和最佳維護方法19，輸出到前臺PDA設(shè)備21，輔助現(xiàn)場維護人員迅速進行故障定位和故障排除。同時，智能診斷服務(wù)器23還負(fù)責(zé)故障診斷案例庫16的更新與維護，這里的更新維護指當(dāng)?shù)玫叫碌墓收显蚝凸收犀F(xiàn)象及其維護手段之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系后，將此新的關(guān)聯(lián)關(guān)系通過文本挖掘和詞項矩陣合成的方式加入智能診斷服務(wù)器23中的故障診斷案例庫16。同時，以時間為尺度，采用合適的時間窗口，淘汰距離當(dāng)前時間較久的故障案例(過時的故障案例)，保證案例庫中案例的時效性。
[0031]本發(fā)明的鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷方法包括以下步驟:
[0032]SI:PDA設(shè)備將鐵路信號系統(tǒng)的故障信息傳輸至智能診斷服務(wù)器；
[0033]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”、“微機監(jiān)控數(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矩陣，并完成詞項的歧義消除；
[0034]S3:通過信號設(shè)備詞項矩陣合成與信號設(shè)備主題模型矩陣計算，生成故障診斷案例，存入故障診斷案例庫；
[0035]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，然后反饋給移動手持終端PDA設(shè)備，輔助現(xiàn)場維修人員確認(rèn)故障原因和最佳維護手段。
[0036]S5:將本次故障現(xiàn)象、故障原因和維護措施的關(guān)聯(lián)關(guān)系通過文本挖掘和詞項提取，添加到智能診斷服務(wù)器23中的故障案例庫，實現(xiàn)故障案例的更新。同時根據(jù)設(shè)定的時間窗口，刪除過時的故障案例庫，保證故障案例的時效性。
[0037]S6:繼續(xù)重復(fù)步驟S3。
【主權(quán)項】
1.一種鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷裝置，其特征在于，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，微機監(jiān)控數(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，微機監(jiān)控數(shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器進行遠(yuǎn)程訪問。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷裝置，其特征在于，所述PDA設(shè)備界面設(shè)計采用樹形下拉框的模式，信息的輸入采用選項的方式進行。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷裝置，其特征在于，所述電務(wù)故障數(shù)據(jù)庫存儲信號設(shè)備的故障時間、故障地點、故障現(xiàn)象和故障原因記錄。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷裝置，其特征在于，所述電務(wù)維修數(shù)據(jù)庫存儲日常檢修時間、檢修地點和故障處理記錄。
5.如權(quán)利要求1所述的鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷裝置，其特征在于，所述微機監(jiān)控數(shù)據(jù)庫存儲軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍機、電源屏設(shè)備的電流和電壓監(jiān)控曲線。
6.如權(quán)利要求1所述的鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷裝置，其特征在于，所述氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲設(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。
7.一種鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:現(xiàn)場維護人員通過PDA設(shè)備將鐵路信號系統(tǒng)的故障信息傳輸至智能診斷服務(wù)器； 52: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”、“微機監(jiān)控數(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矩陣，并根據(jù)信號系統(tǒng)本體模型完成詞項的歧義消除； S3:通過信號設(shè)備詞項矩陣合成與信號設(shè)備主題模型矩陣計算，生成故障案例的矢量矩陣，存入故障診斷案例庫； 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； 55:將故障現(xiàn)象、故障原因和維護措施的關(guān)聯(lián)關(guān)系添加到智能診斷服務(wù)器中的故障案例庫，實現(xiàn)故障案例的更新，同時刪除過時的故障案例； 56:繼續(xù)重復(fù)步驟S3。
8.如權(quán)利要求7所述的鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷方法，其特征在于，PDA設(shè)備通過無線AP將鐵路信號系統(tǒng)的故障信息傳輸至智能診斷服務(wù)器。
【專利摘要】一種鐵路信號系統(tǒng)智能故障診斷裝置及診斷方法，該裝置包括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，微機監(jiān)控數(shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器；其中PDA設(shè)備與所述智能診斷服務(wù)器進行通信，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，微機監(jiān)控數(shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器進行遠(yuǎn)程訪問。使用該裝置進行診斷，移動終端PDA設(shè)備通過和后臺的智能故障診斷服務(wù)器結(jié)合，實現(xiàn)了鐵路信號設(shè)備故障的快速、準(zhǔn)確定位，同時，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。
【IPC分類】G05B23-02
【公開號】CN104714538
【申請?zhí)枴緾N201510030586
【發(fā)明人】徐田華, 唐濤, 王振顯, 楊連報
【申請人】中國鐵路總公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月21日