洪 磊，王玉國(guó)

(南京工程學(xué)院 汽車與軌道交通學(xué)院,江蘇 南京 211167)

轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障診斷專家系統(tǒng)研究

洪 磊，王玉國(guó)

(南京工程學(xué)院 汽車與軌道交通學(xué)院,江蘇 南京 211167)

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是轉(zhuǎn)向架的重要組成部件，其機(jī)械性能直接影響列車運(yùn)行的安全性。針對(duì)轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障形式多樣，引起軌道車輛運(yùn)行安全隱患的問(wèn)題，設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于CLIPS的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障診斷專家系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)裝置的故障形式和失效原因進(jìn)行收集整理，并建立了對(duì)應(yīng)的故障樹模型，結(jié)合專家系統(tǒng)框架知識(shí)與產(chǎn)生式規(guī)則，采用正向推理模式構(gòu)建了專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，形成了以CLIPS為內(nèi)核、以VC++為交互平臺(tái)的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障診斷系統(tǒng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CLIPS開發(fā)環(huán)境交互性的不足。運(yùn)行結(jié)果表明，設(shè)計(jì)構(gòu)建的專家系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障診斷具有良好的可行性和有效性，為機(jī)務(wù)人員迅速找到故障并采取相應(yīng)措施提供了依據(jù)，對(duì)轉(zhuǎn)向架其他部件故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)也具有一定的參考意義。

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置;故障診斷;專家系統(tǒng);CLIPS

0 引 言

轉(zhuǎn)向架是承載車體重量和傳遞走行動(dòng)力的導(dǎo)向部件，是大型養(yǎng)路機(jī)械的重要組成部分[1]。基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是轉(zhuǎn)向架非常重要的組成部件，它承擔(dān)著列車的常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、停放制動(dòng)及保持制動(dòng)等功能；滿足列車按一定運(yùn)營(yíng)速度每站停車等條件正常運(yùn)行一個(gè)往返的要求，其機(jī)械性能直接影響到列車運(yùn)行的安全性，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置上關(guān)鍵部件的故障會(huì)導(dǎo)致車輛制動(dòng)性能下降、甚至脫軌翻車等嚴(yán)重事故，因此開展轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障診斷在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的意義[2]。

迄今為止，國(guó)內(nèi)外鐵路科研工作者以不同方法相繼對(duì)轉(zhuǎn)向架故障診斷問(wèn)題展開了研究[3-8]，并取得了一系列成果，但因算法自身的局限會(huì)對(duì)診斷結(jié)果造成一定的偏差，實(shí)用化研究和應(yīng)用不足?；A(chǔ)制動(dòng)裝置作為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，形式多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其故障形式具有多樣性、復(fù)雜性和隱蔽性的特點(diǎn)，同時(shí)，產(chǎn)生的故障還與使用條件具有密切關(guān)系，使得基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障形式多樣，主要有機(jī)械振動(dòng)、零部件的裂損和磨耗等問(wèn)題。目前，對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障診斷和維護(hù)工作主要由機(jī)務(wù)人員根據(jù)故障失效后特征，依據(jù)維修規(guī)程進(jìn)行故障排查。這種方法很大程度上依賴于個(gè)人維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，往往需要具備專業(yè)知識(shí)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家才能勝任，缺乏專家知識(shí)會(huì)導(dǎo)致故障定位的盲目和錯(cuò)誤，甚至引發(fā)其他故障。因此，如何對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障做出有效快速的診斷并恢復(fù)系統(tǒng)，是當(dāng)前亟待解決的主要問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，提出采用專家系統(tǒng)的診斷方法。該專家系統(tǒng)可視為一種具有專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)智能診斷系統(tǒng)，采用人工智能和知識(shí)推理技術(shù)解決復(fù)雜問(wèn)題，達(dá)到具有與專家同等解決問(wèn)題能力的水平。對(duì)于診斷基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障問(wèn)題，可以解決經(jīng)驗(yàn)分析方法的不足，提高診斷的準(zhǔn)確性。

1 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)專家系統(tǒng)的原理,基礎(chǔ)自動(dòng)裝置的故障診斷專家系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括三大部分：

(1)接口部分:故障診斷的人機(jī)接口;

(2)知識(shí)庫(kù)部分:含知識(shí)獲取器和知識(shí)庫(kù);

(3)推理機(jī)部分:推理機(jī)、解釋器和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1 故障診斷專家系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

故障診斷專家系統(tǒng)的工作流程為：根據(jù)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，通過(guò)人機(jī)接口,用戶將制動(dòng)裝置的相關(guān)故障信息表達(dá)成事實(shí),形成故障事實(shí)庫(kù)。依據(jù)相關(guān)事實(shí)和一定的推理搜索策略，推理機(jī)判定提供的故障事實(shí)與知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則是否匹配,以此來(lái)激活規(guī)則，被規(guī)則激活的事實(shí)放入到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并采用沖突消解策略來(lái)解決所選規(guī)則的優(yōu)先級(jí)問(wèn)題，激活的規(guī)則由解釋器執(zhí)行，最終形成故障診斷的執(zhí)行結(jié)果，該結(jié)果通過(guò)人機(jī)接口將專家意見反饋給用戶，以供用戶在實(shí)際應(yīng)用中參考。

2 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障診斷知識(shí)的獲取

知識(shí)獲取是建立一個(gè)故障診斷專家系統(tǒng)首先面臨的問(wèn)題,也就是怎樣從知識(shí)源中提煉出用于解決相關(guān)問(wèn)題的專業(yè)知識(shí)。這一過(guò)程需要通過(guò)廣泛的專家咨詢、資料整理，抽取領(lǐng)域知識(shí)，并形成知識(shí)庫(kù)。

轉(zhuǎn)向架制動(dòng)形式多種多樣，包括踏面閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)、磁軌制動(dòng)、渦流制動(dòng)等。基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的組成包括帶停放制動(dòng)缸、手柄、閘線等一系列結(jié)構(gòu)，磨耗和裂損是其主要的故障形式,制動(dòng)裝置中制動(dòng)梁、推桿或拉桿、閘瓦、閘瓦托等部件一旦發(fā)生磨耗和裂損，可能會(huì)引發(fā)多種事故[9-10]。以下具體來(lái)分析基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的主要故障原因。

2.1 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置主要故障分析

2.1.1 制動(dòng)梁發(fā)生脫落

制動(dòng)梁發(fā)生脫落對(duì)行車安全性會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，該故障發(fā)生的可能原因包括：

(1)制動(dòng)梁閘瓦托的安裝軸在其焊接處出現(xiàn)裂紋，在列車制動(dòng)時(shí)受交變應(yīng)力的影響，易發(fā)生安裝軸折斷;

(2)兩端閘瓦的厚度差超出范圍,閘瓦托安裝軸由于同軸度偏差,不在同一直線，這些可能造成一端制動(dòng)梁產(chǎn)生局部增大的負(fù)荷，導(dǎo)致裂損出現(xiàn)在安裝軸的根部;

(3)過(guò)度磨耗或不良材質(zhì)的軸頭導(dǎo)致折損;

(4)裂損與脫落出現(xiàn)在閘瓦托的開口銷或吊圓銷等易損部件處，造成整個(gè)制動(dòng)梁發(fā)生脫落。

2.1.2 推桿或拉桿的折斷

拉桿頭發(fā)生裂損脫落,或圓銷磨損后發(fā)生折斷脫落，是拉桿頭與推桿折斷的主要故障形式。造成該故障的可能原因包括:

(1)因焊接質(zhì)量較差,造成拉桿和拉桿頭在其焊接處出現(xiàn)裂損；

(2)因拉桿頭處的圓銷孔存在加工偏差，使圓銷受偏心力的影響，造成圓銷出現(xiàn)折斷；

(3)拉桿頭的開度加工偏差,或開口銷存在過(guò)小的開度、或因材質(zhì)疲勞而折損，造成圓銷的脫落。

2.1.3 閘瓦的偏磨

在使用過(guò)程中，閘瓦會(huì)產(chǎn)生磨耗，使閘瓦偏磨成為一種常見的故障。引起該故障的可能原因有：

(1)車輪踏面與閘瓦托兩者的弧度存在偏差，使兩面之間的各點(diǎn)不處于等距離的位置；

(2)不合適的傳動(dòng)杠桿位置，使制動(dòng)梁在制動(dòng)時(shí)不處于正位，在一端閘瓦輪緣及另一端車輪踏面外側(cè)出現(xiàn)磨損，甚至出現(xiàn)閘瓦與車輪踏面不發(fā)生摩擦的情況；

(3)閘瓦托仰頭或低頭，閘瓦上、下兩端與車輪踏面不等距，造成閘瓦上、下頭部偏磨。

2.1.4 閘瓦托的裂損

在運(yùn)用過(guò)程中，由于閘瓦托需承受高溫、高壓，使其易于發(fā)生裂損。引起該故障的可能原因有：

(1)在制動(dòng)時(shí),閘瓦承受的沖擊力過(guò)大，使閘瓦托出現(xiàn)裂損；

(2)由于長(zhǎng)時(shí)間下坡道行駛，或分配閥非正常工作，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間抱閘而形成高溫，使得閘瓦托出現(xiàn)裂損；

(3)質(zhì)量不良的閘瓦托的材質(zhì)及鑄造過(guò)程導(dǎo)致裂損。

2.2 故障診斷知識(shí)故障樹的建立

由于基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障原因復(fù)雜多樣，而故障事實(shí)表需要清晰的知識(shí)表達(dá)和明確的因果關(guān)系對(duì)照，因此使用故障樹的分析方法來(lái)分析基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障原因。

故障樹分析(Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA),也稱為事故樹分析，是故障診斷中最為重要的分析方法之一[11]。故障樹分析通常以一個(gè)可能的事故(稱為頂事件)為起點(diǎn)，采用自上而下、層次化的搜索方式查找直接或間接導(dǎo)致頂事件的中間事件，直到搜索到基本原因事件為止，然后用邏輯圖的形式表達(dá)所有事件間的邏輯關(guān)系。

依據(jù)上述建立故障樹的一般方法，結(jié)合整理的故障數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障樹如圖2所示。

圖2 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障樹示意圖

針對(duì)圖2,表1列出了其中各故障事件所代表的具體含義。

雖然基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障形式復(fù)雜多樣，但各種故障之間邏輯關(guān)系緊密，采用故障樹建立基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障信息,具有層次鮮明的特點(diǎn)。

2.3 故障診斷專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的獲取

故障診斷專家知識(shí)是由知識(shí)工程師通過(guò)認(rèn)知理解,結(jié)合技術(shù)保障一線的機(jī)務(wù)工作者的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)而確認(rèn)并表達(dá)出來(lái)的某領(lǐng)域?qū)I(yè)化故障診斷知識(shí)。這些知識(shí)主要包括：發(fā)生故障現(xiàn)象或跡象，能形成對(duì)系統(tǒng)故障影響的設(shè)計(jì)或制造的原因；工作維護(hù)對(duì)系統(tǒng)故障產(chǎn)生的影響；實(shí)施故障診斷時(shí)的思路、方法或步驟等[12-13]。

由上述專家知識(shí)構(gòu)建的故障樹成為專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的基礎(chǔ)，下面將以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建以CLIPS為內(nèi)核的專家系統(tǒng)程序。

表1 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障樹事件的含義

3 故障診斷專家系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3.1 知識(shí)庫(kù)構(gòu)建

對(duì)于基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障診斷,采用“基于框架的產(chǎn)生式規(guī)則”來(lái)表達(dá)故障信息，構(gòu)建專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)。

對(duì)于圖2所示的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障樹，故障事實(shí)均由各個(gè)節(jié)點(diǎn)知識(shí)表達(dá)。采用“框架+產(chǎn)生式規(guī)則”的方式來(lái)表達(dá)事實(shí)，首先要通過(guò)自定義模板表示事實(shí)框架，該自定義模板可用來(lái)表示各層的頂事件、中間事件和底事件。CLIPS的事實(shí)由關(guān)系名(node)和槽(slot)組成，符合專家系統(tǒng)中框架的知識(shí)表示方式[14]。利用CLIPS表達(dá)的故障事實(shí)自定義模板如下：

(deftemplate node

(slot name) (slot type) (slot node1) (slot node2) (slot node3) (slot…))

其中，deftemplate表示故障事實(shí)自定義模板；node為關(guān)系名；槽name表示該節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容；槽type表示該節(jié)點(diǎn)的類型，當(dāng)type的值為decision時(shí)，表示該節(jié)點(diǎn)為中間事件或頂事件節(jié)點(diǎn)，當(dāng)type的值為answer時(shí)，表示該節(jié)點(diǎn)為底事件節(jié)點(diǎn)；槽node1、node2分別表示第1、2個(gè)子節(jié)點(diǎn)，以此類推。

根據(jù)上述自定義模板，可以把故障信息中間事件“閘瓦偏磨”(事件代號(hào)Y3)表示為如下事實(shí)：

(node (nameY3)

(type decision)

(node1X8) (node2X9) (node3X10))

該事實(shí)表示“閘瓦偏磨”的原因有“閘瓦上下兩端與車輪踏面不等距”、“閘瓦托與車輪踏面弧度不一致”、“傳動(dòng)桿裝置不合適”等。前者是果，后者是因，且后者之間為或關(guān)系，即后者中任意一種或一種以上的現(xiàn)象發(fā)生了，那么就會(huì)產(chǎn)生“閘瓦偏磨”，符合產(chǎn)生式規(guī)則關(guān)系。

同樣，底事件故障節(jié)點(diǎn)“閘瓦上下兩端與車輪踏面不等距”(事件代號(hào)X8)可表示為事實(shí)：

(node (nameX8)

(type answer)

(node1“調(diào)節(jié)左右制動(dòng)橫拉桿間距，確保閘瓦與踏面接觸位置正確”)

(node2“調(diào)節(jié)閘瓦仰角調(diào)節(jié)螺栓，確保閘瓦與踏面間隙均勻”))

該事實(shí)表示，如果出現(xiàn)故障X8，可采取node1或node2提供的措施進(jìn)行維護(hù)。

按上述方法完成其他各節(jié)點(diǎn)的事實(shí)表示，這些事實(shí)組成了基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的知識(shí)庫(kù)，把這些事實(shí)存入文件“BrakeRigging_Facts.DAT”以用于推理。

3.2 推理機(jī)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置產(chǎn)生的故障是多個(gè)原因的綜合，對(duì)其故障樹進(jìn)行推理，需采用合理的推理機(jī)制，以提高效率和準(zhǔn)確性。對(duì)于以該專家系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是根據(jù)觀察到的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析推理，同時(shí)對(duì)故障樹進(jìn)行逐層搜索，可靠性較強(qiáng)。因此，在專家系統(tǒng)中，采用正向推理方法，廣度優(yōu)先搜索的推理策略，該推理過(guò)程如圖3所示。

在推理機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,current、layer和compare為產(chǎn)生的事實(shí)表,并存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。其中，current用于存放正在或即將進(jìn)行匹配判定的節(jié)點(diǎn)；layer用于存放在當(dāng)前執(zhí)行層將要進(jìn)行推理判定的所有節(jié)點(diǎn)；compare用于存放節(jié)點(diǎn)與故障匹配的最終結(jié)果。采用CLIPS表達(dá)上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為：

(current“節(jié)點(diǎn)”)

(layer“節(jié)點(diǎn)” “父節(jié)點(diǎn)”)

(compare “節(jié)點(diǎn)” yes / no)

推理流程如下：

(1)在current中放入故障特征，同時(shí)生成全部子節(jié)點(diǎn)。如果沒有子節(jié)點(diǎn)，將current中的節(jié)點(diǎn)清除，并得出結(jié)果；反之，在layer中載入所有的子節(jié)點(diǎn)，并清除已生成子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)。

(2)當(dāng)current中無(wú)節(jié)點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明layer中已存放當(dāng)前層全部節(jié)點(diǎn)。利用廣度優(yōu)先搜索方法，匹配layer中的節(jié)點(diǎn)與故障特征，當(dāng)成功匹配時(shí)，該節(jié)點(diǎn)將放入compare中，以yes為標(biāo)記,反之記為no，再將上述故障特征清除，對(duì)layer中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都依次完成上述匹配，并清空l(shuí)ayer。

圖3 故障樹的推理流程圖

(3)如果compare中有匹配成功的節(jié)點(diǎn)，則在current中載入這些節(jié)點(diǎn)，再清空compare；如果沒有，則將所有節(jié)點(diǎn)載入current，再清空compare。

(4)當(dāng)compare和current中都無(wú)節(jié)點(diǎn)時(shí)，表明故障樹的底部已經(jīng)到達(dá)，從而推理出結(jié)果，反之繼續(xù)返回步驟(1)執(zhí)行。

(5)如果故障特征與layer中的所有節(jié)點(diǎn)都不能匹配，說(shuō)明采集了不完整故障特征，需重新判斷，否則系統(tǒng)推理失敗而退出。

3.3 人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)

由于CLIPS只能在控制臺(tái)下以命令行的形式與用戶進(jìn)行交互，不便于進(jìn)行輸入和讀取，因此系統(tǒng)采用VC++和CLIPS混合編程的方式，充分發(fā)揮CLIPS的推理能力和VC++在用戶人機(jī)交互方面的優(yōu)勢(shì)。

3.3.1 CLIPS與VC++交互環(huán)境的構(gòu)建

CLIPS與VC++有兩種基本的交互模式：一種是基于VC++環(huán)境,另一種是基于CLIPS環(huán)境。第一種模式的特點(diǎn)是，推理功能由CLIPS實(shí)現(xiàn)，而其他功能由VC++實(shí)現(xiàn),如人機(jī)界面、數(shù)據(jù)讀寫等，這里CLIPS作為函數(shù)被VC++調(diào)用，由此推理功能得以實(shí)現(xiàn)。該方式使用較多，但不足之處是VC++需替代CLIPS完成許多功能，無(wú)法充分利用CLIPS本身的強(qiáng)大功能，同時(shí)VC++開發(fā)的工作量也相應(yīng)增加，而且調(diào)試需在VC++環(huán)境下進(jìn)行，無(wú)法獲取CLIPS的必要調(diào)試信息；后一種模式的特點(diǎn)是，人機(jī)界面功能由VC++實(shí)現(xiàn)，而其他功能由CLIPS實(shí)現(xiàn)，在CLIPS環(huán)境完成調(diào)試，這種方式適合于調(diào)試程序，移植較為方便。這種交互的基本組成構(gòu)架如圖4所示。

圖4 CLIPS與VC++交互示意圖

3.3.2 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

為便于VC++界面開發(fā)和CLIPS專家系統(tǒng)開發(fā)可以獨(dú)立進(jìn)行，該專家系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)方式使CLIPS嵌入VC++。該方式有利于專家系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和擴(kuò)充[15]。具體方法為：首先在所建VC工程中加入動(dòng)態(tài)庫(kù)文件clips.dll和包裝類文件clipwrap。為使VC++可以調(diào)用CLIPS中的類，需在VC++的include文件夾下,添加clipwarp文件夾中的dynclips.h和dyaload.h，并在VC++的工程目錄下放入clips.dll、clips.lib、rsvarcol.cpp和revarcol.h，由此，VC++可調(diào)用clips的所有函數(shù)。在以CLIPS為內(nèi)核建立知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)的基礎(chǔ)上，開發(fā)的基于VC++的專家系統(tǒng)界面如圖5所示。

圖5 轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障診斷主界面

4 結(jié)束語(yǔ)

利用CLIPS專家系統(tǒng)開發(fā)工具創(chuàng)建了轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障診斷專家系統(tǒng)，分析了該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和故障形式，建立了基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的故障樹模型。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了CLIPS專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)，并最終開發(fā)了基于VC++平臺(tái)的交互式故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠幫助機(jī)務(wù)人員迅速找到故障并采取相應(yīng)措施加以解決，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對(duì)轉(zhuǎn)向架其他部件的故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)也具有重要的參考價(jià)值。

[1] 吳 錕.城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架綜述[J].鐵道機(jī)車車輛工人,2010(6):1-7.

[2] 李笑梅,賀德強(qiáng),鄧建新,等.城市軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架故障診斷方法綜述[J].裝備制造技術(shù),2015(12):81-85.

[3] 秦 娜,金煒東,黃 進(jìn),等.基于EEMD的高速列車轉(zhuǎn)向架故障診斷[J].計(jì)算機(jī)工程,2013,39(12):1-4.

[4] 楊 磊.基于LabVIEW的動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷[D].石家莊:石家莊鐵道大學(xué),2013.

[5] 段旺旺,金煒東.基于AR功率譜的高速列車轉(zhuǎn)向架故障信號(hào)分析[J].噪聲與振動(dòng)控制,2015,35(2):51-56.

[6] 李 潭,譚獻(xiàn)海.高速列車轉(zhuǎn)向架振動(dòng)信號(hào)多重分形特征提取與故障診斷[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2015(7):68-69.

[7] Jeon K W,Shin K B,Kim J S.A study on evaluation of fatigue strength of a GFRP composite bogie frame for urban subway vehicles[J].Advances Composite Materials,2013,22(4):213-225.

[8] 劉建強(qiáng),趙治博,章國(guó)平,等.地鐵車輛轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷方法研究[J].鐵道學(xué)報(bào),2015,37(1):30-36.

[9] 馮文梅,張養(yǎng)亮.轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動(dòng)裝置故障探討[J].鐵道車輛,2009,47(1):34-36.

[10] 王剛強(qiáng).GK1C型機(jī)車閘瓦偏磨的原因分析及處理[J].鐵道機(jī)車與動(dòng)車,2015(2):45-46.

[11] Ginarratano J C.Expert systems:principles and programming[M].4th ed.[s.l.]:[s.n.],2004:78-90.

[12] Nalepa G J,Mach M A.Business rules design method for business process management[C]//Proceedings of the international multi conference on computer science and information technology.[s.l.]:[s.n.],2009:165-170.

[13] Forgy C L.Rete:a fast algorithm for the many pattern/many object pattern match problem[J].Artificial Intelligence,1982,19(1):17-37.

[14] 沈大偉,莊 誠(chéng),王學(xué)雷.基于CLIPS的故障診斷專家系統(tǒng)開發(fā)[J].化工自動(dòng)化及儀表,2012,39(4):450-453.

[15] 常 靜,吳瓊雁,任 戈.基于CLIPS的機(jī)載光電跟蹤設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2015,23(3):749-751.

Investigation on Fault Diagnosis Expert System of Bogie Foundation Brake Rigging

HONG Lei，WANG Yu-guo

(School of Automotive and Rail Transit，Nanjing Institute of Technology,Nanjing 211167,China)

The foundation brake rigging is an important component of the bogie and its mechanical properties directly affect the safety of the vehicle running.With regard to the problem that the various failure mode of bogie foundation brake rigging may cause the hidden trouble of the rail vehicle running safety,the fault diagnosis expert system of the brake rigging in bogie is designed and developed based on CLIPS,in which the fault modes and failure causes of the brake rigging is collected and sorted before the corresponding fault tree model is established.Then the basic structure of expert system is constructed by using the forward reasoning model in combination with the expert system frame knowledge and production rules and eventually the fault diagnosis system of brake rigging is implemented based on CLIPS as the core and VC++ as the interactive platform.It has made up the deficiency of traditional CLIPS development environment and its operation results prove that the expert system has favorable feasibility and validity for the fault diagnosis of the basic brake rigging,which provide a basis for the crew to find the faults and take corresponding measures and that it has reference significance to the development of fault diagnosis for other parts of bogie.

basic brake rigging;fault diagnosis;expert system;CLIPS

2016-09-19

2016-12-23 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-07-05

江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新基金——前瞻性聯(lián)合項(xiàng)目(13Y2014005-09)；南京工程學(xué)院科研基金項(xiàng)目(YKJ201333)

洪 磊(1982-),男,博士,講師,研究方向?yàn)楣收显\斷與專家系統(tǒng)技術(shù)；王玉國(guó)，博士，副教授，研究方向?yàn)闄z測(cè)與故障診斷技術(shù)。

http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20170705.1652.064.html

TP391.9;U270.1

A

1673-629X(2017)08-0200-05

10.3969/j.issn.1673-629X.2017.08.042