CN108596341A - 一种基于专家系统的故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于专家系统的故障诊断方法，涉及通信设备远程监视领域中设备故障诊断方面的技术。主要通过设计一种可编辑的故障诊断模型，来实现针对不同通信设备的自动故障诊断，从而及时的解决通信设备在运行过程中的各种问题。本发明可应用于设备具有远程监视功能的通信系统中，具有可扩展性强、适用范围广、易于管理、维护等特点，能够实时检测系统运行过程中出现的故障，同时达到提高通信系统可靠性的目的。特别适用于较为复杂的通信系统远程监视场景中。

Description

一种基于专家系统的故障诊断方法
技术领域
本发明涉及通信设备远程监视领域，尤其关注在具备远程监视功能的卫星通信系统中，对通信设备的故障诊断技术，具体涉及在远程监视平台上，对通信设备的故障智能诊断问题。
背景技术
伴随着世界经济的飞速发展，我们与世界各地的联系变的更加密切，通信技术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻地改变了人类的生活方式和社会面貌；在科学技术突飞猛进的时代，电子通信已经是我们必不可少的通信工具，随着工业化与信息化的融合不断加快，各通信系统也越来越庞大、越来越复杂，但同时也对系统的可靠性提出了很高的要求，如何保证系统的稳定可靠是摆在通信企业面前的一大难题。
电子产品都不可避免的存在一定的失效率，如果在系统出现异常时能够及时发现问题、快速定位故障点，就能为工程师解决故障争取宝贵的时间，把故障造成的影响降到最低，同时提高了系统的可维修度。
由于通信系统要适应很多种不同的工作模式和编解码方式，往往需要上百种不同设备的协同工作，而且后续还要不断的添加新的设备，每种设备都有各自的特性并可能出现不同的异常，这就给系统的维护工作带来很大的困难，对维护人员的知识水平要求也越来越高。因此，设计一套可代替维护人员实时诊断系统异常、并可针对不同设备采用不同诊断方法的系统显得尤其重要。
发明内容
本发明为了解决对通信设备的故障智能诊断，提出了一种基于专家系统的故障诊断方法。
本发明的技术方案为：
一种基于专家系统的故障诊断方法，是通过实时获取设备状态，灵活的判断相应关键字段来实现故障诊断的，其特征在于具有包括以下步骤：
A、将所有设备按功能分为若干系统，每个系统对应唯一的系统编号；每个系统内按设备型号进行分类，每个型号对应一个设备类别编号；相同型号的多台设备具有不同的设备编号；设备内的多个状态参数都具备相应的参数编号；
B、根据不同的设备和配置组合成多个工作模式，对工作模式进行编号，每种工作模式对应唯一的工作模式编号；
C、为每类设备编辑保证其可正常运行的规则，规则由设备的多个状态参数组成，各参数间关系可为“与”、“或”；一个规则可由多个子规则和参数组合而成，各子规则和参数间关系可为“与”、“或”；此规则命名为日常规则，每个规则具有唯一的规则编号；
D、针对不同的工作模式，为每个设备编辑保证其在该模式下可正常运行的规则，规则由设备的多个状态参数组成，各参数间关系可为“与”、“或”；一个规则可由多个子规则和参数组合而成，各子规则和参数间关系可为“与”、“或”；此规则命名为“工作规则”，每个规则具有唯一的规则编号；
E、制定工作规则与工作模式的对应关系，生成工作模式与工作规则的对应表；一个工作模式可对应多个工作规则，一个工作规则也可对应多个工作模式。
F、系统从各设备实时获取状态参数信息，同时根据设备编号与日常规则中的规则比对；当某项工作开始执行时，系统自动提取与之相关联的工作规则进行比对，当工作执行结束后则自动停止比对；
G、若有规则命中则进行声、光告警提示；可设置连续几次命中才进行提示，对命中的规则可设置取消报警或规定时间内不再报警；
完成不同运行状态下的故障诊断并提示。
其中，步骤A中，对设备及参数进行唯一编号，具体为：“系统编号+设备类别编号”可标识唯一的一种设备；“系统编号+设备类别编号+设备编号”可标识唯一的一个设备；“系统编号+设备类别编号+设备编号+参数编号”可标识唯一的一个参数。
其中，步骤B中，工作模式编号中应体现出工作类型、此工作对应的客户及此工作的重要程度，具体为：工作模式编号＝工作类型编号+用户编号+重要级别+序号。
其中，步骤C、步骤D中，一个规则可以由多个规则嵌套组成，为避免进行嵌套死循环，每个规则在同一分枝中只能出现一次。
其中，步骤C、步骤D中，为保证规则的灵活组合，把规则分为设备级规则、链路级规则和系统级规则三种，具体为：链路级规则＝设备级规则+参数，系统级规则＝链路级规则+设备级规则+参数。
其中，步骤C、步骤D中，规则编号可区分日常规则和工作规则，也可标识规则的级别和链路或系统的种类，具体为：规则编号＝规则类型编号+规则级别编号+链路或系统编号+序号。
其中，步骤E中，每种工作模式可设置多组执行的开始时间和结束时间，所有时间段对应的规则一致。
其中，步骤F中，日常规则判断贯穿系统运行的整个周期，工作规则的判断只在相应工作进行时有效；日常规则是面向所有设备进行的最基本的，判断设备能否正常运行的规则，工作规则是只面向与本次工作相关的设备，保证本次工作能顺利进行的有明确目的的规则。
其中，步骤F中，可以同时对多个工作模式的规则进行比对，各工作模式互不影响，各自独立。
其中，步骤G中，在日常规则中可对某一设备设置维护模式，避免因设备维护或已知故障的情况下频繁报警。
本发明与现有技术相比，所取得的有益效果为：
在具有远程监视功能的通信系统中采用基于专家系统的故障诊断方法，能够根据不同设备的不同特性，实现对设备故障的智能诊断。该方法能够有针对性的检测设备状态，快速定位故障，同时达到提高系统可靠性的目的。
附图说明
图1是本发明的应用场景示意图；
图2是规则结构示意图；
图3是工作模式与规则对应关系示意图。
具体实施方式
为了实现本发明，提供了在通信系统平台上，进行远程监视的应用场景，其中包括计算机和被监控设备。其中：计算机与被监控设备之间通过串口或网口相连。
以下结合附图对本发明做进一步说明。
本发明示意了一种基于专家系统的故障诊断方法，采用分类编码、预置规则、智能判断等技术。被监控设备负责向计算机发送本机状态信息；计算机负责处理被监控设备的状态信息，根据预置的规则进行智能故障诊断。
一种基于专家系统的故障诊断方法，是通过实时获取设备状态，灵活的判断相应关键字段来实现故障诊断的，具有包括以下步骤：
A、将所有设备按功能分为若干系统，每个系统对应唯一的系统编号；每个系统内按设备型号进行分类，每个型号对应一个设备类别编号；相同型号的多台设备具有不同的设备编号；设备内的多个状态参数都具备相应的参数编号；
步骤A中，对设备及参数进行唯一编号，具体为：“系统编号+设备类别编号”可标识唯一的一种设备；“系统编号+设备类别编号+设备编号”可标识唯一的一个设备；“系统编号+设备类别编号+设备编号+参数编号”可标识唯一的一个参数。
B、根据不同的设备和配置组合成多个工作模式，对工作模式进行编号，每种工作模式对应唯一的工作模式编号；
步骤B中，工作模式编号中应体现出工作类型、此工作对应的客户及此工作的重要程度，具体为：工作模式编号＝工作类型编号+用户编号+重要级别+序号。
C、为每类设备编辑保证其可正常运行的规则，规则由设备的多个状态参数组成，各参数间关系可为“与”、“或”；一个规则可由多个子规则和参数组合而成，各子规则和参数间关系可为“与”、“或”；此规则命名为日常规则，每个规则具有唯一的规则编号；
D、针对不同的工作模式，为每个设备编辑保证其在该模式下可正常运行的规则，规则由设备的多个状态参数组成，各参数间关系可为“与”、“或”；一个规则可由多个子规则和参数组合而成，各子规则和参数间关系可为“与”、“或”；此规则命名为“工作规则”，每个规则具有唯一的规则编号；
步骤C、步骤D中，一个规则可以由多个规则嵌套组成，为避免进行嵌套死循环，每个规则在同一分枝中只能出现一次。
步骤C和步骤D中，为保证规则的灵活组合，把规则分为设备级规则、链路级规则和系统级规则三种，具体为：链路级规则＝设备级规则+参数，系统级规则＝链路级规则+设备级规则+参数。
如图2所示：“系统1故障判断规则”下有四个参数子项(两个链路规则、一个设备规则和一个参数)，四个子项之间的关系为“与”；子项“链路1故障判断规则”下有四个子项，四个子项之间的关系为“或”；子项“设备1故障判断规则”下有四个子项，四个子项之间的关系为“与”。其中系统1故障判断规则为系统级规则，链路1故障判断规则为链路级规则，设备1故障判断规则为设备级规则。
步骤C、步骤D中，规则编号可区分日常规则和工作规则，也可标识规则的级别和链路或系统的种类，具体为：规则编号＝规则类型编号+规则级别编号+链路或系统编号+序号。
工作规则与日常规则结构相似，但日常规则关注点在设备是否能正常运行，工作规则关注点在设备是否能满足某具体工作模式的要求。
E、制定工作规则与工作模式的对应关系，生成工作模式与工作规则的对应表；一个工作模式可对应多个工作规则，一个工作规则也可对应多个工作模式。每种工作模式可设置多组执行的开始时间和结束时间，所有时间段对应的规则一致。
如图3所示：工作模式一分别关联了工作规则1、工作规则3、工作规则4和工作规则6，而工作规则3又同时被工作模式一和工作模式二关联；每一个工作模式对应一组运行时间表。
F、系统从各设备实时获取状态参数信息，同时根据设备编号与日常规则中的规则比对；当某项工作开始执行时，系统自动提取与之相关联的工作规则进行比对，当工作执行结束后则自动停止比对；
其中，日常规则判断贯穿系统运行的整个周期，工作规则的判断只在相应工作进行时有效；日常规则是面向所有设备进行的最基本的，判断设备能否正常运行的规则，工作规则是只面向与本次工作相关的设备，保证本次工作能顺利进行的有明确目的的规则；
步骤F中，可以同时对多个工作模式的规则进行比对，各工作模式互不影响，各自独立；
G、若有规则命中则进行声、光告警提示；可设置连续几次命中才进行提示，对命中的规则可设置取消报警或规定时间内不再报警；
在日常规则中可对某一设备设置维护模式，避免因设备维护或已知故障的情况下频繁报警。
完成不同运行状态下的故障诊断并提示。
本发明的上述各实施例，独创了基于专家系统的故障诊断方法，尤其该实施例用于复杂设备组成的通信系统中，能够实现针对不同设备的不同情况智能诊断设备故障，及时有效的发现系统中存在的异常情况，同时达到提高系统可靠性的目的。
本领域的普通技术人员可以理解：实现一种基于专家系统的故障诊断方法可以通过程序指令相关的硬件或软件来完成，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。
最后应该说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可对前述实施例的技术方案进行修改，或对其他部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于专家系统的故障诊断方法，是通过实时获取设备状态，灵活的判断相应关键字段来实现故障诊断的，其特征在于具有包括以下步骤：
A、将所有设备按功能分为若干系统，每个系统对应唯一的系统编号；每个系统内按设备型号进行分类，每个设备型号对应一个设备类别编号；相同型号的多台设备具有不同的设备编号；设备内的多个状态参数都具备相应的参数编号；
B、根据不同的设备和配置组合成多个工作模式，对工作模式进行编号，每种工作模式对应唯一的工作模式编号；
C、为每类设备编辑保证其可正常运行的规则，规则由设备的多个状态参数组成，各参数间关系为“与”、“或”；一个规则由多个子规则和参数组合而成，各子规则和参数间关系为“与”、“或”；将此规则命名为“日常规则”，每个日常规则具有唯一的规则编号；
D、针对不同的工作模式，为每个设备编辑保证其在该模式下可正常运行的规则，规则由设备的多个状态参数组成，各参数间关系为“与”、“或”；一个规则由多个子规则和参数组合而成，各子规则和参数间关系为“与”、“或”；此规则命名为“工作规则”，每个工作规则具有唯一的规则编号；
E、制定工作规则与工作模式的对应关系，生成工作模式与工作规则的对应表；
F、系统开始正常运行时，从各设备实时获取状态参数信息，同时根据设备编号与日常规则中的规则比对，比对完成后，若有规则命中则进行声、光告警提示；当某项工作开始执行时，系统从各设备实时获取状态参数信息，同时自动提取与之相关联的工作规则进行比对，当工作执行结束后则自动停止比对，比对完成后，若有规则命中则进行声、光告警提示；其中设置连续设定次数命中才进行提示，提示后对命中的规则设置取消报警或规定时间内不再报警。
完成不同运行状态下的故障诊断。
2.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤A中，编号规则具体为：“系统编号+设备类别编号”标识唯一的一种设备；“系统编号+设备类别编号+设备编号”标识唯一的一个设备；“系统编号+设备类别编号+设备编号+参数编号”标识唯一的一个参数。
3.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤B中，工作模式编号中包括工作类型编号、此工作对应的客户编号及此工作的重要程度，具体为：工作模式编号＝工作类型编号+用户编号+重要级别+序号。
4.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤C、步骤D中，一个规则由多个规则嵌套组成，组成多个分支，每个规则在同一分枝中只出现一次。
5.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤C、步骤D中，日常规则和工作规则分为设备级规则、链路级规则和系统级规则三种，具体为：链路级规则＝设备级规则+状态参数，系统级规则＝链路级规则+设备级规则+状态参数。
6.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤C、步骤D中，日常规则和工作规则的编号具体为：规则编号＝规则类型编号+规则级别编号+链路或系统编号+序号。
7.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤E中，一个工作模式可对应多个工作规则，一个工作规则也可对应多个工作模式；每种工作模式可设置多组执行的开始时间和结束时间，所有时间段对应的规则一致。
8.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤F中，可同时对多个工作模式的规则进行比对，各工作模式互不影响，各自独立。
9.根据权利要求1所述的基于专家系统的故障诊断方法，其特征在于：步骤G中，系统开始正常运行时，若设备处于维护状态，则与日常规则进行比对时只进行一次声光告警提示。
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