建筑電氣故障自診斷系統研究與應用

董 杰

(山西省城鄉規劃設計研究院,山西 太原 030001)

建筑電氣故障自診斷系統研究與應用

董 杰

(山西省城鄉規劃設計研究院,山西 太原 030001)

為了能夠更加及時、準確的發現故障，確保電氣系統故障能夠得到及時修復，應用故障自診斷理論，構建了基于多Agent的建筑電氣故障自診斷系統，希望能夠為建筑電氣故障自診斷系統開發與應用提供一定的參考。

建筑電氣，故障自診斷，研究

0 引言

隨著建筑行業的快速發展，建筑工程的建設數量不斷增加，建筑的規模也日益擴大，建筑物的結構變得更加復雜。另外，在建筑電氣技術快速發展的同時，對于技術的要求更加嚴格，在電氣的控制過程中，多樣化的控制技術越來越多的開始應用，而且電氣控制系統的革新速率不斷加快。尤其是對于高層建筑而言，要求電氣工程要擁有更為可靠的性能，同時還要具備完備的功能。在建筑電氣工程匯總，發生故障的類型非常多，會導致電氣系統不能達到設計功能要求，嚴重時還會發生電氣事故，威脅到居民的生命與財產安全。所以，建筑電氣故障自診斷系統開始出現，并逐步得以發展，其主要的目標是為了能夠實現對電氣系統的故障自診斷，同時將此技術應用在實際的工程之中，確保電氣工程運行過程更加安全與可靠，為人們提供更為安全與舒適的居住環境。

1 故障自診斷概述

1.1故障自診斷內涵

故障自診斷技術就是當系統處于運行狀態時，采用不同的監測手段，對系統運行情況進行判斷，查看系統工作正常與否。要是出現一些異?，F象，則能夠利用儀表或者儀器進行測試，也可以采用人工的方法進行分析與判斷，從而明確故障具體發生的情況以及位置，確保維修人員能夠更加快速與準確的對故障進行維修。也能夠對可能出現的故障加以預測，確保維護人員能夠在故障出現以前，便采用相應的預防措施，最大限度的防止故障出現，降低故障帶來的經濟損失。

1.2故障自診斷過程

故障自診斷系統的故障診斷流程圖如圖1所示。

1.2.1特征信號的檢測

在建筑電氣設備中，不同設備均有不同的信號輸出形式，特征信號則可以反映電氣系統功能信號，所以，在電氣系統的故障識別過程中，很多情況會采用特征信號進行表示。對于特征信號的提取有兩種不同方式，一種是以能量形式加以提取，一種是以物態形式加以提取。

1.2.2征兆信號的提取

進行征兆信號提取過程中，一般會依照特征信號的不同進行選擇。由于特征信號的形式劃分成能量形式以及物態形式，在對能量形式的特征信號進行征兆信號提取過程中，能夠在時域、頻域以及相位域之中進行，而對于物態形式的特征信號進行征兆信號的提取過程中，則能夠利用物理方法或者化學方法完成提取工作。

1.2.3識別系統狀態

對于電氣系統的運行狀態進行確定時，一般是把特征信號和相應的標準加以對比，以分析電氣系統目前的運行狀況。若是電氣系統運行正常，則能夠對電氣系統未來的運行狀況加以預測。若是電氣系統運行出現異常情況，對狀態加以診斷，便能夠分析出故障出現的具體原因以及故障部位等，以便于維修人員準確、及時的開展維修工作。

1.2.4故障維修決策

故障維修決策是指按照不同故障產生的具體原因，結合故障發生時的有關信息，制定科學的維修計劃，確保維修人員能夠更加及時的采取措施，使電氣系統盡快恢復至正常運行狀態。

2 建筑電氣故障診斷研究中的問題

現階段，我國對于建筑電氣故障診斷系統的研究依舊處于起步階段，這主要是因為建筑電氣系統屬于配網末端，很多人不愿意投入過多精力進行研究，他們更加傾向于研究一些涉及面較大的課題。另外，因為以往的建筑電氣系統相對簡單，很多研究人員對這一系統都不太重視。不過，在智能化建筑產生以后，建筑電氣系統在建筑工程中發揮的作用越來越大。若是建筑電氣系統出現故障，不僅會帶來經濟損失，還可能對居民的人身安全造成威脅。所以，對建筑工程中電氣系統進行研究，對我們日常生活與生產有著極為重要的意義。

3 基于多Agent的建筑電氣故障自診斷系統架構設計

基于多Agent的建筑電氣故障自診斷系統架構示意圖如圖2所示。

3.1監測子系統

監測子系統主要的功能是對數據的采集加以監測以及儲存。當監測子系統發現電氣系統在運行過程中存在故障情況以后，會把采集到的數據信息傳輸至Agent子系統之中，同時請求進行故障的診斷操作，并且，監測子系統還會向診斷子系統提供原始信息數據，確保診斷系統能夠更加準確的完成故障診斷工作。

3.2診斷子系統

多Agent系統之中，一般會對不同的故障進行診斷。現階段，任何的多Agent都不能直接的對不同故障進行同時診斷，一般都是采用不同的單Agent系統針對不同的故障進行單獨診斷，然后對單Agent系統診斷信息進行匯總與處理，如此能夠有效的提升故障診斷效率，可以快速的判斷故障發生位置。

在Agent診斷子系統之中，包含有診斷部分以及管理部分。診斷Agent是指利用一定的診斷算法，對故障進行診斷處理，同時得出相應的結果，在對故障進行診斷時確保不同Agent之間協調關系的實現，并完成相應的診斷任務。管理Agent是指對單個診斷Agent的診斷數據進行采集，管理Agent則能夠利用相應的功能，對具體的故障進行詳細分析，同時判斷出故障情況。

3.3用戶接口子系統

該系統的功能是給診斷結果提供能夠直觀觀察到的界面，用戶能夠更加直觀的對結果進行觀察。此系統之中能夠對某個Agent動作進行直接的控制。所有的診斷子系統均會把得出的診斷數據傳輸到用戶接口子系統之中，用戶接口子系統則把前期診斷操作具體效果反饋到相應的診斷子系統之中，確保Agent能夠實現自學習與自適應。多Agent系統中單個Agent系統診斷流程示意圖如圖3所示。

不同任務模塊具體作用如下。

3.3.1數據采集Agent

利用相應的裝置對電氣系統中不同的故障信息進行全面收集，不同的故障位置均采集相應組數的數量信息，同時將采集的數據信息儲存在對應數據庫之中，確保今后Agent診斷系統在進行故障診斷過程中擁有更為豐富與可靠的基礎數據信息。

3.3.2用戶接口Agent

該模塊的功能主要是為診斷結果能夠更加形象與直觀提供相應的界面，確保用戶能夠更為直觀與形象的觀察到診斷結果。

3.3.3診斷任務分解Agent

把診斷系統之中的Agent逐一的進行分解，得到擁有相應特性的子任務，并建立相應的子任務集合。

3.3.4Agent控制

完成診斷系統的控制工作，實現對全局的有效管控，并且合理的分配與調度系統之中出現的矛盾與問題，確保診斷系統可以順利運行。

3.3.5管理Agent

全面管控知識數據庫，并實時完成數據庫維護工作，提供信息給Agent診斷系統，便于Agent更好的開展診斷工作。

3.3.6診斷Agent

此模塊是系統之中極為關鍵的組成內容。診斷Agent會收到Agent控制系統發出的請求，并且在數據庫之中將對應的對象進行提取，在管理Agent之中提取對應的診斷知識，然后利用有關方法完成故障的診斷，最后把得出的診斷結果及時反饋到Agent控制之中。

4 結語

現階段，國內越來越多的建筑物逐漸老化，使得建筑物中的電氣系統極易發生故障，例如，元器件老化故障、線路故障等等。電氣故障的發生會使得電氣系統不能正常的運行，以往進行電氣系統故障排查時，主要是通過人工排查的方法，并且還會有很多的隱患存在。因此，應當逐步應用電氣故障自診斷系統，確保建筑工程中電氣故障能夠得以及時排除，盡可能降低電氣故障造成的影響。所以，建筑電氣自診斷系統的開發與研究，是未來電氣系統故障診斷發展的趨勢，也是確保建筑工程功能性很好發揮的必然要求。

[1] 何加雄.建筑電氣系統故障診斷方法的探討[J].科技經濟導刊，2017(15):63，65.

[2] 鮑義剛.引發建筑電氣系統故障的因素及診斷方法[J].電子測試，2017(6):87，101.

[3] 蔡全樂.電梯電氣控制系統故障診斷和維修探討[J].城市建設理論研究(電子版)，2017(18):143.

Researchandapplicationoftheself-diagnosissystemofelectricalfaultinbuildings

DongJie

(ShanxiUrban-RuralPlanningandDesignInstitute,Taiyuan030001,China)

In order to be able to detect faults more timely and accurately, ensure that the electrical system failure can be repaired in time. The application of the theory of fault self-diagnosis and constructed based on Agent architecture electrical fault self-diagnosis system, hope to building electrical fault self-diagnosis system development to provide certain reference.

architectural electric, fault self-diagnosis, study

1009-6825(2017)30-0119-02

2017-08-11

董 杰(1972- )，男，高級工程師

TU855

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