ATIS故障诊断系统设计及其诊断技术研究

摘要

铁路车号识别系统（Automatic Train Identification System，ATIS）是铁路信息化建设的一个基础信息系统工程，该系统实现对局管内的列车、车辆、机车动态追踪管理和车号数据资源共享。一旦ATIS系统出现故障不能及时排除，一方面将严重降低铁路各应用系统的运转效率，进而影响铁路车站、线路等技术设备的运输作业能力，增加各级工作人员工作量和劳动强度；另一方面，对铁路企业的货车使用费等费用清算带来较大影响，将给相关铁路局带来巨大的经济损失。 为了实现掌握局管内各分界口进出车辆实时数据，实时监控ATIS系统设备的工作状态，并对确报质量实现实时考核，特别是实现ATIS系统故障实时监测，提高系统的可靠性和可用性，本文提出构建局间分界口车号识别监控管理系统，并详细分析设计了ATIS故障诊断子系统的结构及其各子系统功能模块。 本文通过对故障诊断相关理论与方法的介绍，分析了目前故障诊断的主要方法。通过各种方法的优缺点比较，提出了采用基于概率的信度网故障诊断方法。该方法具有坚实的数学基础，其网络图的结构形式易于理解并获取专家经验知识，且在推理计算中存在高效的和成熟的概率推理算法和计算软件。在研究基于时序动态信度网的故障诊断过程中，将原有底层事件重要度的适用范围扩展到一般系统，使其应用更具有广泛适用性。 最后建立了ATIS系统故障诊断模型，应用基于MATLAB的BNT工具箱为辅助工具进行了仿真实验并得到了良好的试验结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2课题的研究现状

1.2.1 ATIS系统应用现状

1.2.2故障诊断技术研究现状

1.3本文的研究工作和主要内容

1.4本章小结

第2章ATIS监控管理系统分析

2.1 ATIS系统概述

2.2监控管理系统需求分析

2.3监控管理系统功能分析

2.4监控管理系统架构及其设备组成

2.4.1监控管理系统总体构成

2.4.2车辆/机车电子标签(TAG)

2.4.3地面识别设备(AEI)

2.4.4车站集中控制与车号处理系统(CPS主机)

2.4.5标签编程设备

2.5本章小结

第3章故障诊断相关理论与方法

3.1故障及故障诊断的基本概述

3.2故障诊断技术的方法

3.2.1基于事件树/故障树的故障诊断方法

3.2.2基于专家系统的故障诊断方法

3.2.3基于模糊逻辑的故障诊断方法

3.2.4基于BP神经网络的故障诊断方法

3.3基于信度网的故障诊断方法

3.3.1信度网的表示

3.3.2给定结构信度网的参数学习算法

3.3.3基于时序动态信度网故障诊断

3.4本章小结

第4章ATIS故障诊断系统设计

4.1 ATIS故障诊断系统的需求分析

4.2 ATIS故障诊断系统总体结构设计

4.3故障诊断知识获取子系统

4.3.1故障诊断知识的构成

4.3.2知识库的设计

4.3.3故障知识管理

4.3.4 ATIS系统的故障现象及其分析

4.4故障诊断推理子系统

4.4.1机器学习模块

4.4.2故障现象解释模块

4.5故障诊断辅助子系统

4.5.1用户管理模块

4.5.2维修记录管理模块

4.7本章小结

第5章ATIS系统故障诊断建模与仿真

5.1基于信度网的ATIS系统故障建模

5.1.1故障树向信度网络的转化算法

5.1.2 ATIS系统故障树的构建

5.1.3 ATIS系统故障信度网的构建

5.2基于MATLAB的BNT工具箱简介

5.2.1 BNT工具箱中网络表示方法

5.2.2 BNT工具箱中的学习算法

5.3 ATIS故障诊断模型仿真实验

5.4本章小结

结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果