道岔设备故障诊断专家系统实现方法研究

摘要

行车安全是铁路运输所追求的重要目标，道岔设备是铁路信号设备的主要设备，是保证行车安全的主要设施之一，然而铁路道岔设备的故障往往成为产生重大事故的极大隐患，若不能及时处理，会给铁路行车安全直接造成威胁。因此，确保铁路道岔无故障地良好工作，对铁路运输安全有着非常重要的意义。如何适应铁路发展的新形势，利用现代新技术，建立保障铁路运输安全的道岔设备故障诊断系统，是需待研究解决的重大课题。
　　基于道岔设备本身构成的复杂性，尤其是控制电路的复杂性，以及受设备使用和环境等因素的影响，实际造成设备故障的原因具有一定的复杂性、明显的随机不确定性和模糊性，所以道岔设备的故障诊断需要通过建立专家系统予以解决。如何基于道岔设备故障的实际，选择合适的复杂故障诊断实现方法，是建造实际道岔设备故障诊断专家系统需待研究的一个关键问题。
　　本文结合参加铁道部科技研究开发计划项目“铁路信号设备故障诊断专家系统研究与开发”项目的科研工作，对铁路信号道岔设备故障诊断专家系统实现方法进行了选题研究，对其故障诊断专家系统的总体结构进行了设计分析，并进行了原型开发分析，试图通过建立和开发专家系统，实现为故障分析和诊断提供辅助决策。
　　本论文在对国内外研究现状分析的基础上，基于道岔设备故障是可以预防的这一设计理念：通过对设备电气参数变化规律的分析，发现设备质量隐患，分析设备质量状态，提出维修指导意见，便于及时维修，避免故障出现。通过对道岔设备故障机理的分析，分别进行了道岔表示监督分析、道岔转换分析和道岔转换阻力分析；最后结合实例，通过分析微机监测采集的分散、孤立、断续的数据，发现关联的、综合的、连续的道岔设备状态的异常变化并进行分析。本文利用编程语言C++开发了系统平台，建立了知识库和综合数据库，并引出了本系统的基于规则概念的知识表示方法，通过计算机进行道岔仿真，实现了道岔设备故障的智能诊断。该道岔设备故障诊断专家系统的原型主要包括道岔表示监督分析、道岔转换分析、道岔转换阻力分析、数据库浏览和维护、知识库维护等技术内容。可为实际系统的开发和应用提供分析依据和理论基础。