高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障智能診斷探討

馮碩

摘 要：機(jī)電系統(tǒng)是高速公路工程中重要組成部分，是維持多項(xiàng)功能系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保障，如果其出現(xiàn)故障，將很有可能會(huì)導(dǎo)致高速公路功能癱瘓。在高速公路工程不斷完善的背景下，機(jī)電系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷加大，相應(yīng)的對(duì)管理工作也有了更為嚴(yán)格的要求，為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，必須要針對(duì)各項(xiàng)影響因素進(jìn)行分析，并采取有效的故障診斷技術(shù)來(lái)確定故障位置，并采取措施進(jìn)行處理。本文分析了高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障智能診斷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高速公路；機(jī)電系統(tǒng)；智能診斷

機(jī)電系統(tǒng)是維持高速公路各項(xiàng)功能正常運(yùn)行的重要保障，但是在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N因素的影響而出現(xiàn)故障，導(dǎo)致各分項(xiàng)功能不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)高速公路癱瘓。為降低機(jī)電系統(tǒng)故障對(duì)高速公路服務(wù)功能的影響，必須要做好故障管理，即選擇應(yīng)用有效的故障診斷技術(shù)，通過(guò)提前預(yù)測(cè)可能會(huì)發(fā)生故障的部位，并保證可以及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理，保證高速公路服務(wù)功能的正常執(zhí)行。

1.高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障處理要點(diǎn)

作為高速公路的重要組成部分，在對(duì)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行故障管理時(shí)，需要結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的處理措施，并且就故障管理現(xiàn)狀中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析優(yōu)化，保證故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)選擇合適的措施進(jìn)行處理，降低故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響。第一，機(jī)電系統(tǒng)比較復(fù)雜，并且整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在的設(shè)備數(shù)量與型號(hào)眾多，在運(yùn)行過(guò)程中受到的影響也比較嚴(yán)重，因此在對(duì)故障進(jìn)行診斷與處理時(shí)，應(yīng)明確系統(tǒng)所具有的系統(tǒng)性、復(fù)雜性以及不確定性特點(diǎn)進(jìn)行分析，并就此來(lái)確定相應(yīng)的處理措施。第二，就高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障的診斷與處理，一般都是由收費(fèi)站發(fā)現(xiàn)故障并上報(bào)給設(shè)備管理中心，最后由第三方來(lái)負(fù)責(zé)維護(hù)預(yù)處理，這樣就會(huì)因?yàn)樵O(shè)備停機(jī)與維護(hù)工作而造成成本增加，并且也不能度對(duì)系統(tǒng)故障的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[1]。在進(jìn)行故障診斷與管理時(shí)，必須要就此方面進(jìn)行優(yōu)化，安排專業(yè)的班組定期進(jìn)行檢查維護(hù)，并對(duì)各項(xiàng)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過(guò)分析來(lái)提前預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)的故障，同時(shí)也可以為類似故障提供數(shù)據(jù)支持，縮短故障影響時(shí)間減少損失。第三，整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)中存有大量設(shè)備與接口，并且大多由不同廠商生產(chǎn)提供，在對(duì)故障進(jìn)行診斷與處理時(shí)，一般都由少數(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富的檢修人員完成，并不能形成有效的診斷體系，影響設(shè)備故障處理效率，必須要采取措施對(duì)此方面問(wèn)題進(jìn)行處理。

2.高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障智能診斷方法分析

2.1 故障樹(shù)診斷

故障樹(shù)診斷被廣泛的應(yīng)用到系統(tǒng)安全分析中，主要是利用邏輯方法，對(duì)整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的故障進(jìn)行詳細(xì)分析，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性、系統(tǒng)性以及預(yù)測(cè)性。應(yīng)用此種診斷方法來(lái)確定機(jī)電系統(tǒng)故障位置，主要就是將某一故障事件作為開(kāi)始，找出導(dǎo)致故障事件發(fā)生的直接因素，然后以此因素作為基礎(chǔ)確定直接原因，其中要重復(fù)應(yīng)用此過(guò)程，直到將造成設(shè)備故障的所有因素找出為止[2]。通過(guò)故障樹(shù)診斷方法，來(lái)確定機(jī)電系統(tǒng)故障發(fā)生的原因以及可靠性特征量，并對(duì)各基本事件賦予先驗(yàn)概率值，既可以完成對(duì)故障的可靠性分析，并確定有效的診斷決策，提高故障診斷的效率與準(zhǔn)確性。

2.2 專家系統(tǒng)診斷

專家系統(tǒng)診斷主要應(yīng)用于難于建立數(shù)學(xué)模型或者根本沒(méi)有數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一旦計(jì)算機(jī)接收到系統(tǒng)故障信息后，通過(guò)運(yùn)用各項(xiàng)規(guī)則來(lái)完成一系列的推理，爭(zhēng)取以最短的時(shí)間確定故障或者是可能的故障。專家系統(tǒng)診斷方法是故障診斷領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛，并且效果良好的一種智能診斷技術(shù)。與其他智能診斷技術(shù)不同，并不對(duì)數(shù)學(xué)模型存在依賴性，更重要的是以人們長(zhǎng)期實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)，以及大量系統(tǒng)故障信息為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出一種智能計(jì)算機(jī)程序，以此來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)中故障的診斷[3]。在實(shí)際應(yīng)用上，此種診斷方法更為簡(jiǎn)單，并且也會(huì)取得較好的效果。專家系統(tǒng)診斷技術(shù)含有眾多專業(yè)以及高水平的知識(shí)，在實(shí)際診斷過(guò)程中可以進(jìn)行符號(hào)操作，并且可以根據(jù)不確定的知識(shí)進(jìn)行推理。

2.3 案例推理診斷

案例推理診斷技術(shù)是一種比較新型的智能診斷技術(shù)，主要是以案例庫(kù)為基礎(chǔ)，通過(guò)訪問(wèn)相似案例來(lái)獲取解決故障的措施。即在對(duì)機(jī)電系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷時(shí)，遇到一個(gè)新的問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)故障的關(guān)鍵特征在原始案例庫(kù)中進(jìn)行檢索，尋找出一個(gè)與待解問(wèn)題相似的案例進(jìn)行分析，采取相同的方法進(jìn)行解決。如果相似案例解決方法無(wú)效，則會(huì)根據(jù)故障問(wèn)題的實(shí)際情況對(duì)方法進(jìn)行調(diào)整修改來(lái)適應(yīng)待解問(wèn)題，最后還會(huì)將調(diào)整后的案例作為一個(gè)新的案例保存在案例庫(kù)內(nèi)，為后續(xù)故障診斷與處理提供數(shù)據(jù)支持。

2.4 模糊推理診斷

模糊邏輯的應(yīng)用，主要目的是解決故障診斷過(guò)程中本來(lái)就存有的不確定性以及不精確性等缺點(diǎn)，因此此種診斷方式多被應(yīng)用在的復(fù)雜系統(tǒng)方面。在模糊集理論中，對(duì)模糊集定義了一系列操作，在實(shí)際操作上與傳統(tǒng)集合操作相似。并且模糊推理診斷主要是利用模糊推理規(guī)則對(duì)有條件與無(wú)條件的模糊命題或規(guī)則進(jìn)行操作。在進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)，特征信號(hào)存在連續(xù)不斷變化的現(xiàn)象，這樣就會(huì)產(chǎn)生影響診斷準(zhǔn)確性的噪聲，一般很難準(zhǔn)確定義可靠的測(cè)量閥值。對(duì)于此類問(wèn)題，模糊推理可以通過(guò)部分重疊語(yǔ)言變量來(lái)進(jìn)行解決，但是因?yàn)樵\斷過(guò)程中測(cè)量到的特征信號(hào)精確度不高，即便對(duì)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化后，最后得出的診斷結(jié)果也僅為近似值。

3.結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電系統(tǒng)是維持高速公路服務(wù)功能正常運(yùn)行的重要保障，為保證其正常運(yùn)行，降低外界因素對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響，就需要結(jié)合機(jī)電系統(tǒng)本身特征，對(duì)現(xiàn)有故障診斷體系存在的問(wèn)題進(jìn)行分析優(yōu)化，然后選擇有效的智能故障診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的有效判斷，并以此為基礎(chǔ)來(lái)選擇有效的措施進(jìn)行處理，提高機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行的有效性，為高速公路服務(wù)功能的正常執(zhí)行提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳文欽，王英.高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障智能診斷研究[J].北方交通，2010，07：71-73.

[2] 張彤.淺析高速公路機(jī)電系統(tǒng)故障智能診斷的幾種方法[J].科技資訊，2011，32：107.

[3] 朱立偉，張智勇，包左軍.基于故障樹(shù)模型的高速公路機(jī)電系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2009，23：20-24.