宇文遠(yuǎn)

摘 要：專家系統(tǒng)作為診斷鐵路信號(hào)故障的重要依據(jù)，在科技技術(shù)持續(xù)革新的過程中，我國(guó)鐵路部門也對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)而滿足時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)的需求。該文以現(xiàn)階段鐵路工作情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來信號(hào)故障出現(xiàn)的原因，明確新時(shí)代發(fā)展對(duì)鐵路信號(hào)故障診斷提出的要求，研究鐵路信號(hào)故障診斷專家系統(tǒng)的應(yīng)用內(nèi)容，以此為保障鐵路運(yùn)行安全提供有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鐵路；信號(hào)故障；診斷；專家系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U284 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

鐵路建設(shè)與維修工作受到現(xiàn)代化技術(shù)理念的影響，逐漸向智能化、集中化及標(biāo)準(zhǔn)化的方向穩(wěn)步革新，此時(shí)構(gòu)建以分析與診斷為核心的設(shè)備維修系統(tǒng)至關(guān)重要。當(dāng)前市場(chǎng)很多科技機(jī)構(gòu)都針對(duì)鐵路信號(hào)故障診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行了深入地了解與分析，雖然已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，但依舊存在較大的升值空間。因此，該文對(duì)鐵路信號(hào)故障診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行了深入地探索。

1 鐵路信號(hào)出現(xiàn)設(shè)備故障的原因

通過了解當(dāng)前鐵路運(yùn)行情況可知，信號(hào)設(shè)備出現(xiàn)故障的原因主要分為以下幾點(diǎn)：其一，鐵路信號(hào)設(shè)備質(zhì)量較差。由于安裝在基本電路中的鐵路信號(hào)設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致其在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)損耗、老化等問題，最終影響信號(hào)設(shè)備的工作效率，嚴(yán)重的還會(huì)威脅鐵路運(yùn)行安全；其二，維修工作不科學(xué)。對(duì)維修部門工作者而言，定期對(duì)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行維修，不僅能提升信號(hào)設(shè)備的工作效率，還可以保障鐵路安全。但由于現(xiàn)場(chǎng)維修的人員沒有較高的工作技能和綜合素養(yǎng)，導(dǎo)致實(shí)踐操作會(huì)有誤差。此時(shí)，若沒有對(duì)故障進(jìn)行有效處理，不僅會(huì)威脅信號(hào)設(shè)備，還會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的安全事故；其三，違章操作。對(duì)于鐵路系統(tǒng)而言，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行安全，企業(yè)要對(duì)各部門工作者提出具體工作要求，但了解實(shí)踐工作情況可知，大部分工作者并沒有嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作，最終導(dǎo)致工作中涌現(xiàn)出大量的安全故障，威脅鐵路運(yùn)行安全；其四，其他外界因素。鐵路信號(hào)設(shè)備大部分都是安裝在室外的，因此外界因素對(duì)其也有極大影響。象暴雨、雷擊等，都會(huì)對(duì)信號(hào)設(shè)備造成損耗。對(duì)鐵路運(yùn)行來說，信號(hào)設(shè)備一直都是各部門工作者關(guān)注的基礎(chǔ)設(shè)備。在新時(shí)代背景下，受社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技技術(shù)的影響，鐵路運(yùn)輸安全要求也越來越高，此時(shí)就需要維修工作者利用專家系統(tǒng)做好信號(hào)設(shè)備故障診斷及處理工作，以此為列車穩(wěn)定而安全地運(yùn)行提供有效保障。

2 專家系統(tǒng)功能模塊分析

2.1 知識(shí)獲取

在這一模塊設(shè)計(jì)過程中，要求獲取的知識(shí)內(nèi)容要具備有效性和客觀性，在工作狀態(tài)下不僅要進(jìn)行知識(shí)的編輯，還要自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。由于上述功能都具備關(guān)聯(lián)性，因此工作者要對(duì)知識(shí)系統(tǒng)當(dāng)中的內(nèi)容進(jìn)行全面管理，且結(jié)合具體要求進(jìn)行修改、革新及刪除，并實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)庫(kù)的有效管控。在編輯知識(shí)時(shí)，系統(tǒng)要結(jié)合專家提供的具體信息，結(jié)合理解、編輯等方法使其達(dá)到預(yù)期要求，并將其看成新內(nèi)容融入知識(shí)系統(tǒng)當(dāng)中。

2.2 知識(shí)庫(kù)構(gòu)造

在工作過程中，知識(shí)庫(kù)是以事實(shí)規(guī)律為基礎(chǔ)總結(jié)出來的信息數(shù)據(jù)，因此其是專家系統(tǒng)進(jìn)行診斷鐵路信號(hào)故障的前提條件，更是保證推理機(jī)有效工作的基礎(chǔ)內(nèi)容。以程序外部數(shù)據(jù)庫(kù)為例，工作者可以對(duì)行業(yè)專業(yè)提供的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行有效儲(chǔ)備，因此知識(shí)庫(kù)構(gòu)造子模塊在專家系統(tǒng)工作中，能有效儲(chǔ)備和管理有關(guān)知識(shí)。通常情況下，要結(jié)合固定格式填寫子模塊，并有效區(qū)分中英文格式，以此來確保系統(tǒng)能及時(shí)識(shí)別。

2.3 診斷分析推理

專家系統(tǒng)在推理模式的輔助下，可以直接解決問題。對(duì)推理機(jī)而言，其在推理和控制中，可以使專家系統(tǒng)區(qū)別于一般情況下的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，促使其可以在儲(chǔ)備知識(shí)的同時(shí)，提出有關(guān)推理，這樣不僅能為維修工作者提供有效依據(jù)，還可以提升實(shí)踐工作的效率。不管是推理機(jī)制還是控制策略，它們都屬于推理機(jī)正常工作的重要組成部分，而對(duì)專家系統(tǒng)來說，通常情況下會(huì)選擇反向推理機(jī)制進(jìn)行專家系統(tǒng)的故障診斷和維修工作。

2.4 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)

簡(jiǎn)單來說，其是指在推理狀態(tài)下的專家系統(tǒng)，會(huì)用到儲(chǔ)備所需或已有信息的工作存儲(chǔ)器。在設(shè)計(jì)這一子模塊的過程中，要保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性。在系統(tǒng)工作過程中，由于綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容會(huì)不斷改變，因此也叫作動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)。需要注意的是，在引用專家系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)故障進(jìn)行診斷時(shí)，一般要整合應(yīng)用綜合數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)，只有這樣才能提升系統(tǒng)工作的完善性和有效性。

2.5 人機(jī)對(duì)話

輸入與輸出是人機(jī)界面的重要組成內(nèi)容。了解實(shí)踐案例分析可知，在設(shè)計(jì)這一子模塊的過程中，決不能隨意改變數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)，只有這樣才能為系統(tǒng)運(yùn)行安全提供有效保障。

3 專家系統(tǒng)在鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

3.1 實(shí)施反應(yīng)

專家系統(tǒng)展現(xiàn)出的實(shí)時(shí)性功能可以幫助工作者進(jìn)行快速反應(yīng)，但這個(gè)時(shí)間在之前并不知道。象在應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，對(duì)故障診斷一般會(huì)出現(xiàn)3種現(xiàn)象：第一，在系統(tǒng)工作狀態(tài)下如果出現(xiàn)問題，設(shè)備還能繼續(xù)應(yīng)用，且可以快速判斷，此時(shí)是否提示相關(guān)維修人員對(duì)其進(jìn)行處理；第二，在系統(tǒng)工作狀態(tài)下出現(xiàn)問題，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)變成在次優(yōu)環(huán)境下工作，這樣有助于降低系統(tǒng)的有效性。若得不到有效處理，將會(huì)出現(xiàn)設(shè)備持續(xù)降級(jí)的現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)阻礙設(shè)備工作效率。在這一背景下，系統(tǒng)可以在沒有出現(xiàn)嚴(yán)重問題之前，及時(shí)診斷存在的問題，并縮短維修時(shí)間，提升搶修工作效率；第三，在出現(xiàn)問題后，系統(tǒng)可以及時(shí)提出尋找故障的步驟，在條件支持的情況下，更可以明確指出故障位置，以此減少不必要的時(shí)間消耗，提升解決問題的效率。

3.2 收集信號(hào)與快速處理

在系統(tǒng)工作的過程中，信息可以持續(xù)且實(shí)時(shí)改變，因此其中儲(chǔ)備了非常多的信息量。同時(shí)，由于系統(tǒng)展現(xiàn)出的最終判斷結(jié)果會(huì)受故障發(fā)生特點(diǎn)的影響，因此維修人員要及時(shí)了解問題發(fā)生之前出現(xiàn)的征兆，并獲取有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)，以此為提出有效的處理方案奠定基礎(chǔ)。系統(tǒng)通過對(duì)收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多次加工，并與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)等構(gòu)建合作關(guān)系，就算處理的數(shù)據(jù)信息量再多，維修工作者也可以從中獲取有效信息，并提升實(shí)踐工作效率和質(zhì)量。

3.3 電務(wù)安全管理中的專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，會(huì)通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)施關(guān)聯(lián)對(duì)比和深入判斷，來明確潛藏的問題信息，并判斷設(shè)備狀態(tài)及維修工作質(zhì)量等，以此預(yù)測(cè)信號(hào)設(shè)備出現(xiàn)故障的規(guī)律，并提出具有針對(duì)性的預(yù)防處理方案。以信號(hào)機(jī)為例，如果其中的燈絲出現(xiàn)斷裂問題，專家系統(tǒng)不但會(huì)向管理者提出警告，而且會(huì)搜索某段時(shí)間燈絲的斷裂現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)其持續(xù)斷裂，系統(tǒng)將會(huì)實(shí)時(shí)跟蹤替換燈泡的周期，并在這一階段向工作者提出警示。同時(shí)，系統(tǒng)在工作狀態(tài)下可以將研究出的故障發(fā)生規(guī)律傳遞給各部門的安全管理系統(tǒng)，并讓它們進(jìn)行更高層次的規(guī)律研究，以此提升管理部門的工作水平，并為革新鐵路建設(shè)及維修工作提供有效依據(jù)。

4 結(jié)語

綜上所述，信號(hào)設(shè)備作為保障鐵路安全運(yùn)行的前提條件，通過合理引用專家系統(tǒng)，對(duì)其存在的故障問題加以診斷，且與現(xiàn)場(chǎng)集中監(jiān)測(cè)設(shè)備和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行整合推廣，不僅能智能分析獲取的數(shù)據(jù)信息，還可以將無法采集的信息數(shù)據(jù)提供給技術(shù)工作者進(jìn)行智能判斷，以此明確故障的發(fā)生概率。

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