CN103699120B - 一种特种车辆故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特种车辆故障诊断系统，该系统包括一个或多个传感器、基础信息采集系统、便携式智能终端：基础信息采集系统收集传感器所采集的特种车辆的数据，并通过对所述数据进行处理得到所述特种车辆的状态数据，以及将状态数据传送给与所述特种车辆对应的便携式智能终端；便携式智能终端接收基础信息采集系统发送的状态数据，基于所述状态数据对特种车辆进行故障诊断。本发明有效地解决了现有技术数据利用率不高的问题。利用采集的数据形成状态数据，并结合便携式智能终端和远程服务平台进行故障诊断。提高了数据利用率、人机交互程度、故障诊断的信息化程度和效率。

Description

一种特种车辆故障诊断系统

技术领域

本发明涉及故障诊断技术领域，特别是涉及一种特种车辆故障诊断系统。

背景技术

特种车辆使用的环境对特种车辆的影响严重，例如，盐雾腐蚀、风、雨水侵蚀等等。而且受车体空间限制，不能携带更多的测试检测设备和更多的配件，来进行特种车辆的故障诊断。所以，针对特种车辆的故障诊断问题日益突出。

但是，对特种车辆维护保障主要的研究和应用集中在状态监测和简单的现场实时报警，而且多停留在实验室阶段，没有实现真正的产业化。现有技术没有充分利用采集到的数据进行故障诊断，并且诊断自动化程度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是利用采集到的数据来进行故障诊断，用以解决现有技术对采集的数据利用率不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种特种车辆故障诊断系统，所述系统包括一个或多个传感器、基础信息采集系统、便携式智能终端：基础信息采集系统收集传感器所采集的特种车辆的数据，并通过对所述数据进行处理得到所述特种车辆的状态数据，以及将状态数据传送给与所述特种车辆对应的便携式智能终端；便携式智能终端接收基础信息采集系统发送的状态数据，基于所述状态数据对特种车辆进行故障诊断。

其中，还可以包括远程服务平台；便携式智能终端接收基础信息采集系统发送的状态数据，得到异常状态数据的故障码；所述便携式智能终端将所述特种车辆的状态数据和异常状态数据的故障码发送至远程服务平台；所述远程服务平台根据接收到的所述状态数据和异常状态数据的故障码，对所述特种车辆进行辅助故障诊断。

其中，所述基础信息采集系统包括信息采集单元、信息处理单元、信息整合单元与信息传递单元，其中：所述信息采集单元用于收集各个传感器所采集的特种车辆的数据；所述信息处理单元用于对所述信息采集单元收集的特种车辆的数据进行处理，以得到所述特种车辆的状态数据；所述信息整合单元用于将所述状态数据的数据格式转换为适合在总线上传输的数据格式；所述信息传递单元用于将所述转换格式后的状态数据通过总线发送至所述与对应的便携式智能终端。

其中，所述基础信息采集系统还包括信息控制单元；所述信息控制单元用于控制所述信息传递单元采用特定的方式向所述便携式智能终端传送状态数据；其中，所述特定的方式包括周期性地发送状态数据或根据接收到的状态数据请求来发送状态数据，其中，所述状态数据请求是便携式智能终端所发送的。

其中，便携式智能终端预先存储多个故障码，并且每个故障码对应状态数据、以及状态数据偏离阈值范围的程度。

其中，便携式智能终端预先存储一个或多个故障案例；其中，每个故障案例中包括故障名称、一个或多个状态数据、故障排除方法；

便携式智能终端根据用户输入的一个或多个状态数据查询对应的一个或多个故障案例。

其中，便携式智能终端预先存储用于故障诊断的故障树和故障排除方法；其中，在所述故障树中，利用逻辑运算符关联一个或多个状态数据，通过关联不同状态数据形成不同的路径，每条路径对应一个故障排除方法；便携式智能终端根据用户输入的状态数据查询所述故障树，确定包含所述状态数据的一条或多条路径；便携式智能终端根据每条路径中包含的各个状态数据的逻辑先后顺序，连续提示用户再次输入状态数据，以确定符合用户连续输入的一个或多个状态数据的路径所对应的故障排除方法。

其中，还可以包括：便携式智能终端将特种车辆的定位信息发送至远程服务平台；所述远程服务平台通过所述定位信息对所述特种车辆进行监控，以辅助对所述特种车辆的故障诊断。

其中，还可以包括：所述远程服务平台根据接收到的所述状态数据，对所述特种车辆进行健康状态评估并将所述健康状态分值反馈给所述特种车辆对应的便携式智能终端。

其中，还可以包括：所述远程服务平台可以包括后台管理系统；所述后台管理系统用于录入、编辑和生成故障案例和故障树；所述便携式智能终端下载并存储所述故障案例和故障树。

本发明有益效果如下：

本发明利用采集到的数据形成特种车辆的状态数据，根据特种车辆的状态数据并基于案例诊断和交互式诊断的方式来确定特种车辆的故障。该方式提高了状态数据的利用率和故障诊断效率。

本发明通过便携式智能终端来对特种车辆进行故障诊断。远程服务平台通过手机故障信息和特种车辆信息，辅助用户进行特种车辆的故障诊断，并且可以监控特种车辆状态，以及管理、维护故障诊断知识库，提高了故障诊断的信息化程度和人机交互程度，提高了故障诊断的效率。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的特种车辆故障诊断系统的结构图。

具体实施方式

为了解决现有技术对采集的数据利用率不高的问题，本发明提供了一种特种车辆故障诊断系统，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，图1是根据本发明一实施例的特种车辆故障诊断系统的结构图。

该系统包括传感器、基础信息采集系统、便携式智能终端和远程服务平台。

在每辆特种车辆中设置一个或多个传感器。如图1所示的传感器1、传感器2、……传感器n（n＞0）。每个传感器用于实时地采集与特种车辆有关的数据。传感器采集的数据可以是模拟量数据。采集的数据可以包括特种车辆的电流、电压、振动、温度等。

为每辆特种车辆内嵌或外接基础信息采集系统。

基础信息采集系统可以用于收集各个传感器所采集的特种车辆的数据，并通过对数据进行处理得到该特种车辆的状态数据，以及将状态数据传送给该特种车辆对应的便携式智能终端。进一步地，基础信息采集系统可以包括信息采集单元、信息处理单元、信息整合单元、信息控制单元与信息传递单元。

信息采集单元可以用于收集各个传感器所采集的特种车辆的数据。

信息处理单元可以用于对信息采集单元收集的特种车辆的数据进行处理，以得到特种车辆的状态数据。该处理可以包括对收集的数据进行模数转换，将模拟量数据转化为数字量数据；并且对数字量数据进行判读，区分出数字量数据的种类。例如：判断出数字量数据中的电流、电压、振动、温度等数据。将处理后的数据作为特种车辆的状态数据。

信息整合单元可以用于将特种车辆的状态数据的数据格式转换为适合在总线上传输的数据格式。

信息传递单元可以用于将转换格式后的状态数据通过总线发送至对应的便携式智能终端。

信息控制单元可以用于控制信息传递单元采用特定的方式向便携式智能终端传送状态数据。该特定的方式可以包括周期性地发送状态数据或根据接收到的状态数据请求来发送状态数据，其中，状态数据请求是便携式智能终端所发送的。

进一步地，基础信息采集系统还可以包括存储单元，该存储单元可以用于存储特种车辆的状态数据。

基础信息采集系统通过总线实现与便携式智能终端的连接。例如：基础信息采集系统可以通过控制器局域网络总线（Controller Area Network,CAN）连接便携式智能终端，并向该便携式智能终端传送状态数据。

便携式智能终端可以接收来自基础信息采集系统发送的状态数据。该状态数据是与便携式智能终端对应的特种车辆的状态数据。该状态数据可以包括特种车辆的电流、电压、振动、温度等状态数据。

便携式智能终端可以基于特种车辆的状态数据对特种车辆进行故障诊断。

具体而言，依据特种车辆的状态数据，便携式智能终端可以进行针对特种车辆的状态实时监控、故障诊断、远程协助、辅助维修等功能，该多个功能可以用来实现对特种车辆的故障诊断。

状态实时监控：便携式智能终端可以包括显示界面。在显示界面中可以包括状态显示区和报警区。其中，状态显示区可以用于显示特种车辆的状态数据，例如：电流、电压、振动、温度等状态数据。报警区可以用于显示特种车辆的故障信息。进一步地，每种状态数据具有与其对应的阈值范围，当状态数据不在阈值范围内时，则表示该状态数据异常，可以将该状态数据作为故障信息，在报警区中进行显示。便携式智能终端预先存储多个故障码，并且每个故障码对应一个描述信息，该描述信息包括：状态数据、状态数据偏离阈值范围的程度等信息。那么，可以根据便携式智能终端接收的状态数据以及状态数据偏离阈值范围的程度，找到该状态数据的故障码。

故障诊断：故障诊断可以包括案例诊断和交互式诊断。

针对案例诊断而言，便携式智能终端可以预先存储一个或多个故障案例，在每个故障案例中包括故障名称、一个或多个状态数据、故障排除方法。便携式智能终端可以根据用户输入的一个或多个状态数据查询到对应的故障案例，用户可以根据故障案例进行故障诊断与排除。进一步地，用户可以在便携式智能终端中输入一个或多个状态数据，便携式智能终端根据用户输入的一个或多个状态数据查询对应的一个或多个故障案例。例如，报警区中存在电压故障信息，用户可以在便携式智能终端中输入该电压故障信息，进而触发便携式智能终端查询与该电压故障信息相关的故障案例。

针对交互式诊断而言，便携式智能终端可以预先存储用于故障诊断的故障树和故障排除方法。在该故障树中，利用逻辑运算符关联一个或多个状态数据，通过关联不同的状态数据可以得到不同的路径，每条路径对应一个故障排除方法。逻辑运算符可以包括与、或、非等。用户可以在便携式智能终端中输入一个状态数据，便携式智能终端根据用户输入的状态数据查询故障树，确定与该状态数据存在逻辑关系的其他状态数据，即确定包含该状态数据的一条或多条路径，并根据每条路径中的各个状态数据的逻辑先后顺序，提示用户再次输入状态数据，用户根据提示再次输入状态数据，最终确定符合用户连续输入的一个或多个状态数据的条路径，进而确定该路径对应的故障排除方法。

远程协助：通过便携式智能终端与远程服务平台进行连接的方式，使用户可以查看储存于远程服务平台的特种车辆维护信息，以及使用户可以与远程服务平台端的远程维护人员进行语音、视频通信，来为用户提供故障诊断与排除方案。其中，储存于远程服务平台的特种车辆维护信息可以包括视频、图片和文字。通过视频、图像和文字为用户提供特种车辆故障诊断方式。

便携式智能终端可以通过第三代移动通信（3rd Generation，3G）、通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service，GPRS）等方式，实现与远程服务平台进行连接。

辅助诊断：便携式智能终端可以预先存储与特种车辆相关的操作指导数据来辅助用户进行故障诊断。该操作指导数据可以包括特种车辆电子手册、零部件三维模型、特种车辆历史故障数据等等。

便携式智能终端可以搭载安卓操作系统（Android），并且采用触控方便的电容屏来实现便携式智能终端与用户的交互操作。便携式智能终端还具备全球定位系统（GlobalPositioning System，GPS）定位功能，用于对便携式智能终端对应的特种车辆进行定位。

便携式智能终端可以将特种车辆的信息，特种车辆的状态数据、异常的状态数据的故障码和定位信息，通过3G和GPRS通信的方式发送到远程服务平台。其中特种车辆的信息可以包括特种车辆编码、使用特种车辆的用户、特种车辆的历史故障信息等。

远程服务平台可以根据便携式智能终端发送的特种车辆的状态数据和异常状态数据的故障码，对特种车辆进行辅助故障诊断。

远程服务平台可以采用浏览器/服务器模式（Browser/Server，B/S）。

远程服务平台可以包括后台管理系统和专家服务系统。

后台管理系统可以用于录入、编辑和生成故障案例、故障树以及健康状态评估规则，并将故障案例、故障树进行发布。便携式智能终端可以下载故障案例、故障树，并存储在便携式智能终端中，以便对特种车辆进行故障诊断。由于故障案例和故障树都涉及故障排除方法，且每个故障案例中包括故障名称、一个或多个状态数据、故障排除方法，所以故障案例与故障树可以共享故障排除方法。进一步地，根据便携式智能终端所发送的状态信息、故障码等信息还可以对故障案例、故障树进行改进。

后台管理系统还可以用于录入、编辑和生成故障码以及故障码对应的状态数据、以及状态数据偏离阈值范围的程度。以便便携式智能终端可以下载并存储该故障码以及故障码对应的状态数据、以及状态数据偏离阈值范围的程度。

专家服务系统可以针对特种车辆，实现远程数据监控、多模式故障诊断、健康状态评估、远程车辆监控等主要功能。

远程数据监控：专家服务系统在接收到便携式智能终端发送的状态数据和故障码后，可以将便携式智能终端所对应的特种车辆的状态数据和故障信息（异常的状态数据）进行显示，以便回放出特种车辆的状态。通过这样的方式来进行特种车辆的数据监控。进一步地，在进行远程数据监控时，还可以将特种车辆的状态数据和故障码进行存储。

多模式故障诊断：可以根据特种车辆的状态数据来确定故障案例。由远程维护人员在专家服务系统中输入的一个或多个状态数据，专家服务系统根据该一个或多个状态数据确定故障案例。还可以根据特种车辆的状态数据来确定故障排除方法。由远程维护人员根据专家服务系统的提示连续输入一个或多个状态数据，在故障树中找到对应的故障排除方法。基于故障案例和故障排除方法，可以在对特种车辆进行远程协助时，为使用便携式智能终端的用户提供故障诊断建议。

健康状态评估：专家服务系统在接收到便携式智能终端发送的状态数据后，可以根据接收到的状态数据对特种车辆进行健康状态评估，以得到特种车辆的健康状态分值。特种车辆的健康状态分值处于0分至100分之间，分值越高说明特种车辆越健康，存在的潜在故障越少。例如：特种车辆的健康状态分值为100分，则说明特种车辆状态健康且不存在潜在故障。具体而言，可以采用健康状态评估规则来计算特种车辆的监控状态分值。该健康状态评估规则可以是算法或计算机模型。例如：特种车辆的正常电压为36V，每升高1V则分值降低5%，当状态数据显示特种车辆的电压为38V时，电压较正常电压升高2V，分值应降低10%，则该特种车辆的健康状态分值为90分。

远程服务平台可以将特种车辆的健康状态分值发送至该特种车辆对应的便携式智能终端中，以便提示用户对特种车辆进行检修。

远程车辆监控：专家服务系统在接收到便携式智能终端发送的定位信息后，可以根据特种车辆的定位信息，在专家服务系统中实时显示特种车辆的位置，以便查询车辆运行轨迹。针对实时显示的特种车辆，还可以查看该特种车辆的信息，如：特种车辆编码、使用特种车辆的用户、特种车辆的历史故障信息等。

本发明的便携式智能终端能够用于单独用于特种车辆的故障诊断，也可以与远程服务平台进行交互，共同完成特种车辆的故障诊断。远程服务平台除了进行远程协助，还能对故障信息和车辆信息进行收集管理，监控特种车辆状态以及管理维护故障诊断知识库，如：故障案例、故障树等。通过该方式提高了故障诊断效率，并且该方式的自动化程度较高。

本发明利用采集到的数据形成特种车辆的状态数据，根据特种车辆的状态数据并基于案例诊断和交互式诊断的方式来确定特种车辆的故障。该方式提高了状态数据的利用率。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (9)

1.一种特种车辆故障诊断系统，其特征在于，所述系统包括一个或多个传感器、基础信息采集系统、便携式智能终端：

基础信息采集系统收集传感器所采集的特种车辆的数据，并通过对所述数据进行处理得到所述特种车辆的状态数据，以及将状态数据传送给与所述特种车辆对应的便携式智能终端；

便携式智能终端接收基础信息采集系统发送的状态数据，基于所述状态数据对特种车辆进行故障诊断；

所述便携式智能终端预先存储用于故障诊断的故障树和故障排除方法；其中，在所述故障树中，利用逻辑运算符关联一个或多个状态数据，通过关联不同的状态数据形成不同的路径，每条路径对应一个故障排除方法；

所述便携式智能终端根据用户输入的状态数据查询所述故障树，确定包含所述状态数据的一条或多条路径；

所述便携式智能终端根据每条路径中包含的各个状态数据的逻辑先后顺序，连续提示用户再次输入状态数据，以确定符合用户连续输入的一个或多个状态数据的路径所对应的故障排除方法。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括远程服务平台；

便携式智能终端接收基础信息采集系统发送的状态数据，得到异常状态数据的故障码；

所述便携式智能终端将所述特种车辆的状态数据和异常状态数据的故障码发送至远程服务平台；

所述远程服务平台根据接收到的所述状态数据和异常状态数据的故障码，对所述特种车辆进行辅助故障诊断。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基础信息采集系统包括信息采集单元、信息处理单元、信息整合单元与信息传递单元，其中：

所述信息采集单元用于收集各个传感器所采集的特种车辆的数据；

所述信息处理单元用于对所述信息采集单元收集的特种车辆的数据进行处理，以得到所述特种车辆的状态数据；

所述信息整合单元用于将所述状态数据的数据格式转换为适合在总线上传输的数据格式；

所述信息传递单元用于将所述转换格式后的状态数据通过总线发送至所述便携式智能终端。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述基础信息采集系统还包括信息控制单元；

所述信息控制单元用于控制所述信息传递单元采用特定的方式向所述便携式智能终端传送状态数据；其中，

所述特定的方式包括周期性地发送状态数据或根据接收到的状态数据请求来发送状态数据，其中，所述状态数据请求是便携式智能终端所发送的。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，便携式智能终端预先存储多个故障码，并且每个故障码对应状态数据、以及状态数据偏离阈值范围的程度。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：

便携式智能终端预先存储一个或多个故障案例；其中，每个故障案例中包括故障名称、一个或多个状态数据、故障排除方法；

便携式智能终端根据用户输入的一个或多个状态数据查询对应的一个或多个故障案例。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

便携式智能终端将特种车辆的定位信息发送至远程服务平台；

所述远程服务平台通过所述定位信息对所述特种车辆进行监控，以辅助对所述特种车辆的故障诊断。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：所述远程服务平台根据接收到的所述状态数据，对所述特种车辆进行健康状态评估并将健康状态分值反馈给所述特种车辆对应的便携式智能终端。

9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

所述远程服务平台可以包括后台管理系统；

所述后台管理系统用于录入、编辑和生成故障案例和故障树；

所述便携式智能终端下载并存储所述故障案例和故障树。