全电子计算机联锁设备故障检修决策支持系统研究

摘要

全电子计算机联锁系统目前已成为铁路信号设备的主流产品，与传统计算机联锁相比，在安全性、可靠性以及维护性等方面具有很大的优势。其中，执行部分为全电子执行单元，它将控制、监测、监督集于一体，取代了传统信号联锁设备中使用的安全型继电器，从而大大降低了故障点。且该系统具有占地面积小，可维护能力强等诸多优势，在铁路市场上逐渐崭露头角。目前，全电子执行单元已经获得原铁道部的批准，许可在全路范围内的推广应用。全电子计算机联锁系统的联锁软件，也已通过了铁路相关单位的检测。随着全电子计算机联锁系统应用的车站越来越多，遍布的范围越来越广，它对系统的售后服务以及现场维修的质量和效率提出了更高的要求。
　　目前的铁路形式更加强调了维修的时效性。随着列车运行速度的不断提高，铁路行业对信号设备的要求也越来越高。目前全电子计算机联锁系统的现场故障维修还主要依靠设备厂家的售后服务，这种模式完全跟不上铁路快速发展的步伐。而且全电子计算机联锁系统车站越来越多，对设备厂家人员的数量和质量也提出了更高的要求。因此，需要一种智能的决策支持系统来配合现场维修人员，以便及时高效地解决现场出现的故障问题，这样才能够将对铁路行车的影响程度降到最低。由此可知，基于故障诊断的决策支持系统的开发与研究工作变得十分必要。
　　本文设计了一种适用于全电子计算机联锁设备的故障检修决策支持系统。论文中设计了该系统的基本框架以及各个功能模块，主要包括:故障信息采集处理系统、数据库管理系统、故障诊断专家系统和系统管理四个部分，其中对故障诊断专家系统进行了详细论述和设计，其它部分做了简要的功能设计及实现效果的显示。
　　本文根据现场的实际情况，广泛咨询了全电子计算机联锁设备车站的运行情况，并对故障现象进行了搜集、整理，同时征询该行业专家的经验和建议，给出了故障处理方案，经过以上工作，对专家系统的知识库进行了丰富和完善，提高了该系统处理故障的质量和效率。
　　本文运用人工智能VisualProlog语言和汇编语言VC++混合编程，前者完成的工作主要是将故障以及处理措施写进知识库中，建立了基于VisualProlog语言的故障诊断专家系统。后者主要完成对故障诊断对话框的编辑工作。同时，以全电子计算机联锁设备的某一故障现象为例，详细说明故障处理的流程，通过窗口化设计对整个软件的实现过程进行了直观的显现。
　　目前该故障检修决策支持系统基本框架和部分功能软件设计已经完成，能够对知识库中已有的故障现象进行处理，给出可行的检修方案，但还有很多工作要做，还需要不断完善知识库，需要得到相关人员的测试验证，才能运用到实际车站当中。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景意义

1．2 决策支持系统

1．2．1 决策支持系统的发展与现状

1．2．2 决策支持系统的概念及特征

1．3 本文主要研究内容

2 全电子计算机联锁系统

2．1 系统发展进程

2．2 系统组成

2．2．1 系统组成框图

2．2．2 控制台

2．2．3 监控机

2．2．3 联锁计算主机

2．2．4 全电子执行系统

2．2．5 微机监测系统

2．3 系统特点

2．3．1 安全性

2．3．2 可靠性

2．3．3 可用性和可维护性

3 全电子计算机联锁设备故障检修决策支持系统总体结构设计

3．1 系统目标需求

3．2 系统框架

3．3 系统模块设计

3．3．1 故障信息采集处理模块

3．3．2 数据库管理模块

3．3．3 故障诊断专家模块

4 故障诊断专家系统

4．1 故障诊断专家系统结构

4．2 知识库的建立

4．2．1 全电子计算机联锁设备故障收集

4．2．2 知识规则表示

4．2．3 知识的获取

4．2．4 知识库的维护

4．3 推理机的设计

4．3．1 可信度因子的计算模型

4．3．2 反向推理控制策略

5 故障诊断系统软件实现

5．1 软件开发工具

5．1．1 Visual Prolog

5．1．2 Visual C++

5．1．3 基于Visual Prolog和Visual C++的混合编程

5．2 故障诊断系统实现

5．2．1 故障现象处理流程图

5．2．2 软件实现程序

5．2．3 软件实现界面显示

6 功能模块设计

6．1 故障信息采集处理模块

6．2 系统管理模块

6．2．1 用户管理

6．2．2 日志管理

6．2．3 故障信息管理

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果