基于知识服务的船舶动力系统远程诊断中心的设计与开发

摘要

计算机网络技术及通信技术的不断发展，带来了信息、知识等各种网络资源在不同范围内和不同程度上的共享。船舶动力系统在线监测与诊断也逐步从单机式发展为远程分布式，诊断知识共享和网络协同诊断已成为不可逆转的趋势。尤其在如今知识经济时代下，知识已成为一种重要的战略性资源，远程诊断中心作为船舶动力系统故障诊断系统的“大脑”，应拓展为设备监测诊断领域内的知识服务中心，其地位和作用取决于能否向用户提供有效的知识服务。而现有的远程诊断中心专门针对船舶动力系统并能真正用于实际智能故障诊断的并不多见，且存在服务被动、功能单一、资源保守等问题，为此建立基于知识服务的船舶动力系统远程诊断中心有非常重要的现实意义。
　　 提出了船舶远程知识服务的分布式资源环境组成以及各组成在该环境下的角色作用，论述了诊断中心作为主要服务提供方应具备的基本功能。对于知识服务中的知识获取，研究了如何从期刊论文和企业的Word、Excel记录这两类知识来源中获取数据资源。实现了Pdf献中的趋势曲线图像的数据提取和表格数据的识别，探索了Word文档表格数据导入到数据库中并自动创建表格来保存的方法，为知识获取提供了可靠的知识源。
　　 知识表示是知识服务的关键。将船舶动力系统故障诊断领域知识分为显性知识和隐性知识，分别用产生式规则和神经网络表示，并使用数据库技术来设计这两类知识的存储结构，从而更方便地进行知识服务的知识表示。用Vb.net开发了独立于Matlab等商业软件的神经网络程序，对数据案例类的隐性知识进行表示和存储，从而积累大量无法用显式表达的知识，为知识服务奠定了基础。
　　 针对船舶远程知识服务中的数据通信效率和安全问题，采用了半字节压缩法来实现压缩和解压缩功能，具有较高的压缩比；设计了应用中间层软件的明文加密模型，在一定程度上保证了远程诊断过程中的数据安全传输和存储，为知识服务的可靠性提供了有力的保障。
　　 对船舶动力系统远程诊断中心进行了需求分析，制定了其设计原则，对各功能模块进行了分析，最后予以实现，建立了一个连接各方资源、协作服务并集诊断知识管理、远程知识服务和远程信息交流等功能于一体的平台。该平台一旦投入使用，将会为船舶动力设备相关用户提供跨地域式网络化的技术支持。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 远程诊断中心研究现状

1.1.1 国内外研究现状

1.1.2 存在的问题

1.2 远程诊断中的知识服务

1.2.1 知识服务的内涵

1.2.2 远程知识服务的分布式资源环境

1.2.3 远程诊断中心的知识服务功能

1.3 本文的研究目的和意义

1.4 本文的组织结构

第2章 知识及数据资源的辅助获取

2.1 常用的知识获取方法

2.2 数据挖掘

2.3 知识及数据资源获取方法现状

2.4 从文献中获取知识及数据资源的方法

2.4.1 文献中知识及数据资源表现形式

2.4.2 曲线数据提取

2.4.3 表格数据识别

2.5 文档数据自动导入数据库的方法

2.5.1 文档数据表现形式及导入技术

2.5.2 文档数据导入前的识别

2.5.3 文档数据表格的导入

2.6 本章小结

第3章 知识服务中的知识表示

3.1 知识表示

3.1.1 数据到知识的转化

3.1.2 知识表示原理及方法

3.2 知识的分类与特征

3.2.1 显性知识

3.2.2 隐性知识

3.3 产生式知识表示

3.3.1 产生式规则的表示

3.3.2 知识的层次化表示

3.3.3 知识的关联性组织

3.4 神经网络知识表示

3.4.1 神经网络知识模型

3.4.2 神经网络程序实现及实例验证

3.5 本章小结

第4章 船舶远程知识服务中的通信问题

4.1 船舶远程知识服务中的通信现状

4.2 数据压缩传输方案

4.2.1 诊断中心传输数据的特点

4.2.2 数据压缩算法的设计

4.3 数据加密方案

4.3.1 传统加密方案

4.3.2 明文加密方法

4.4 本章小结

第5章 基于知识服务的诊断中心设计与开发

5.1 诊断中心功能需求分析

5.2 诊断中心开发平台介绍

5.3 诊断中心详细设计

5.3.1 诊断中心设计原则

5.3.2 子模块设计

5.4 船舶动力系统远程诊断中心的实现

5.4.1 诊断中心主页界面

5.4.2 远程诊断知识界面

5.4.3 远程知识服务界面

5.4.4 远程信息交流界面

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和参加科研项目