CN113935487A

CN113935487A - 可视化卫星故障诊断知识的生成方法、装置及系统

Info

Publication number: CN113935487A
Application number: CN202111570292.9A
Authority: CN
Inventors: 曾伟刚; 尚军杰; 朱亚帅; 杨军红; 刘浩; 陈振安; 林中杰; 郑强
Original assignee: Guangdong Guangdong Hong Kong Macao Dawan District Hard Science And Technology Innovation Research Institute
Current assignee: Guangdong Guangdong Hong Kong Macao Dawan District Hard Science And Technology Innovation Research Institute; Xi'an Zhongke Tianta Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2041-12-21
Also published as: CN113935487B

Abstract

本发明适用卫星测运控技术领域，提供了一种可视化卫星故障诊断知识的生成方法、装置及系统，该方法包括：监测用户针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入；响应所述图形化界面输入，提取相应的图形特征；根据所述图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与所述图形特征相应的知识表达式。由于通过可视化的图形化界面输入即可实现卫星故障诊断知识的生成，无需用户通晓编程语言，即可高效实现卫星故障诊断知识的可视化生成，大大降低了卫星故障诊断知识的生成门槛，提高了卫星故障诊断知识的生成效率。

Description

可视化卫星故障诊断知识的生成方法、装置及系统

技术领域

本发明属于卫星测运控技术领域，尤其涉及一种可视化卫星故障诊断知识的生成方法、系统。

背景技术

在故障诊断对象为卫星、设备等场景，针对诊断对象是否出现故障，需要在接收诊断对象发送的特征数据后，按照判断规则对特征数据进行判断。卫星诊断知识分为门限判断、状态判断、随时间变化判断等判断方式，建立单参数、多参数联立判断规则，根据规则生成知识表达式。由于卫星知识表达式带有计算机编程语言特征，语义逻辑包含IF、else、then、and、or、eq、not等，需要用户对编程知识有一定的了解。

然而，航天业务使用用户一般不具备编程经验，因此，如何高效生成卫星故障诊断知识显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视化卫星故障诊断知识的生成方法、系统及电子设备，旨在解决现有技术中无法高效生成卫星故障诊断知识的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种可视化卫星故障诊断知识的生成方法，包括：

监测用户针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入；

响应所述图形化界面输入，提取相应的图形特征；

根据所述图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与所述图形特征相应的知识表达式。

可选的，所述根据所述图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与所述图形特征相应的知识表达式的步骤包括：

在样本图形特征与知识表达式关联存储的知识模型中，进行所述图形特征和样本图形特征之间的比对，得到与所述图形特征匹配的样本图形特征；

根据匹配的所述样本图形特征得到所述图形特征索引的知识表达式。

可选的，所述根据所述图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与所述图形特征相应的知识表达式的步骤之后，所述方法还包括：

通过反复的图形化界面输入，进行各知识表达式的存储；

对所述知识表达式进行结构化，构建统一的知识模型。

可选的，所述对所述知识表达式进行结构化，构建统一的知识模型的步骤之后，所述方法还包括：

接收用户传输的卫星数据；

按照所述知识模型，批量生成所述卫星数据对应的图形数据。

获取不同卫星的参数数据并进行参数数据比对；

针对所述参数数据相同的卫星，进行卫星的知识同步。

接收卫星遥测数据；

对所述卫星遥测数据进行数据解析，获取所述卫星遥测数据中的遥测参数代号；

根据所述遥测参数代号在所述知识模型中进行卫星故障判断。

可选的，所述根据所述遥测参数代号进行卫星故障判断的步骤包括：

根据所述遥测参数代号查找相应的遥测参数；

判断所述遥测参数是否满足所述知识模型中各故障规则的判断条件，若为是，则

判定所述卫星遥测数据对应的卫星出现故障。

第二方面，本发明还提供了一种可视化卫星故障诊断知识的生成装置，包括：

输入监测模块，用于监测用户针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入；

图形特征提取模块，用于响应所述图形化界面输入，提取相应的图形特征；

知识表达式生成模块，用于根据所述图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与所述图形特征相应的知识表达式。

第三方面，本发明还提供了一种卫星故障诊断系统，包括相互通讯连接的人机交互单元、知识管理单元和知识生成单元，其中：

人机交互单元，用于向用户提供知识检索、图形化操作、知识导入、知识新增、知识编辑及知识启用/禁用等功能；

知识管理单元，用于实现数据加载、知识更新、知识批量导入、知识同步、知识存储和知识发布功能；

知识生成单元，用于接收用户的图形化界面输入产生知识表达式，并进行结构化数据加工后构建统一的知识模型，包括知识基本信息、表达式信息、故障推理信息等。

第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：

处理器；以及

与所述处理器通讯连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可读性指令，所述可读性指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

第五方面，本发明提供了一种计算机可读性存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时实现如第一方面的方法。

本发明提供的可视化卫星故障诊断知识的生成方法及系统、电子设备中，由于通过可视化的图形化界面输入即可实现卫星故障诊断知识的生成，无需用户通晓编程语言，即可高效实现卫星故障诊断知识的可视化生成，大大降低了卫星故障诊断知识的生成门槛，提高了卫星故障诊断知识的生成效率。

附图说明

图1是根据实施例一示出的一种可视化卫星故障诊断知识的生成方法的实现流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的可视化卫星故障诊断知识生成的流程示意图。

图3是根据实施例二示出的一种可视化卫星故障诊断知识的生成装置的框图。

图4是根据实施例三示出的一种卫星故障诊断系统的框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1是实施例一示出的可视化卫星故障诊断知识的生成方法的实现流程图。实施例一示出的可视化卫星故障诊断知识的生成方法适用于电子设备中，电子设备中设置有处理器，在监测到针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入后，即可根据提取其图形特征，并在预先构建的知识模型中进行索引，生成相应的知识表达式，实现卫星故障诊断知识的高效、可视化生成。

步骤S110，监测用户针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入。

步骤S120，响应图形化界面输入，提取相应的图形特征。

步骤S130，根据图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与图形特征相应的知识表达式。

由于卫星故障判断是一件比较复杂的事情，对于卫星故障判断通常是接收卫星遥测数据，根据故障判断规则来对遥测值进行判断，识别和发现卫星故障。故障判断规则一般是根据专家或卫星方提供的诊断知识库来表达，诊断知识由卫星标识、卫星分系统、卫星器部件、对应遥测参数（单参数或多参数）联立判断，联立判断又覆盖了很多种复杂情况，如参数之间的逻辑关系、参数与遥测值之间的运算关系，多参数的分支、循环情况等，这对用户提出了较高的要求。

本发明将故障判断知识进行图形化设计，通过计算和规则引擎来建立图形和知识结构之间的关联关系，将用户输入转化成诊断机能识别的知识表达式语言。

在知识模型中，各图形特征均设置有对应的知识表达式。因此，在监测到用户针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入，从用户输入的图形界面中提取界面操作的图形特征，进而根据该图形特征在知识模型中查找该图形特征对应的知识表达式，并根据各图形化界面输入及相互之间的关联关系，生成相应的知识表达式。

具体的，知识模型中，关联存储有样本图形特征与知识表达式，根据图形特征将图形特征和知识模型中的样本图形特征进行比对，查找与图形特征匹配的样本图形特征，进而根据匹配的样本图形特征得到图形特征索引的知识表达式。

例如，图2是根据一示例性实施例示出的可视化卫星故障诊断知识生成的流程示意图。如图2所示，通过反复的图形化界面输入，进行各知识表达式的存储；并对知识表达式进行结构化数据加工后，构建统一的知识模型。

例如，知识表达式如下：

if TMS1243_B0P53098<0:

level=warn

message=功率驱动模块1指令队列计数超限-TMS1243_B0P530超下限

explain=功率驱动模块1指令队列计数超限-TMS1243_B0P530超下限

solution=null

event=

launch=

failureplan=

if TMS1243_B0P53098>15:

level=warn

message=功率驱动模块1指令队列计数超限-TMS1243_B0P530超上限

explain=功率驱动模块1指令队列计数超限-TMS1243_B0P530超上限

solution=null

event=

launch=

failureplan=

通过如上所述的可视化卫星故障诊断知识生成方法，无需用户通晓编程语言，即可高效实现卫星故障诊断知识的可视化生成，大大降低了卫星故障诊断知识的生成门槛，提高了卫星故障诊断知识的生成效率。

在构建统一的知识模型后，可根据该知识模型，批量生成卫星的知识数据。由于知识模型中，模型数据以结构化的方式进行定义，因此，在接收用户传输的卫星数据后，按照知识模型，批量生成所述卫星模型数据对应的图形数据。

例如，可提供excel模板，让用户根据excel模板批量录入和编辑卫星方提供的预案知识，一个卫星一个excel模板，通过导入excel模板中的卫星数据，可以批量创建知识，在excel导入过程中，根据图形计算引擎，自动生成图形数据，如果知识需要修正，用户可以在知识列表中采用图形化方式进行再次编辑及修正，大大提高知识生成和知识管理的便利性和效率。

另外，针对型号、参数均相同的卫星，还可以实现知识同步。

具体的，获取不同卫星的参数数据并进行参数数据比对，针对所述参数数据相同的卫星，进行卫星的知识同步，从而针对相同型号、相同参数的卫星实现知识的快速建立，大大提高了知识生成的效率。

在构建统一的知识模型后，还可根据该知识模型，对卫星进行故障诊断。

具体的，接收卫星遥测数据后，对卫星遥测数据进行数据解析，获取卫星遥测数据中的遥测参数代号；然后根据遥测参数代号在知识模型中进行卫星故障判断。

由于根据遥测参数代号代表着相应的遥测参数，因此，根据遥测参数代号查找相应的遥测参数；并判断遥测参数是否满足知识模型中各故障规则的判断条件，若为是，则判定卫星遥测数据对应的卫星出现故障；若为否，则表示该卫星运行正常。

由于知识模型中各诊断知识是描述判断规则的，如大于、等于、小于，多个判断条件之间是与、或、非等，根据判断关系和规则进行遥测值判断，当判断条件被击中时，即产生异常，系统会根据知识的故障数据报出故障等级、故障名称、故障描述、故障预案、处置作业、评估事件、故障卫星、所属分系统、器部件等报警内容，向用户实时输出，以便用户对故障进行关注和操作。

实施例二：

图3是实施例二示出的可视化卫星故障诊断知识的生成装置的框图。该系统可执行上述任一所示的可视化卫星故障诊断知识的生成方法的全部或者部分步骤。该系统包括：

输入监测模块10，用于监测用户针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入；

图形特征提取模块20，用于响应图形化界面输入，提取相应的图形特征；

知识表达式生成模块30，用于根据图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与图形特征相应的知识表达式。

实施例三：

图4是实施例三示出的卫星故障诊断系统的框图。如图4所示，本发明实施例三提供的一种卫星故障诊断系统包括相互通讯连接的人机交互单元、知识管理单元和知识生成单元，其中：

知识管理单元，用于实现数据加载、知识更新、知识批量导入、知识同步、知识存储、知识发布和对同型号同参数卫星进行知识快速建立等功能；

具体的，知识检索提供与数据库交互，按照用户输入条件，包含卫星名称、知识名称、遥测参数、分系统及器部件等，对已有的知识进行筛选和过滤。

图形化操作向用户提供图形化知识操作，分为开始事件、判断事件及结束事件节点，用户通过拖拽的和属性设置输入的方式完成知识表达，通过节点连线完成节点之间的逻辑关系表达，通过计算定位各图形节点的位置，整个图形计算完成后，会产生用于描述图形形状、关系及位置的数据，以便知识查看时可以根据数据进行页面渲染。

知识查看：用户进入知识库列表界面，显示卫星的所有知识条目，点击一条知识条目，根据知识ID从数据库关联获取知识的信息数据，包含知识基本信息、知识图形信息、知识表达式、故障信息、判断信息等数据，向用户进行图形化显示。

知识新增：输入卫星、卫星分系统、卫星器部件等知识分类，以及知识名称、知识描述等基本信息，将输入的数据保存至数据库，以便用户进行检索。

知识编辑：分为对知识基本信息编辑和图形化编辑。基本信息编辑是对新增的知识基本信息进行数据库更新。图形化编辑是从数据库加载图形数据，将图形数据通过图形计算引擎翻转成图形，也可以通过图形界面进行新的图形建立，图形即是知识编辑的界面。对知识编辑后将知识的信息保存至数据库中。

知识启用/禁用：可以设置该条知识是否开启用来进行故障诊断，如果设为开启则推理机可以根据该条知识进行卫星故障诊断，如果设为禁用则该条知识不生效，不能用于诊断。

知识复制：向用户提供对典型卫星的获取，典型卫星即是源卫星，选择某个源卫星和将要复制的目标卫星，点击确定，可以将源卫星的知识数据同步给目标卫星，实现快速根据同平台同型号的卫星进行知识建立。

知识导入：建立统一知识模型，将模型以结构化的方式进行定义，提供excel模板，让用户根据excel模板批量录入和编辑卫星方提供的预案知识，一个卫星一个excel模型，通过导入可以批量创建知识，在excel导入过程中，根据图形计算引擎，自动生成图形数据，如果知识需要修正，用户可以在知识列表中采用图形化方式进行再次编辑及修正。

需要说明的是，知识生成单元可实现多种知识生成方式，例如图形化知识生成方式、知识复制、知识批量导入、知识同步等，但无论何种知识生成方式，均会生成统一的知识模型，将知识模型保存到数据库，以便诊断机进行加载。

实施例四：

本发明实施例四提供了一种电子设备，该电子设备可执行上述任一所示的可视化卫星故障诊断知识的生成方法的全部或者部分步骤。该电子设备包括：

处理器；以及

与处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述任一示例性实施例所述的方法，此处将不做详细阐述说明。

在本实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，例如可以为包括指令的临时性和非临时性计算机可读存储介质。该存储介质例如包括指令的存储器，上述指令可由服务器系统的处理器执行以完成上述可视化卫星故障诊断知识的生成方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可视化卫星故障诊断知识的生成方法，其特征在于，所述方法包括：

监测用户针对卫星故障诊断系统的图形化界面输入；

响应所述图形化界面输入，提取相应的图形特征；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与所述图形特征相应的知识表达式的步骤包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图形特征在预先构建的知识模型中进行索引，生成与所述图形特征相应的知识表达式的步骤之后，所述方法还包括：

通过反复的图形化界面输入，进行各知识表达式的存储；

对所述知识表达式进行结构化，构建统一的知识模型。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述知识表达式进行结构化，构建统一的知识模型的步骤之后，所述方法还包括：

接收用户传输的卫星数据；

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述知识表达式进行结构化，构建统一的知识模型的步骤之后，所述方法还包括：

获取不同卫星的参数数据并进行参数数据比对；

针对所述参数数据相同的卫星，进行卫星的知识同步。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述知识表达式进行结构化，构建统一的知识模型的步骤之后，所述方法还包括：

接收卫星遥测数据；

7.一种可视化卫星故障诊断知识的生成装置，其特征在于，所述生成装置包括：

8.一种卫星故障诊断系统，其特征在于，所述系统包括相互通讯连接的人机交互单元、知识管理单元和知识生成单元，其中：

人机交互单元，采用如权利要求1-6任一项所述的方法，用于向用户提供知识检索、图形化操作、知识导入、知识新增、知识编辑及知识启用/禁用等功能；

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器；以及

与所述处理器通讯连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可读性指令，所述可读性指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。

10.一种计算机可读性存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。