故障樹(shù)與推理汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

蔡明清

摘 要：故障樹(shù)與推理汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于快速確定汽車(chē)故障并給出維修意見(jiàn)等，具有非常重要的作用。文章主要以設(shè)計(jì)汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)為前提，著重分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟與流程，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)維修人員與企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：故障樹(shù)；推理汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；汽車(chē)維修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.207

因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)近年來(lái)已經(jīng)在汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)得到了普遍運(yùn)用，針對(duì)維修技術(shù)人員也有了更為專(zhuān)業(yè)的要求。為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)外汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展進(jìn)程，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠推理汽車(chē)故障的故障樹(shù)系統(tǒng)，以此早日實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化汽車(chē)故障維修。然而通過(guò)故障樹(shù)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行診斷這一方法，當(dāng)前階段的市場(chǎng)中一直沒(méi)有得到普及，所以文章主要針對(duì)這一問(wèn)題，提出了幾點(diǎn)建議，為汽車(chē)故障的推理與維修提供了支持。

1 推理汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)是建立在相關(guān)原則上所形成的一種生產(chǎn)式系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)載體的結(jié)構(gòu)模型，并且使用非邏輯高級(jí)語(yǔ)言C++結(jié)構(gòu)推理機(jī)[1]。以往專(zhuān)家系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)中涵蓋了以下幾個(gè)部分，即知識(shí)庫(kù)、中間數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)以及學(xué)習(xí)器等。其中學(xué)習(xí)器主要是負(fù)責(zé)獲取知識(shí)，存在于故障樹(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)等部位，數(shù)據(jù)庫(kù)放置故障事實(shí)概念與相關(guān)說(shuō)明，而規(guī)則前件與后件數(shù)據(jù)庫(kù)主要是存放規(guī)則之用，故障樹(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中則是故障樹(shù)知識(shí)。推理機(jī)通過(guò)以上所有數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)完成推理工作，并對(duì)推理路徑進(jìn)行記錄。解釋器通過(guò)對(duì)推理路徑的追蹤、設(shè)計(jì)解釋數(shù)據(jù)庫(kù)并且按照用戶(hù)提問(wèn)進(jìn)行解釋?zhuān)瑥亩瓿蓪?duì)汽車(chē)故障的推理。

2 汽車(chē)故障診斷推理與控制對(duì)策

2.1 汽車(chē)故障診斷控制

對(duì)汽車(chē)故障進(jìn)行診斷控制，其實(shí)也就是在故障事件的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行事先的深入檢索，一旦檢索到故障之后，根據(jù)檢索到故障的故障碼，按照次序啟動(dòng)相應(yīng)的故障框架，最后將故障源進(jìn)行定位，使其成為總成框架，將該總成框架中診斷規(guī)則庫(kù)框架進(jìn)行啟動(dòng)，通過(guò)故障樹(shù)進(jìn)行推理，從而明確故障源以及排除故障的優(yōu)先順序，按照推理和診斷結(jié)果啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的對(duì)策庫(kù)框架，為其制定有效的解決策略。

2.2 汽車(chē)故障診斷推理

對(duì)汽車(chē)故障進(jìn)行診斷推理，主要場(chǎng)所為總成框架，推理工作的進(jìn)行也是以故障樹(shù)為前提進(jìn)行的。以故障樹(shù)為前提的推理，也就是將故障樹(shù)中積累的異常結(jié)點(diǎn)事件作為推理開(kāi)始點(diǎn)，再通過(guò)正常結(jié)點(diǎn)將所有的假設(shè)排除。必然故障源中所匯集的全部元素都可以被認(rèn)定為系統(tǒng)故障源，可能故障源內(nèi)所匯集的全部元素也就是帶有可能性的故障源[2]。一般這種在故障樹(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)故障傳播的有向圖推理，即確定性推理。在故障樹(shù)基礎(chǔ)上的帶權(quán)故障傳播有向圖，將可能故障源匯集的所有因素都根據(jù)和事件構(gòu)成的通路權(quán)值進(jìn)行次序排列，元素的權(quán)值最大那么其優(yōu)先級(jí)也就最高，這種類(lèi)型的推理也被稱(chēng)作可能性推理。

2.2.1 確定性推理

以故障樹(shù)為基礎(chǔ)的確定性推理，其中主要涵蓋了正向確定性推理以及反向確定性推理兩種，按照現(xiàn)行測(cè)量信息以及故障樹(shù)結(jié)點(diǎn)之間所呈現(xiàn)的正向邏輯因果聯(lián)系，對(duì)其進(jìn)行正向推理。按照正向推理所明確的故障樹(shù)各個(gè)結(jié)點(diǎn)所呈現(xiàn)的狀態(tài)以及故障樹(shù)結(jié)點(diǎn)反向邏輯因果聯(lián)系，對(duì)其進(jìn)行反向推理，以此明確故障樹(shù)中各個(gè)結(jié)點(diǎn)所呈現(xiàn)的狀態(tài)。

2.2.2 可能性推理

通過(guò)確定性推理所獲得的可能故障源集PFS不是空集，那么則證明其中缺乏診斷信息，若無(wú)法增加信息，那么便要針對(duì)PFS內(nèi)元素設(shè)置可能性度量。

3 汽車(chē)故障診斷與推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

此次系統(tǒng)的研發(fā)主要是利用Visual Basic以及Access數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)二者分離，其中知識(shí)庫(kù)在維護(hù)與擴(kuò)展方面存在很大的優(yōu)勢(shì)，且界面簡(jiǎn)潔、運(yùn)用便捷。汽車(chē)故障事件在用戶(hù)接口的幫助下存放于診斷系統(tǒng)事件庫(kù)內(nèi)，診斷推理機(jī)對(duì)事件庫(kù)進(jìn)行搜索，若其中存在異常，那么則要在診斷規(guī)則庫(kù)內(nèi)將與該異常事件相關(guān)的故障樹(shù)和診斷原則調(diào)出，并且對(duì)其進(jìn)行診斷與推理，將所獲得診斷結(jié)論存放在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，明確汽車(chē)故障有效的排除意見(jiàn)，再由相關(guān)人員負(fù)責(zé)執(zhí)行。

3.2 汽車(chē)診斷與推理故障樹(shù)實(shí)踐運(yùn)用

某維修人員在對(duì)某型號(hào)汽車(chē)進(jìn)行檢修時(shí)，確定了維修碼，按照上文所述控制測(cè)量深度優(yōu)點(diǎn)搜索的根本原則，根據(jù)順序?qū)哟文Ｐ椭懈鱾€(gè)層次的框架進(jìn)行啟動(dòng)，最終明確該型號(hào)汽車(chē)故障為發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)[3]。通過(guò)對(duì)啟動(dòng)項(xiàng)事件故障樹(shù)診斷，對(duì)其進(jìn)行可能性與確定性推理，規(guī)則權(quán)值利用統(tǒng)計(jì)方式以及積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。因?yàn)楫?dāng)時(shí)只是了解了頂事件的故障信息，所以缺乏足夠的診斷推理信息，所以由此可確定最終診斷結(jié)果，即 CFS=空集； NES=空集； PFS={b，c，d，e，f}，PFS內(nèi)所有元素根據(jù)發(fā)生概率從大到小進(jìn)行排列，且字母分別對(duì)應(yīng)了故障內(nèi)容，根據(jù)相關(guān)知識(shí)的查詢(xún)提出對(duì)應(yīng)的故障排除策略。針對(duì)此次事件，可以先對(duì)點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行調(diào)整，若效果不大，則需要將油泵繼電器進(jìn)行更換，如若故障依然無(wú)法排除，便要按照故障樹(shù)對(duì)策詞典中要求，繼續(xù)排除故障，直至故障解除為止。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，故障樹(shù)與推理汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)，不僅能夠更加快速的確定汽車(chē)故障，同時(shí)也可以更為準(zhǔn)確的給出故障解決策略，從而發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為汽車(chē)維修與保養(yǎng)提供技術(shù)層面的支持，有助于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)維修行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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