28。（总 800) 专家系统在铁路信号设备故障诊断中的应用 2012 年
文章编号：1003-5850(2012) 10-0028~02
专家系统在铁路信号设备故障诊断中的应用
黎想
(同济大学计算机科学系，上海 201804)
摘要:铁路信号设备在保证列车运行，提高运输效率，保证铁路运行秩序等方面起到重要作用，同时也成为保障铁路运输安 全的关键所在当前，对铁路信号设备故障的分析处理大多依赖于设备维护人员的经验，由于铁路大发展所造成的专业人员数量相 对缺乏，有必要建造一个专家系统，作为铁路信号设备故障诊断的有效辅助工具。通过研宄专家系统的一般原理，设计出一种适合 铁路信号设备故障诊断的专家系统通过铁路现场调试表明，该专家系统适用于国内铁路信号系统，对保障铁路运输安全有重大意 义
关键词：专家系统，铁路信号设备，故障诊断，微机监测，推理机
中图分类号：
TP39
文献标识码
：A
Application of Expert System to Railway Signal Appliance Fault Diagnosis
(Department of Computer Science, Tongji University, Shanghai 201804, China)
LI Xiang
Abstract: Railway signal appliance not only plays an important role to ensure the running of trains, improve transport efficiency, and keep the railway running order, but also become the key to protect the safety of rail transport. At present, the railway signaling appliance failure analysis and processing are mostly dependent on the experience of expert- Because of lack of professionals caused by the rapid development of the railway, it is necessary to build an expert system, which can be taken as an effective tool for diagnosis railway signal appliance failure- In this paper, by studying the general principles of the expert system, combining with the actual situation of the railway signaling system, it designes a suitable railway signaling appliance fault diagnosis expert system. Experiments show that the expert system is suitable for domestic railway signaling systems, and of great significance to the protection of rail transport security.
Key word!5 expert system, railway signal appliance, fault diagnosis, inference engine, computer monitoring s ys tem
铁路信号设备故障诊断专家系统是近年来新提出 的一个系统目前，许多铁路电务设备的运行数据都由 集中监测系统进行采集统计，但是并没有一个合理的 方法将这些数据有效?合理地运用起来大部分的铁路 路局都只是通过人工的方式，设立分析部门对数据进 行每日的轮检，或者通过一些专家将这些数据进行进 一步的分析，以期得出设备的运行状况，指导状态维 修。但是，具备这种分析能力的专家人才不多或非常缺 乏，而且通过每日的轮检来分析运行状况，很难将数据 分析得面面俱到，导致了许多关键的信息被遗漏，对设 备状态数据的采集精度造成了一定的影响，并会导致 铁路运输的安全隐患
当前，专家系统作为人工智能的 一个领域在各行各业得到广泛应甩把专家系统与铁 路信号设备故障诊断相结合，有必要构建一个适合铁 路信号设备的专家系统，作为铁路信号设备维护人员 的辅助工具
1专家系统概述
专家系统于20世纪60年代产生，现己作为一门 实用学
科它结合了人工智能计算机程序设计、数据
第25卷第10期 电脑开发与应用 (总 799) ? 29。
库、计算机网络等相关技术，是人工智能领域在实践中 的一个成功运用 —般认为，专家系统由知识库、推 理机、
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Domai
。32。（总 804) 基于
iSCSI协议的IP SAN存储解决方案在视频监控中的研究
[1
2012 年
人机接口解释器事实获取系统5个部分组 成] 拟量与开关量两种形式来描述实时采集 的数据。其中，开关量为二进制的0与1，主要用于描 述设备的状态信息，继电器状态。模拟量主要包括设备 运行的电流、电压、时间、温度湿度等连续变化的参数。 同时，微机监测系统还具备设备历史状态存储功能
2系统总体设计
铁路信号设备故障诊断专家系统是一智能故障诊 断系统。它的设计遵循前文所述的专家系统结构，并且 结合铁路系统的特点进行改进该系统的最终目的是 通过推理规则判断信号设备是否存在故障或处于易发 故障状态图1展示了铁路信号设备故障诊断专家系 统的总体结构。
3.1铁路现场数据采集子系统
微机监测系统:通过
CAN总线采集现场电信设 备的
运行参数，并存储到数据库中。各种设备的状态信 息，通过铁路信号微机监测系统获取，从车站发送到监 测系统服务器中，作为专家系统的基础数据。目前我国 大部分车站采用的是
TJWX-2000型微机监测系 统2
，通过模
为了验证本文所述的专家系统的有效性? 1994-2014 China Academic Journal Electronic ,在沪宁
Publishing House. All rights reserved,
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1987
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340-349
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王书强，匡兴杰，张喜.
第25卷第10期 电脑开发与应用 (总 799) ? 29。
微机监测系统采集铁路现场信号设备运行参数， 在电务段设置服务器保存监测数据并且通过铁路局的 服务器监测设备运行状况系统构成如图
2
所示
该算法采用向前推理方法,遍历当前设备运行状 态,在知识库中搜索规则，进行推理，找出所有的结论， 并对故障进行报警。 3. 4知识库设计
本系统使用
MySQL数据库系统储存和管理知识 库
中条件与规则，并且可以方便地增加、删除、修改规 则。由于前文已对推理算法进行了描述,所以数据表的 条目是显而易见的,分别用5个列对应规则数据结构
(下转第32页）
http://www.cnki.net铁路局中心、电务段中心与车站信息流 图2微机监测系统构成
CAN总线传输;
车站机、电务段、铁路局之间的通信采用TCP/IP协 议
其中，车站机监测车站设备采用
。
3. 2用户接口子系统 通过 2010集成开发环境示。
VisualStudio，.NET Framework 4.0架构搭建用户接口。系统界面如图3 所
图3专家系统界面 3.3推理子系统及解
释子系统
本专家系统采用正向推理策略的产生式系统这 个策略的特点是推理机易于实现，易于管理，且能快速 搭建。
根据该铁路信号设备故障的故障分解及产生式的 特点，结合正向推理策略，把一条规则分为3个部分： 前提条件，中间条件有一个置信度
CM，结论R除此之外，每条规则 都
Rule0. 9C1+ C2H C3f C和 M1
一条规则包括规则名、规则置信度后件、前件如： 推理开始前，首先搜索知识库，将当前设备运行参 数
与知识库中的规则进行对比,把当前存在的所有无 需推理即存在的规则提取到内存中。每条规则在内存 中表示成如下结构：
struct rule {
char * name; double certainty;
vector < struct rule* > prev; vector < struct rule* > next; bool conclusion; }
推理算法如图4所示
。32。（总 804) 基于
iSCSI协议的IP SAN存储解决方案在视频监控中的研究
2012 年
SCSIInitiator 5虚拟管理配置模块设计 iSCSI Initiator在获得iSCSI存储设备 的虚拟管理配置模块主要完成配置信息的生成和维
Target Name后，将会话模式设置为SessionType 护。包括iSCSI设备的IP地址、块的数量BlockNum 和=Normal,使用上步获得的iSCSI Target Name登录， 完块的大小BlockSize;监控用户的InitiatorName为 监控用成Normal状态下的安全和操作协商以后，虚拟 iSCSI 户所分配的块的数量BlockNum和存储空间的 零扇区在Initiator和iSCSI存储设备之间建立了 Normal 模式的全存储池中的起始点位置StartPoint等，这些 配置信息都要
据段返回给
最后，虚拟
功能状态会话，在这个会话过程中，可以实现 存储数据的通信
以文本的形式保存在存储系统的服务器 中，使用统一的格式对存储设备进行描述
4虚拟
虚拟
logical volumes(逻辑卷)设计
logical volumes
的功能是为虚拟
6结束语
近年来，随着和谐社会、平安城市建设的不断推 进,视频监控已经发展到以数字化网络化为核心的时 代。同样，监控视频数据的完整存储和数据安全也成为 一个非
Target提供一个访问接口，同时使用虚拟
Initiator所提供的接口，实现对iSCSI存储设备的存 储
空间进行整合，进而虚拟一个巨大容量的存储池，这 个存储池同样是个虚拟的总量为所有真正
iSCSI iSCSI
iSCSI存储设备的存储空间的总 和。
监控用户的SCSI命令中的LBA(逻辑块)地址分 别对应所分配的用户逻辑卷，所以有一个虚拟的 lo gical v olumes映射表动态地将存储空间与监控用户 的虚拟logical volumes进行映射，将监控用户的虚拟 lo gical vo lum es的LBA地址转换为存储池中的总 lo gical vo lumes的块地址，同时再将这个块地址转换 成真正的iSCSI存储设备上的LBA地址。
当监控用户通过接口访问一个分配给它的存储空 间时，它的
logical volumes，它的存 储容
iSCSI存
储设备性价比的不断提高，可以相信，基于 iSCSI的IPSAN存储解决方案将会成为网络视频监 控系统中的主
常重要的问题在海量的视频存储技术中，随着 流存储技术 参考文献：
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volumes地址，监控用户可以对存储空间进行相应的 读
续的
SCSI
请求所对应的是一个虚拟的
logical
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写操作，这两种操作使用同一种寻址方式，对应一个 连
杨冬竹.虚拟存储技术及其应用探讨[].科技情报开 发与经济，2006,16( 15): 214-216.
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LBA地址
(上接第29页）
图
4正向推理算法
4结论
* 收稿曰期：2012-06-16,修回曰期：2012-09-11 * * * 黎想，男，1987年生，硕士，研宄方向：人工智能理论及应用^
71994-2014
China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, http://www.cnki.net
铁路镇江车站对该系统进行了现场调试，结果令人满 意。在现场调试中所遇到的碳刷接触不良、滑床板不 良、
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DQJ电气特性改变、道岔解锁困难、道岔锁闭过 紧、
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尖轨反弹等铁路信号系统常见故障都能被本专家 系统检出调试结果说明了系统设计的科学性和有效 性 参考文献：
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