JP2856081B2 - Failure diagnosis system - Google Patents

Failure diagnosis system

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JP2856081B2
JP2856081B2 JP26541894A JP26541894A JP2856081B2 JP 2856081 B2 JP2856081 B2 JP 2856081B2 JP 26541894 A JP26541894 A JP 26541894A JP 26541894 A JP26541894 A JP 26541894A JP 2856081 B2 JP2856081 B2 JP 2856081B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、装置やプラント等を
含む系統の故障部位の特定に利用される故障診断システ
ムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a failure diagnosis system used for specifying a failure site in a system including a device, a plant, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、これら電力系統はますます複雑大
規模化しており、故障発生後の早期復旧が重要な課題と
なっている。このため、停電故障後の故障区間判定が必
要となるが、この診断手法として従来から兆候に基づく
手法が多く用いられてきた。これは、専門知識や経験等
の知識ベースの構築をその前提とするもので、電力系統
の大規模複雑化の中でその作成が一層困難となってい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, these electric power systems have become increasingly complex and large-scale, and early restoration after a failure has occurred is an important issue. For this reason, it is necessary to determine a failure section after a power failure, and as a diagnostic method, a method based on a sign has been conventionally used in many cases. This is based on the premise that a knowledge base such as specialized knowledge and experience is constructed, and it is more difficult to create such a database in a large-scale power system.

【0003】この解決策として、例えば、電気学会論文
誌B、平成2年4月号P.258〜266に、モデルに
基づく新たな診断手法が提案されている。これは、診断
対象系統がもつ機能を各構成要素の離散的な状態とその
遷移という形でモデル化し、このモデルに基づく診断を
行うもので、以下の利点を有する。即ち、 (1)診断アルゴリズムは特定の対象に依存しないの
で、診断対象系統の構造や機能のモデルを作成するだけ
で故障診断システムが作成できる。 (2)診断の正しさはモデルだけで決まるので、モデル
を検査するだけで故障診断システムそのものを検証する
ことができる。 (3)モデルの精度を向上させることにより、診断能力
もそれに応じて向上させることができる。
As a solution to this problem, for example, see IEEJ Transactions on Papers B, April 1990, p. 258-266 propose a new diagnostic method based on a model. This models the function of the system to be diagnosed in the form of discrete states of each component and its transition, and performs diagnosis based on this model, and has the following advantages. (1) Since the diagnosis algorithm does not depend on a specific object, a fault diagnosis system can be created only by creating a model of the structure or function of the system to be diagnosed. (2) Since the correctness of the diagnosis is determined only by the model, the failure diagnosis system itself can be verified only by inspecting the model. (3) By improving the accuracy of the model, the diagnostic ability can be correspondingly improved.

【0004】具体的には、系統から得られた観測情報か
ら故障の仮説を生成し、これをシミュレーションで検証
するという方式で診断を行う。シミュレーションは、診
断対象系統をモデル化した遷移ネットワークの各遷移を
順次実行するもので、受容された仮説を故障要因として
出力する。
[0004] More specifically, diagnosis is performed by generating a hypothesis of a fault from observation information obtained from the system and verifying the hypothesis by simulation. The simulation sequentially executes each transition of a transition network that models a system to be diagnosed, and outputs an accepted hypothesis as a failure factor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のモデルに基づく
故障診断システムは以上のように構成され、系統から得
られる故障発生前の観測情報と故障発生後(故障現象完
了後)の観測情報とをその入力データとして診断処理を
行うものであった。このため、仮説生成の過程およびシ
ミュレーションによる検証過程におけるその処理対象範
囲が広く、診断精度上で不利となる場合があり、処理時
間も長大となる傾向があった。
The fault diagnosis system based on the conventional model is configured as described above, and obtains the observation information before the occurrence of the failure and the observation information after the occurrence of the failure (after the completion of the failure phenomenon) obtained from the system. Diagnosis processing is performed as the input data. For this reason, the processing range in the hypothesis generation process and the simulation verification process is wide, which may be disadvantageous in terms of diagnostic accuracy, and the processing time tends to be long.

【0006】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、診断精度の向上と処理時間の短
縮とが可能となる故障診断システムを得ることを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a failure diagnosis system capable of improving diagnosis accuracy and reducing processing time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る故障診断
システムは、診断対象となる系統を構成する要素毎に、
当該要素がとり得ると想定される複数の状態の集合と上
記各状態間の状態変化を示す遷移の集合と上記各遷移が
起きるために必要な条件を記述し要素の状態変化の因果
関係を表現する遷移条件の集合とからなる遷移ネットワ
ークを備え、上記系統から得られる故障発生前の観測情
報を入力し、これに該当する状態を初期状態として上記
各遷移ネットワークの状態集合から抽出する手段、上記
系統から得られる故障発生後の観測情報を入力し、これ
に該当する状態を最終状態として上記遷移ネットワーク
の状態集合から抽出する手段、上記故障発生前と故障発
生後との中間であって、少なくとも一部の要素で異常が
認められる所定の時間断面に得られた観測情報を入力
し、これに該当する状態を異常検知状態として上記各遷
移ネットワークの状態集合から抽出する手段、上記抽出
された異常検知状態から出発して上記遷移、遷移条件お
よび状態を順次後向き(上記因果と逆の向き)にたどり
上記抽出された初期状態を限度に到達できる範囲を検索
する手段、上記検索された範囲に属する遷移の中で、外
部からの設定がなければ発生しない遷移を外乱仮説遷移
として抽出する手段、上記抽出された外乱仮説遷移毎
に、当該外乱仮説遷移から出発して上記遷移、遷移条件
および状態を順次前向き(上記因果の向き)にたどり、
上記観測情報が得られた全ての要素で上記異常検知状態
を経由し上記最終状態に到達し得るか否かを検証する手
段、および上記検証で到達し得た場合の外乱仮説遷移を
故障要因として出力する手段、を備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a failure diagnosis system for each element constituting a system to be diagnosed.
Describes the set of multiple states assumed to be possible for the element, the set of transitions indicating the state change between each of the above states, and the conditions necessary for each of the above transitions to express the causal relationship of the state change of the element A transition network comprising a set of transition conditions to be performed, inputting observation information before the occurrence of a fault obtained from the system, and extracting a corresponding state as an initial state from the state set of each transition network, A means for inputting observation information after the occurrence of a fault obtained from the system and extracting the corresponding state from the state set of the transition network as a final state, which is intermediate between the before and after the fault, at least Input the observation information obtained at a predetermined time slice where an abnormality is recognized in some elements, and set the corresponding state as the abnormality detection state, Means for extracting from the set, starting from the extracted abnormality detection state, sequentially tracing the transitions, transition conditions, and states backward (in a direction opposite to the causal direction) to determine a range within which the extracted initial state can reach the limit. Means for searching, means for extracting as a disturbance hypothesis transition a transition which does not occur unless set from outside, among transitions belonging to the searched range, for each of the extracted disturbance hypothesis transitions, Starting, the transition, the transition condition, and the state are sequentially followed in a forward direction (the causal direction),
Means for verifying whether or not the final state can be reached via the abnormality detection state with all the elements from which the observation information has been obtained, and a disturbance hypothesis transition when the verification information can be reached as a failure factor Output means.

【0008】また、請求項2に係る故障診断システム
は、請求項1において、遷移ネットワークの状態の集合
の内、各要素毎に異常検知状態または最終状態として抽
出され得るものを予め選定しておき、これら状態の抽出
手段での抽出は、上記選定された状態の範囲内で行うよ
うにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a failure diagnosis system according to the first aspect, wherein a set of states of a transition network that can be extracted as an abnormality detection state or a final state for each element is selected in advance. The extraction of these states by the extracting means is performed within the range of the selected state.

【0009】また、請求項3に係る故障診断システム
は、請求項1または2において、遷移ネットワークの遷
移の集合の内、各要素毎にその発生に外部からの設定が
必要なものを予め選定しておき、検索手段で検索された
範囲の中の上記選定された遷移を外乱仮説遷移として抽
出するようにしたものである。
A fault diagnosis system according to a third aspect of the present invention provides a fault diagnosis system according to the first or second aspect, in which a set of transitions of the transition network which requires an external setting for generation of each element is selected in advance. In addition, the selected transition in the range searched by the search means is extracted as a disturbance hypothesis transition.

【0010】また、請求項4に係る故障診断システム
は、請求項1ないし3のいずれかにおいて、検証手段
は、抽出された外乱仮説遷移毎に、当該外乱仮説遷移か
ら出発して上記遷移、遷移条件および状態を順次前向き
(上記因果の向き)にたどり要素の現在状態を順次変化
させるシミュレーションを行う手段と、上記シミュレー
ションの過程で現在状態となり得る状態の集合を求める
手段と、上記現在状態となり得る状態の集合と中間の時
間断面での異常検知状態ならびに最終状態とを比較し観
測情報が得られた全ての要素でその中間の時間断面での
異常検知状態を経由して最終状態に到達し得るか否かを
判断する手段とからなるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fault diagnosis system according to any one of the first to third aspects, the verification means is configured such that, for each extracted disturbance hypothesis transition, starting from the disturbance hypothesis transition, Means for performing a simulation for sequentially changing conditions and states in a forward direction (the direction of the above-mentioned causal factors) to sequentially change the current state of the element; means for obtaining a set of states that can be the current state in the course of the simulation; The set of states is compared with the anomaly detection state at the intermediate time section and the final state, and all elements for which observation information is obtained can reach the final state via the anomaly detection state at the intermediate time section. Means for judging whether or not it is the case.

【0011】また、請求項5に係る故障診断システム
は、請求項4において、シミュレーションの過程で、セ
ンサに係る要素が動作すべきであるのに動作していない
ために、そのセンサを故障と仮定する以外に最終状態と
の不一致を解消できない場合に、当該センサにセンサ故
障状態の仮説設定を行う手段を備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the failure diagnosis system according to the fourth aspect, in the course of the simulation, since the element related to the sensor should be operating but not operating, the sensor is assumed to be malfunctioning. If the inconsistency with the final state cannot be resolved except by performing the above, the sensor is provided with a means for setting a hypothesis of the sensor failure state.

【0012】また、請求項6に係る故障診断システム
は、請求項1ないし5のいずれかにおいて、抽出された
異常検知状態が複数存在する場合、上記各異常検知状態
を基に抽出された外乱仮説遷移の集合を求め、これら各
異常検知状態毎の外乱仮説遷移の集合の積から求まる外
乱仮説遷移のみを対象に検証を行うようにしたものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the failure diagnosis system according to any one of the first to fifth aspects, when there are a plurality of extracted abnormality detection states, a disturbance hypothesis extracted based on each of the abnormality detection states is provided. A set of transitions is obtained, and verification is performed only on disturbance hypothesis transitions obtained from the product of the set of disturbance hypothesis transitions for each abnormality detection state.

【0013】[0013]

【作用】請求項1に係る故障診断システムにおいては、
特に、故障現象途中の時間断面で得られた観測情報から
異常検知状態を抽出し、この異常検知状態を起点に以降
の後向きにたどる検索、外乱仮説遷移の抽出、および前
向きにたどる検証の処理を行うようにしたので、従来の
場合に比較して、上記検索の範囲も縮減され、従って外
乱仮説遷移の数も減少して診断精度の向上と処理時間の
短縮が実現する。
In the failure diagnosis system according to the first aspect,
In particular, the abnormality detection state is extracted from the observation information obtained in the time section in the middle of the failure phenomenon, and the search processing that traces backward from this abnormality detection state, the transition of disturbance hypothesis transition, and the verification processing that traces forward is performed. Since the search is performed, the range of the search is reduced as compared with the conventional case, so that the number of disturbance hypothesis transitions is also reduced, thereby improving diagnosis accuracy and shortening the processing time.

【0014】また、請求項2に係る故障診断システムに
おいては、異常検知状態または最終状態となり得る候補
が予め選定されているので、それらの抽出手段における
処理時間が短縮され、かつ不適な状態の抽出も防止され
る。
Further, in the failure diagnosis system according to the second aspect, candidates which can be in the abnormality detection state or the final state are selected in advance, so that the processing time in these extraction means is reduced, and the extraction of an unsuitable state is performed. Is also prevented.

【0015】また、請求項3に係る故障診断システムに
おいては、外乱仮説遷移となり得る候補が予め選定され
ているので、その抽出手段における処理時間が短縮さ
れ、かつ不適な遷移の抽出も防止される。
Further, in the failure diagnosis system according to the third aspect, since candidates that can be disturbance hypothesis transitions are selected in advance, the processing time of the extraction means is reduced, and the extraction of inappropriate transitions is prevented. .

【0016】また、請求項4に係る故障診断システムに
おいては、シミュレーションにより要素の現在状態を前
向きに1段階進める毎に、とり得る状態の集合を求め直
し、異常検知状態ならびに最終状態との比較から検証を
行う。
Further, in the failure diagnosis system according to the fourth aspect, each time the current state of the element is moved forward by one step by simulation, a set of possible states is recalculated, and a comparison is made between the abnormality detection state and the final state. Perform verification.

【0017】また、請求項5に係る故障診断システムに
おいては、所定の場合、センサ故障状態の仮説を設定す
ることにより、シミュレーションを進めて最終状態に到
達する。
Further, in the failure diagnosis system according to the fifth aspect, in a predetermined case, by setting a hypothesis of a sensor failure state, the simulation proceeds to reach the final state.

【0018】また、請求項6に係る故障診断システムに
おいては、発生した故障を1個に限定してもよい場合、
検証の処理対象となる外乱仮説遷移の個数を低減して診
断精度の向上および処理時間の短縮を図ることができ
る。
Further, in the failure diagnosis system according to claim 6, when the number of generated failures may be limited to one,
The number of disturbance hypothesis transitions to be verified can be reduced to improve diagnostic accuracy and reduce processing time.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

実施例1.図1はこの発明の実施例1による故障診断シ
ステムの全体の概略構成を示す図である。図において、
1は診断対象の系統から得られる観測情報で、例えば系
統に設けられた遮断器の「閉」状態等の故障発生前の観
測データ、例えばリレーの「動作後」状態等の故障発生
後(故障現象完了後)の観測データ、および故障発生前
と故障発生後との中間における時間断面で得られた観測
データが存在する。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a failure diagnosis system according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure,
Reference numeral 1 denotes observation information obtained from a system to be diagnosed, which is, for example, observation data before a failure such as a “closed” state of a circuit breaker provided in the system, for example, after a failure such as a “after operation” state of a relay (failure). There is observation data obtained after the phenomenon is completed) and observation data obtained in a time section between before the occurrence of the failure and after the occurrence of the failure.

【0020】2は診断対象の系統を構成する要素(前掲
の各種遮断器や各種リレー、その他変圧器や母線等々が
該当する)の機能に着目してそのモデル化を図ったもの
である。その内容は後掲の図2により詳述するが、遷移
ネットワークは各要素毎に作成されており、具体的には
例えばROMに予め格納されている。
Reference numeral 2 designates a model of the component of the system to be diagnosed by focusing on the functions of the components constituting the system to be diagnosed (corresponding to the various circuit breakers and relays described above, other transformers, buses, and the like). Although the contents will be described in detail with reference to FIG. 2 described later, a transition network is created for each element, and specifically, is stored in advance in, for example, a ROM.

【0021】3は本システムの主要部をなす診断アルゴ
リズムで、その機能の詳細は後掲の図3のフローチャー
トで説明するが、観測情報1に基づき外乱仮説遷移を抽
出する仮説生成部31と、当該仮説の検証を行い診断解
を求める仮説検証部32とを備えている。具体的には、
各アルゴリズムを実行するためのソフトプログラムを格
納したROMと、演算処理過程に必要となる読み書きの
ためのRAMと、演算の実行処理を行うCPUとから構
成されている。
Reference numeral 3 denotes a diagnostic algorithm which is a main part of the present system, and details of its function will be described later with reference to a flowchart of FIG. 3, but a hypothesis generator 31 for extracting a disturbance hypothesis transition based on the observation information 1; A hypothesis verification unit 32 that verifies the hypothesis and obtains a diagnostic solution. In particular,
It is composed of a ROM storing a software program for executing each algorithm, a RAM for reading and writing necessary for an arithmetic processing process, and a CPU for executing arithmetic processing.

【0022】4は診断アルゴリズム3の仮説検証部32
で求められた診断解、即ち診断の結果得られた故障個所
を出力する診断解出力で、具体的にはCRTやプリンタ
などの表示装置で構成されている。その他、図示は省略
しているが、各種操作の指示を行うキーボード等の入力
装置を備えている。
4 is a hypothesis verifying unit 32 of the diagnostic algorithm 3
Is a diagnostic solution output that outputs a failure location obtained as a result of the diagnosis, specifically, a display device such as a CRT or a printer. In addition, although not shown, an input device such as a keyboard for instructing various operations is provided.

【0023】次に図2を参照して遷移ネットワークの詳
細について説明する。なお、系統のモデル化自体に相当
するこの遷移ネットワークの作成要領は、本願故障診断
システムの前提とはなってもその本題ではないので説明
は省略する。同図(a)は、リレーの保護範囲を設備単
位と考えたときの当該設備の遷移ネットワーク、同図
(b)は遮断器の開閉状態の遷移ネットワーク、同図
(c)はリレーの動作に係る遷移ネットワークを例示し
たものである。
Next, the details of the transition network will be described with reference to FIG. The procedure for creating this transition network, which is equivalent to the system modeling itself, is not the main subject of the failure diagnosis system of the present invention, even though it is a premise of the present failure diagnosis system. FIG. 2A shows a transition network of the equipment when the protection range of the relay is considered as a unit of equipment, FIG. 2B shows a transition network of an open / closed state of a circuit breaker, and FIG. This is an example of such a transition network.

【0024】遷移ネットワークは、その要素がとり得る
と想定される複数の状態の集合とこの各状態間の状態変
化を示す遷移の集合と各遷移が起きるために必要な条件
を記述し要素の状態変化の因果関係を表現する遷移条件
の集合とから構成されている。
The transition network describes a set of a plurality of states assumed to be possible by the element, a set of transitions indicating a state change between the states, and a condition necessary for each transition to occur, and describes a state of the element. And a set of transition conditions expressing the causal relationship of the change.

【0025】図2(a)において、符号を円または長円
で囲んでいるのがその要素の状態で、例えばE0は「正
常」、E1は「停電」の状態を示す。E2〜E9は状態
E0とE1との間に介在し得る状態で、隣接する状態
間、例えばE0とE2とを結ぶ矢印で表示しているのが
遷移である。即ち、E0からE2への状態変化を示す。
次に、遷移を示す矢印と交わる小丸から引き出して四角
で表示しているのが遷移条件で、前掲の例では状態E0
が状態E2に遷移するために必要な条件となる。
In FIG. 2A, the code is surrounded by a circle or an oval in the state of the element. For example, E0 indicates "normal" and E1 indicates "power failure". E2 to E9 can be interposed between the states E0 and E1, and transitions are indicated by arrows connecting adjacent states, for example, E0 and E2. That is, it indicates a state change from E0 to E2.
Next, a transition condition is drawn from a small circle that intersects with the arrow indicating the transition and is displayed as a square. In the above example, the state E0
Is a condition necessary for transition to the state E2.

【0026】同図下欄に示すように、設備の遷移ネット
ワークでは、大きく分けて「正常」、「停電」、「事
故」、「事故波及」の4種類の状態が存在する。設備の
事故状態は、その設備に事故が起きた状態である。事故
波及状態は、その設備に事故は起きていないが近くの設
備の事故の影響を受ける状態である。何らかの原因で事
故設備だけを遮断器をトリップさせて健全系統から分離
できない場合に、事故設備の電源側の設備が事故波及設
備になる。事故波及状態の段数は、その設備と事故設備
の間のインピーダンスを持つ設備の数である。事故状態
または事故波及状態は、遮断器がトリップされて健全系
統から分離されると、停電状態となる。したがって、停
電状態への遷移条件は、停電以外のすべての状態からの
遷移で同一である。
As shown in the lower section of the figure, in the transition network of the equipment, there are roughly four types of states: "normal", "power failure", "accident", and "accident propagation". The accident state of the equipment is a state in which an accident has occurred in the equipment. The accident propagation state is a state in which no accident has occurred in the facility but is affected by an accident in a nearby facility. If for some reason only the accident equipment cannot be separated from the sound system by tripping the circuit breaker, the equipment on the power supply side of the accident equipment becomes the accident transmission equipment. The number of stages in the accident propagation state is the number of facilities having impedance between the facility and the accident facility. The accident state or the accident propagation state becomes a power failure state when the circuit breaker is tripped and separated from the healthy system. Therefore, the transition condition to the power failure state is the same for transition from all states other than the power failure.

【0027】同図(b)は、要素としての遮断器の遷移
ネットワークを示すもので、同図(a)と同様の要領に
よるものである。閉状態の遮断器にトリップ信号を出す
リレーの中で動作したものが存在すると、遮断器はC1
「トリップ信号受信」状態に遷移する。その後、遮断器
の動作が観測されていればC2「開」状態に遷移し、観
測されていなければC3「故障」状態へ遷移する。
FIG. 2B shows a transition network of a circuit breaker as an element, which is similar to FIG. 2A. If any of the tripping relays that trip the closed circuit breaker is present, the circuit breaker
The state transits to the “trip signal reception” state. Thereafter, if the operation of the circuit breaker is observed, the state transits to the C2 "open" state, and if not, the state transits to the C3 "failure" state.

【0028】また、同図(c)は、リレーの遷移ネット
ワークである。R4「動作ロック」状態が存在する以
外、同図(b)とほぼ同じ形状である。R1「動作条件
充足」状態へ遷移するための条件は、リレーの種類ごと
に異なる形で記述される。
FIG. 3C shows a transition network of a relay. The shape is substantially the same as FIG. The condition for transitioning to the R1 "operation condition satisfaction" state is described in a different form for each type of relay.

【0029】ところで、上述した遷移条件は、具体的に
は1個または複数個の他の要素の特定の状態と、これら
の状態をANDまたはORの論理式で結合した条件式等
で表現される。例えば、要素1である遮断器における状
態が、C0「閉」からC1「トリップ信号受信」に遷移
するための遷移条件として、要素2であるリレーAと要
素3であるリレーBのいずれか(OR)の状態がR2
「動作後」であるという条件が設定される。
By the way, the above-mentioned transition condition is specifically expressed by a specific state of one or a plurality of other elements and a conditional expression or the like in which these states are combined by a logical expression of AND or OR. . For example, as a transition condition for changing the state of the circuit breaker as the element 1 from C0 “closed” to C1 “trip signal reception”, one of the relay A as the element 2 and the relay B as the element 3 (OR ) Is R2
The condition "after operation" is set.

【0030】以上のように、図2では個々の要素の遷移
ネットワークが個別に表示されているが、上述した遷移
条件を介して、各要素間が相互の因果関係で結合される
ことになる。即ち、診断対象の系統を構成する全ての要
素についての遷移ネットワークの集合と、これら各遷移
ネットワーク間を関係付ける遷移条件の集合とにより、
系統がモデル化される訳である。
As described above, in FIG. 2, the transition networks of the individual elements are individually displayed, but the respective elements are connected in a mutual causal relationship via the above-described transition conditions. That is, by a set of transition networks for all the elements constituting the system to be diagnosed and a set of transition conditions relating these respective transition networks,
The system is modeled.

【0031】なお、後段の説明においても触れるが、例
えば、図2(a)の状態の内、実線矢印の途中に黒四角
を付したE2「短絡事故」、E6「地絡事故」への遷移
は後述する外乱仮説遷移である。これは、この状態への
遷移、即ち、E0「正常」からE2、E6への遷移は、
外部からの設定がなければ発生しない遷移であることを
示しており、これらを外乱仮説遷移の候補として各要素
毎にその機能から分析して予め選定している。
As will be described in the following description, for example, in the state of FIG. 2A, transition to E2 "short circuit accident" and E6 "ground fault accident" with a black square in the middle of the solid arrow. Is a disturbance hypothesis transition described later. This means that the transition to this state, that is, the transition from E0 “normal” to E2, E6 is
This indicates that these transitions do not occur unless set from outside, and these are analyzed in advance for each element as candidates of disturbance hypothesis transitions from their functions and are selected in advance.

【0032】また、二重丸で表示するセンサ故障状態
は、後述するシミュレーションの過程で、センサに係る
要素が動作すべきであるのに動作していないために、そ
のセンサを故障と仮定する以外に最終状態との不一致を
解消できない場合に、その発生を起こさせる仮説の対象
となる状態である。C3「故障」(図2(b))は遮断
器に係る状態であるが、ここではセンサに準じて設定し
ている。
A sensor failure state indicated by a double circle indicates that a sensor-related element should be operated but is not operating in the course of a simulation described later, so that the sensor is assumed to be malfunctioning. This is a state that is subject to a hypothesis that causes the occurrence of inconsistency with the final state when it cannot be resolved. C3 “failure” (FIG. 2B) is a state related to the circuit breaker, but is set here according to the sensor.

【0033】次に、以上で説明した各観測情報および遷
移ネットワークを使用して実行する診断アルゴリズムの
動作を図3のフローチャートを参照して説明する。先
ず、観測情報を入力する(S1)。観測情報としては、
先ず、従来からの故障発生前と故障発生後とに系統から
得られた観測データがある。故障発生前とは、故障の存
在が認識される前の状態で、初期状態に対応する。故障
発生後とは、故障の存在が認識された後、定常に至った
状態で、最終状態に対応する。初期状態と最終状態の設
定の例を、図2のリレーの遷移ネットワークで説明す
る。リレーの初期状態は、ロックされていなければR0
「動作可能」であり、ロックされていればR4「動作ロ
ック」である。最終状態は、リレーの動作が観測されて
いればR2「動作後」であり、動作が観測されていなけ
ればR0「動作可能」またはR3「故障」である。この
ように、系統の特性により観測できる情報が決まる。
Next, the operation of the diagnostic algorithm executed using each of the observation information and the transition network described above will be described with reference to the flowchart of FIG. First, observation information is input (S1). As observation information,
First, there is conventional observation data obtained from a system before and after a failure occurs. The state before the occurrence of the failure is a state before the existence of the failure is recognized, and corresponds to the initial state. The term “after failure” refers to a state in which the presence of the failure has been recognized and the state has reached a steady state, and corresponds to the final state. An example of the setting of the initial state and the final state will be described with reference to the relay transition network of FIG. The initial state of the relay is R0 if not locked.
It is "operable", and if locked, it is R4 "operation lock". The final state is R2 "after operation" if the operation of the relay is observed, and R0 "operable" or R3 "failure" if the operation is not observed. Thus, the information that can be observed is determined by the characteristics of the system.

【0034】この発明に係る故障診断システムでは、以
上に加えて、故障発生前と故障発生後との中間であっ
て、少なくとも一部の要素で異常が認められる、換言す
れば、少なくとも一部の要素で、その状態が当該要素の
初期状態と異なる状態となったことが認められた時間断
面に得られた観測データを使用する。これを異常検知状
態と称することにする。異常検知状態の例を簡単に示す
と、リレー動作が、ある遮断器のトリップの直後に観測
されたとすると、そのリレー動作が異常検知状態とな
る。
In the failure diagnosis system according to the present invention, in addition to the above, an abnormality is recognized in at least some of the elements between the before and after the occurrence of the failure, in other words, at least a part of the elements is abnormal. For an element, use observation data obtained at a time section where it is recognized that the state has changed from the initial state of the element. This is referred to as an abnormality detection state. To briefly show an example of the abnormality detection state, if a relay operation is observed immediately after a breaker trip, the relay operation becomes an abnormality detection state.

【0035】以上の初期状態、最終状態および異常検知
状態に該当する状態を各要素の遷移ネットワークの状態
集合の中から抽出する(S2〜S4)。ところで、各要
素に存在し得る状態の中には、個々の要素の機能特性か
ら、上記した最終状態または異常検知状態となり得ない
状態もあり得る。従って、最終状態または異常検知状態
となり得る状態を、各要素毎に予め選定しておき、これ
を遷移ネットワーク上で記録しておき、抽出処理(S
3、S4)をこの選定された状態の範囲内で行うように
している。これにより、抽出処理に係る演算時間が短縮
され、かつ抽出ミスもなくなる。
The states corresponding to the above initial state, final state, and abnormality detection state are extracted from the state set of the transition network of each element (S2 to S4). By the way, among the states that can exist in each element, there may be a state in which the above-described final state or the abnormality detection state cannot be obtained from the functional characteristics of each element. Therefore, a state that can be a final state or an abnormality detection state is selected in advance for each element, this is recorded on the transition network, and the extraction processing (S
3, S4) is performed within the range of the selected state. As a result, the calculation time required for the extraction process is reduced, and the extraction error is eliminated.

【0036】以上の抽出処理を全ての要素について行う
(S5)。なお、ここで留意すべきことは、特に、最終
状態および異常検知状態については、系統やその構成要
素の特性、さらには故障内容、故障診断時の状況等によ
り、必ずしも全ての要素について入手できる訳ではない
ということである。入手不可の要素が多ければ、当然な
がら診断精度にも影響を及ぼすが、ここでは(S5)一
応入手可能な要素についての各状態の抽出が終了すると
次の仮説の生成のステップに進む。
The above extraction processing is performed for all elements (S5). It should be noted here that, especially in the final state and the abnormality detection state, not all elements can be obtained depending on the characteristics of the system and its components, the details of the failure, the conditions at the time of failure diagnosis, etc. It is not. If the number of unacceptable elements is large, the accuracy of diagnosis is naturally affected. However, in this step (S5), once the extraction of each state of the available elements is completed, the process proceeds to the next hypothesis generation step.

【0037】仮説の生成は、図3のステップS6、S7
が相当するが、その具体的内容を図4を参照して説明す
る。図4では、説明を簡単にするため、母線A(要素
1)とリレーA(要素2)との2個の要素のみを取り上
げている。図中、遷移ネットワークの表示は先に説明し
た図2の場合と同様であるが、ここでは、各状態にはs
1.1、s2.1・・・の符号を、遷移にはt1.3、t2.1・・
・の符号を、遷移条件にはg1.3、g2.1・・・の符号を
付している。また、各状態の内容は図中に表示してい
る。
The generation of the hypothesis is performed in steps S6 and S7 in FIG.
The specific contents will be described with reference to FIG. In FIG. 4, for simplification of description, only two elements, a bus A (element 1) and a relay A (element 2), are taken. In the figure, the display of the transition network is the same as in the case of FIG.
1.1, s 2.1 the sign of the..., And the transition t 1.3, t 2.1 ··
And the transition conditions are denoted by g 1.3 , g 2.1 . The contents of each state are shown in the figure.

【0038】ここで、現在状態および許容状態集合なる
概念を新たに導入する。現在状態とは、遷移→状態と進
めていく過程における一時点で当該要素がとる状態をい
う。そして、この現在状態を初期状態に設定した後、順
次、遷移を進め最終状態が現在状態となり得る経路上に
存在する状態の集合を許容状態集合と定義する。図4
中、点線枠で囲んだ範囲の状態がこれに該当する。例え
ば、リレーAの遷移ネットワークにおいて、仮に、s
2.2「動作条件充足」からs2.4「故障」へ遷移すると、
最終状態であるs2.3「動作後」に遷移できないため状
態s2.4は許容状態集合から除外されている。
Here, the concepts of the current state and the allowable state set are newly introduced. The current state is a state that the element takes at a point in the process of proceeding from transition to state. After the current state is set to the initial state, a transition is sequentially performed, and a set of states existing on a path where the final state can be the current state is defined as an allowable state set. FIG.
The state in the range surrounded by the dotted line frame corresponds to this. For example, in the transition network of relay A, if s
When the transition from 2.2 “Satisfaction of operating conditions” to s 2.4 “Failure”,
State s2.4 is excluded from the allowable state set because the state cannot transition to s2.3 "after operation" which is the final state.

【0039】本題の仮説の生成の動作について説明す
る。今、図4でモデル化される系統から得られた観測情
報から、異常検知状態としてリレーAの状態s2.3が抽
出されたとする。また、この状態s2.3は最終状態でも
ある。なお、本願発明の主眼は、この異常検知状態の抽
出を追加した点にあるが、これに関する説明は後述する
として、ここでは先ず、診断アルゴリズムの主要部をな
す仮説の生成について説明する。
The operation of generating a hypothesis of the present subject will be described. Now, the observation information obtained from the system to be modeled in Figure 4, the state s 2.3 relay A is extracted as an abnormal detection state. This state s2.3 is also the final state. The main feature of the present invention lies in the point that the extraction of the abnormality detection state is added. However, as the description regarding this will be described later, here, first, the generation of a hypothesis that is a main part of the diagnosis algorithm will be described.

【0040】上述した仮定に基づき、抽出された異常検
知状態(リレーAのs2.3)から出発して遷移、遷移条
件および状態を順次後向き(状態変化に係る因果関係の
向きと逆の向き)にたどり、先に抽出された初期状態
(図3のS2)を限度に到達できる範囲を検索する。図
4では、この検索された範囲に斜線を施している。この
内、リレーAにおける遷移t2.1が成立するための遷移
条件g2.1は、母線Aが状態s1.3となることである(g
2.1=s1.3)ので、上記後向きの進行は、リレーAの遷
移条件g2.1を経由して母線Aの状態s1.3に至る。そし
て、この母線Aの遷移ネットワーク上を更に後向きに進
み、その初期状態s1.1でとまる。従って、母線Aの遷
移ネットワーク上に斜線を施した部分もこの検索範囲に
属することになる。なお、図4では省略しているが、g
2.2から別の要素へも斜線を施すマーク付けがされる。
また、ここでは遷移条件を1個だけたどる例を示した
が、数個の遷移条件をたどってマーク付けする場合もあ
る。
Based on the above assumptions, starting from the extracted abnormality detection state (s 2.3 of relay A), transitions, transition conditions, and states are sequentially shifted backward (in the direction opposite to the direction of the causal relation relating to the state change). The search is made for a range in which the initial state (S2 in FIG. 3) extracted previously can reach the limit. In FIG. 4, the searched range is hatched. Among these, the transition condition g 2.1 for establishing the transition t 2.1 in the relay A is that the bus A is in the state s 1.3 (g
2.1 = s 1.3 ), so that the above-mentioned backward progress reaches the state s 1.3 of the bus A via the transition condition g 2.1 of the relay A. Then, over the transition network of the bus A further proceeds backwards, stop at its initial state s 1.1. Therefore, the hatched portion on the transition network of the bus A also belongs to this search range. Although omitted in FIG. 4, g
Starting with 2.2 , other elements are marked with a diagonal line.
Although an example in which only one transition condition is traced is shown here, there may be a case where several transition conditions are traced for marking.

【0041】次に、この検索範囲(図4で斜線が施され
た部分)に属する遷移の中で、外部からの設定がなけれ
ば発生しない遷移を抽出する。ここでは、母線Aが状態
1. 1「正常」から状態s1.3「短絡事故」となる遷移t
1.3がこれに該当するので、これを外乱仮説遷移として
抽出する(図3のS6)。外乱仮説遷移となり得る遷
移、即ち、外部からの設定がなければ発生しない遷移は
要素により予め判明しているので、これら外乱仮説遷移
の候補となり得る遷移を、各要素毎に予め選定してお
き、これを遷移ネットワーク上で記録しておき、抽出処
理(図3のS6)をこの選定された遷移の範囲内で行う
ようにすれば、処理時間も短縮され抽出ミスもなくな
る。
Next, the search range (shown by hatching in FIG. 4)
In the transitions that belong to the
The transitions that do not occur are extracted. Here, the bus A is in the state
s1. 1State "s" from "normal"1.3Transition t resulting in “short circuit accident”
1.3Corresponds to this, so this is called the disturbance hypothesis transition
Extract (S6 in FIG. 3). Transition that can be a disturbance hypothesis transition
Transition, that is, a transition that does not occur without external setting
These disturbance hypothesis transitions
Transitions that can be candidates are selected in advance for each element.
This is recorded on the transition network and extracted
(S6 in FIG. 3) within the range of the selected transition.
By doing so, the processing time is reduced and there is no
You.

【0042】検索範囲に候補となる遷移が複数存在する
場合は、勿論、それら複数の遷移をすべて外乱仮説遷移
として抽出する。以上の抽出処理を全ての異常検知状態
について行い(S7)、仮説の生成を終了する。
When there are a plurality of transitions that are candidates in the search range, all of the plurality of transitions are extracted as disturbance hypothesis transitions. The above extraction processing is performed for all abnormality detection states (S7), and the generation of the hypothesis ends.

【0043】次に、仮説の検証、即ち、以上で抽出され
た外乱仮説遷移が診断解として採用し得るか否かを検証
する処理フローについて説明する。検証の処理は抽出さ
れた外乱仮説遷移毎に行う。従って、先ず1個目の外乱
仮説遷移から出発して遷移、遷移条件および状態を順次
前向き(状態変化に係る因果関係の向き)にたどり要素
の現在状態を順次変化させるシミュレーションを実行す
る。この部分を先の図4で例示すれば、外乱仮説遷移t
1.3によって生じる状態s1.3が先ず現在状態となり、次
に前向きに起こり得る遷移を求め、当該遷移によって生
じる状態に現在状態を移していく。
Next, a description will be given of a process flow for verifying a hypothesis, that is, verifying whether or not the disturbance hypothesis transition extracted as described above can be adopted as a diagnostic solution. The verification process is performed for each extracted disturbance hypothesis transition. Therefore, starting from the first disturbance hypothesis transition, a simulation is executed in which the transition, the transition condition, and the state are sequentially traced forward (the direction of the causal relation relating to the state change) to sequentially change the current state of the element. If this part is illustrated in FIG. 4 earlier, the disturbance hypothesis transition t
The state s 1.3 generated by 1.3 becomes the current state first, and then a possible forward transition is determined, and the current state is shifted to the state generated by the transition.

【0044】シミュレーションは同時に起きる遷移毎に
進める。このシミュレーション1回の処理は、(1)遷
移の実行、(2)次に起きる遷移の決定、に分割でき
る。 (1)遷移の実行では、遷移を起こして現在状態を変化
させるとともに、後述する許容状態集合の修正を行い、
発生した遷移の履歴に記録する。 (2)次に起きる遷移の決定では、他の要素の状態で表
現される遷移条件を見直し、その時点で満足する遷移条
件を求める。遷移条件が満足される遷移が次に起きる遷
移の候補になる。
The simulation proceeds for each simultaneously occurring transition. This one simulation process can be divided into (1) execution of a transition and (2) determination of the next transition to occur. (1) In executing the transition, the transition is caused to change the current state, and the allowable state set described later is corrected.
Record in the history of transitions that have occurred. (2) In determining the next transition, the transition condition expressed by the state of another element is reviewed, and the transition condition that satisfies at that time is determined. A transition satisfying the transition condition is a candidate for the next transition.

【0045】候補が1個の場合は、当該遷移を次に起き
る遷移に決定する。候補が複数個あって競合する場合
は、次の要領で決定する。即ち、実績や解析等により得
た系統の動作特性から、各要素の上記競合が想定される
遷移には、その遷移が早く起きる度合い(ここでは便宜
上、この度合いをタイマー指標と称する)を設定してお
く。そして、競合する場合は、このタイマー指標が最大
の遷移を選んで当該遷移を次に起きる遷移とする。タイ
マー指標が最大となる遷移が複数個ある場合は、それら
の全てを次に起きる遷移に決定する。
If there is one candidate, the transition is determined to be the next transition. When there is a plurality of candidates and they compete with each other, they are determined in the following manner. That is, based on the performance of the system obtained by the results, analysis, and the like, for the transition in which the above-mentioned conflict of each element is assumed, a degree at which the transition occurs quickly (here, for convenience, this degree is referred to as a timer index) is set. Keep it. When there is a conflict, the transition with the largest timer index is selected, and the transition is regarded as the next transition. If there are a plurality of transitions with the maximum timer index, all of them are determined to be the next transition.

【0046】上掲の許容状態集合の修正は次の要領で行
う。即ち、先ず、遷移が起きた要素の遷移ネットワーク
において、当該遷移が起きる前の状態からしか到達でき
ない状態をそれまでの許容状態集合から除外する。遷移
条件の見直しで成立する可能性がない遷移条件が出てき
た場合は、当該遷移条件に係る遷移によってのみ到達し
得る状態を、同様に許容状態集合から除外する。
The above-mentioned permitted state set is modified in the following manner. That is, first, in the transition network of the element where the transition has occurred, a state that can be reached only from the state before the transition has occurred is excluded from the allowable state set up to that time. When a transition condition that is unlikely to be satisfied comes out as a result of reviewing the transition condition, a state that can be reached only by a transition according to the transition condition is similarly excluded from the allowable state set.

【0047】以上の処理を繰り返した結果、観測情報が
得られた全ての要素で、異常検知状態およびこれを経由
して起きる最終状態が共に許容状態集合に含まれるか否
かの検証を行う。含まれていない要素がある場合には、
このままシミュレーションを続けてもその要素の現在状
態が最終状態になることはない。これは矛盾であり、仮
説が不成立(S9でNO)となり、当該仮説を棄却す
る。全ての要素で、現在状態が最終状態になっている場
合には、仮説を基にして得られた現象が、観測情報から
得られた事実と一致することになる。したがって、仮説
が成立(S9でYES)となり、当該仮説を診断解とす
る。その他の場合、即ち、全ての要素で最終状態が許容
状態集合に含まれており、かつ現在状態が最終状態でな
い要素が存在する場合は、仮説の妥当性を決定できない
(S9でYET)ので、さらにシミュレーションを続け
る。
As a result of repeating the above processing, it is verified whether or not the abnormality detection state and the final state occurring via the abnormality detection state are both included in the allowable state set for all elements for which the observation information has been obtained. If any element is not included,
Even if the simulation is continued as it is, the current state of the element does not become the final state. This is a contradiction, the hypothesis is not satisfied (NO in S9), and the hypothesis is rejected. If the current state is the final state in all elements, the phenomenon obtained based on the hypothesis matches the fact obtained from the observation information. Therefore, the hypothesis is established (YES in S9), and the hypothesis is regarded as a diagnostic solution. In other cases, that is, when the final state of all elements is included in the allowable state set and there is an element whose current state is not the final state, the validity of the hypothesis cannot be determined (YET in S9). Continue the simulation.

【0048】以上の検証を全ての外乱仮説遷移について
行い(S12)、仮説成立で得られた診断解を出力して
(S13)故障診断処理を終了する。
The above-described verification is performed for all disturbance hypothesis transitions (S12), and a diagnostic solution obtained by the hypothesis establishment is output (S13), and the failure diagnosis processing is terminated.

【0049】なお、シミュレーションの過程で、センサ
に係る要素が動作すべきであるのに動作していないため
に、そのセンサを故障と仮定する以外に最終状態との不
一致を解消できない場合には、図2で説明したセンサ故
障状態の中からこの故障状態を仮説として設定し処理を
進める。勿論、この場合に仮説設定したセンサ故障は診
断解の一部をなす。
In the course of the simulation, if the element relating to the sensor should operate but is not operating, and the inconsistency with the final state cannot be resolved except by assuming that the sensor has failed, This failure state is set as a hypothesis from the sensor failure states described with reference to FIG. 2, and the process proceeds. Of course, in this case, the hypothetically set sensor failure forms a part of the diagnostic solution.

【0050】実施例2.次に、本願発明で、特に、故障
発生前後の中間の時間断面での観測情報を入力し、異常
検知状態として診断に利用する場合の動作、効果を、こ
の発明の実施例2として、従来の初期状態、最終状態の
み利用する場合と比較して説明する。
Embodiment 2 FIG. Next, in the present invention, an operation and an effect in the case of inputting observation information at an intermediate time section before and after the occurrence of a failure and using it for diagnosis as an abnormality detection state will be described as a second embodiment of the present invention. A description will be given in comparison with a case where only the initial state and the final state are used.

【0051】以下、図5に示す事例に基づき説明する。
同図上段には系統をモデル化した遷移ネットワークを示
し、ここでは、要素1〜要素4の4個の要素が存在し、
各要素はいずれも番号「0」と「1」とで表される2個
の状態を取り得るものとしている。図中、各符号の内容
は図右端に示すが、この内、実線矢印(遷移)の途中に
黒四角を付したものは外乱仮説遷移として抽出され得る
候補の遷移である。また、点線は、その交点に表示され
たA(AND)またはO(OR)とともに遷移条件を示
す。
Hereinafter, description will be made based on an example shown in FIG.
The upper part of the figure shows a transition network that models a system, in which four elements, element 1 to element 4, exist.
Each element can take two states represented by numbers “0” and “1”. In the figure, the contents of the respective symbols are shown at the right end of the figure. Among them, those with a black square in the middle of the solid arrow (transition) are candidate transitions that can be extracted as disturbance hypothesis transitions. A dotted line indicates a transition condition together with A (AND) or O (OR) displayed at the intersection.

【0052】同図下段は、得られた各要素の観測情報の
例で、それぞれ状態番号である「0」、「1」または
「不明」のいずれかで表示されている。
The lower part of the figure is an example of the obtained observation information of each element, which is indicated by one of the state numbers “0”, “1” or “unknown”.

【0053】先ず、故障発生後に得られる観測情報から
最終状態を抽出し、この最終状態から遷移ネットワーク
を後向きにたどって仮説の生成を行う、従来の場合につ
いて考える。同図下段の表に示すように、要素2と要素
4とで最終状態となる観測情報が得られているので、両
要素の状態「1」から後向きにたどることになる。ここ
では、要素4の状態「1」に基づき要素1と要素3との
外乱仮説遷移が抽出されることになり、従って、診断ア
ルゴリズムの後段では、この2個の外乱仮説遷移につい
てその仮説検証を行い診断解を追求することになる。
First, consider a conventional case in which a final state is extracted from observation information obtained after the occurrence of a failure, and a hypothesis is generated by following the transition network backward from the final state. As shown in the table at the bottom of the figure, the observation information that is the final state is obtained from the element 2 and the element 4, so that the state is traced backward from the state “1” of both elements. Here, the disturbance hypothesis transition between the element 1 and the element 3 is extracted based on the state “1” of the element 4, and therefore, the hypothesis verification is performed on the two disturbance hypothesis transitions at a later stage of the diagnosis algorithm. In this case, a diagnostic solution will be pursued.

【0054】これに対し、この発明では、中間時点で得
られた観測情報から異常検知状態を抽出しこれを基に仮
説の生成を行う。この中間時点で得られた観測情報は同
図下段の表の通りで、これから要素4の状態「1」が異
常検知状態として抽出される。この要素4の異常検知状
態から遷移ネットワークを後向きにたどると、従来と同
様、要素1と要素3との両要素の外乱仮説遷移が抽出さ
れ得ることになるが、以下の理由からこの内、要素1の
外乱仮説遷移のみが抽出されることになる。即ち、ここ
では、同じ中間時点に要素2が状態「0」をとるという
観測情報が得られている。この結果、たとえ、要素3が
状態「1」に遷移しても要素2の状態とのAND条件が
成立せず要素4が状態「1」に遷移し得ないからであ
る。
On the other hand, according to the present invention, an abnormality detection state is extracted from the observation information obtained at the intermediate point in time, and a hypothesis is generated based on the state. The observation information obtained at this intermediate point is as shown in the table at the bottom of the figure, from which the state “1” of the element 4 is extracted as the abnormality detection state. When the transition network is traced backward from the abnormality detection state of the element 4, the disturbance hypothesis transition of both the element 1 and the element 3 can be extracted as in the conventional case. Only one disturbance hypothesis transition is extracted. That is, here, the observation information that the element 2 takes the state “0” at the same intermediate point is obtained. As a result, even if the element 3 transitions to the state “1”, the AND condition with the state of the element 2 is not satisfied, and the element 4 cannot transition to the state “1”.

【0055】以上のように、この発明では、中間時点で
の観測情報を新たに利用することにより、外乱仮説遷移
がより限定して抽出されることになり、その分、診断精
度が向上し、仮説検証の処理時間も短縮される。
As described above, according to the present invention, the disturbance hypothesis transition is extracted in a more limited manner by newly using the observation information at the intermediate point, and the diagnostic accuracy is improved by that amount. The processing time for hypothesis verification is also reduced.

【0056】実施例3.図6は図5とは異なる事例によ
り本願発明の動作、効果を説明するものである。但し、
この実施例3における仮説生成(外乱仮説遷移の抽出)
の方式は、上述した実施例1、2の場合と異なる。即
ち、故障診断に際して、前掲実施例では、多重故障の可
能性を考慮しており、このため抽出された異常検知状態
が複数存在する場合、各異常検知状態を基に抽出された
外乱仮説遷移の集合の和(和方式)をすべて仮説検証の
対象としている。これに対し、実施例3では、各異常検
知状態を基に抽出された外乱仮説遷移の集合の積(積方
式)を仮説検証の対象としており、故障を1個と限定し
ても問題ない場合の診断に適用できるものである。
Embodiment 3 FIG. FIG. 6 illustrates the operation and effect of the present invention in a case different from FIG. However,
Hypothesis generation (extraction of disturbance hypothesis transition) in the third embodiment
Is different from the first and second embodiments. That is, in the failure diagnosis, in the above-described embodiment, the possibility of multiple failures is considered. Therefore, when there are a plurality of extracted abnormality detection states, the disturbance hypothesis transition extracted based on each abnormality detection state is determined. All the unions of the sets (sum method) are subject to hypothesis testing. On the other hand, in the third embodiment, the product of the set of disturbance hypothesis transitions extracted based on each abnormality detection state (product method) is subjected to hypothesis verification, and there is no problem even if the number of faults is limited to one. It can be applied to the diagnosis of

【0057】図6において、先ず、従来の場合について
考えると、要素5の状態「1」が最終状態として抽出さ
れ、これから遷移ネットワークを後向きにたどることに
より要素1、要素2、要素3の3個の外乱仮説遷移が抽
出される。これに対し、この発明による、中間時点にお
ける観測情報を利用する場合は、要素4と要素5とで異
常検知状態が抽出される。この内、要素4からは要素3
の外乱仮説遷移が抽出され、要素5からは要素1、2、
3の3個の外乱仮説遷移が抽出される。従って、最終的
に積集合で設定される外乱仮説遷移は従来は3個である
のに対し、この発明では1個(要素3)となり、実施例
2で説明したと同様の効果を奏する訳である。
Referring to FIG. 6, first, considering the conventional case, the state "1" of the element 5 is extracted as the final state, and the transition network is traced backward from this state to obtain three elements 1, 2, and 3. Is extracted. On the other hand, when the observation information at the intermediate time according to the present invention is used, the abnormality detection state is extracted by the elements 4 and 5. Of these, from element 4 to element 3
Is extracted, and from element 5, elements 1, 2,
3, three disturbance hypothesis transitions are extracted. Therefore, the disturbance hypothesis transition finally set by the intersection is conventionally three, whereas in the present invention it is one (element 3), which is the same effect as described in the second embodiment. is there.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1に係
る故障診断システムにおいては、特に、故障現象途中の
時間断面で得られた観測情報から異常検知状態を抽出
し、この異常検知状態を起点に以降の後向きにたどる検
索、外乱仮説遷移の抽出、および前向きにたどる検証の
処理を行うようにしたので、従来の場合に比較して、上
記検索の範囲も縮減され、従って外乱仮説遷移の数も減
少して診断精度の向上と処理時間の短縮が実現する。
As described above, in the failure diagnosis system according to the first aspect of the present invention, the abnormality detection state is extracted from the observation information obtained in the time section during the failure phenomenon. From the starting point, a search is performed in a backward direction, a disturbance hypothesis transition is extracted, and a verification process is performed in a forward direction.Therefore, the range of the search is reduced as compared with the conventional case, and therefore, the disturbance hypothesis transition is performed. Is also reduced, thereby improving the diagnostic accuracy and shortening the processing time.

【0059】また、請求項2に係る故障診断システムに
おいては、異常検知状態または最終状態となり得る候補
が予め選定されているので、それらの抽出手段における
処理時間が短縮され、かつ不適な状態の抽出も防止され
る。
Further, in the failure diagnosis system according to the second aspect, since the candidates which can be in the abnormality detection state or the final state are selected in advance, the processing time in these extraction means is reduced, and the extraction of the inappropriate state is performed. Is also prevented.

【0060】また、請求項3に係る故障診断システムに
おいては、外乱仮説遷移となり得る候補が予め選定され
ているので、その抽出手段における処理時間が短縮さ
れ、かつ不適な遷移の抽出も防止される。
Further, in the fault diagnosis system according to the third aspect, since candidates that can be disturbance hypothesis transitions are selected in advance, the processing time in the extraction means is reduced, and the extraction of inappropriate transitions is prevented. .

【0061】また、請求項4に係る故障診断システムに
おいては、シミュレーションにより要素の現在状態を前
向きに1段階進める毎に、とり得る状態の集合を求め直
し、異常検知状態ならびに最終状態との比較から検証を
行うので、仮説の検証処理がより確実、正確になされ
る。
Further, in the failure diagnosis system according to the fourth aspect, each time the current state of the element is advanced one step forward by simulation, a set of possible states is obtained again, and the comparison with the abnormality detection state and the final state is performed. Since the verification is performed, the hypothesis verification processing is performed more reliably and accurately.

【0062】また、請求項5に係る故障診断システムに
おいては、所定の場合、センサ故障状態の仮説を設定す
ることにより、シミュレーションを進めるので、診断解
が確実に得られる。
Further, in the failure diagnosis system according to the fifth aspect, in a predetermined case, the simulation is advanced by setting a hypothesis of the sensor failure state, so that a diagnostic solution can be obtained reliably.

【0063】また、請求項6に係る故障診断システムに
おいては、発生した故障を1個に限定してもよい場合、
検証の処理対象となる外乱仮説遷移の個数を低減して診
断精度の向上および処理時間の短縮を図ることができ
る。
In the failure diagnosis system according to claim 6, when the number of generated failures may be limited to one,
The number of disturbance hypothesis transitions to be verified can be reduced to improve diagnostic accuracy and reduce processing time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施例1による故障診断システム
の全体の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a failure diagnosis system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 遷移ネットワークの内容を説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the contents of a transition network.

【図3】 この発明の診断アルゴリズムの処理内容を示
すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing processing contents of a diagnosis algorithm of the present invention.

【図4】 仮説の生成の処理内容を説明するための図で
ある。
FIG. 4 is a diagram for explaining a process of generating a hypothesis;

【図5】 この発明の実施例2による仮説生成の処理を
従来の場合と比較して説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a hypothesis generation process according to the second embodiment of the present invention in comparison with a conventional case.

【図6】 この発明の実施例3による仮説生成の処理を
従来の場合と比較して説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a hypothesis generation process according to a third embodiment of the present invention in comparison with a conventional case.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 観測情報、2 遷移ネットワーク、3 診断アルゴ
リズム、31 仮説生成部、32 仮説検証部、4 診
断解出力。
1. Observation information, 2. Transition network, 3. Diagnostic algorithm, 31 Hypothesis generation unit, 32 Hypothesis verification unit, 4. Diagnostic solution output.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/08 G01R 31/00Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01R 31/08 G01R 31/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 診断対象となる系統を構成する要素毎
に、当該要素がとり得ると想定される複数の状態の集合
と上記各状態間の状態変化を示す遷移の集合と上記各遷
移が起きるために必要な条件を記述し要素の状態変化の
因果関係を表現する遷移条件の集合とからなる遷移ネッ
トワークを備え、 上記系統から得られる故障発生前の観測情報を入力し、
これに該当する状態を初期状態として上記各遷移ネット
ワークの状態集合から抽出する手段、 上記系統から得られる故障発生後の観測情報を入力し、
これに該当する状態を最終状態として上記遷移ネットワ
ークの状態集合から抽出する手段、 上記故障発生前と故障発生後との中間であって、少なく
とも一部の要素で異常が認められる所定の時間断面に得
られた観測情報を入力し、これに該当する状態を異常検
知状態として上記各遷移ネットワークの状態集合から抽
出する手段、 上記抽出された異常検知状態から出発して上記遷移、遷
移条件および状態を順次後向き(上記因果と逆の向き)
にたどり上記抽出された初期状態を限度に到達できる範
囲を検索する手段、 上記検索された範囲に属する遷移の中で、外部からの設
定がなければ発生しない遷移を外乱仮説遷移として抽出
する手段、 上記抽出された外乱仮説遷移毎に、当該外乱仮説遷移か
ら出発して上記遷移、遷移条件および状態を順次前向き
(上記因果の向き)にたどり、上記観測情報が得られた
全ての要素で上記異常検知状態を経由し上記最終状態に
到達し得るか否かを検証する手段、 および上記検証で到達し得た場合の外乱仮説遷移を故障
要因として出力する手段、を備えた故障診断システム。
For each element constituting a system to be diagnosed, a set of a plurality of states assumed to be taken by the element, a set of transitions indicating a state change between the respective states, and the respective transitions occur A transition network consisting of a set of transition conditions that describes the conditions necessary to express the causal relationship of the state changes of the elements, and inputs observation information before the occurrence of a fault obtained from the above system,
Means for extracting a state corresponding to this as an initial state from the state set of each transition network, inputting observation information after a fault occurrence obtained from the system,
Means for extracting a state corresponding to this as a final state from the state set of the transition network, which is intermediate between before the occurrence of the failure and after the occurrence of the failure, and in a predetermined time section in which an abnormality is recognized in at least some elements. Means for inputting the obtained observation information and extracting a corresponding state as an abnormality detection state from the state set of each transition network, starting from the extracted abnormality detection state, and setting the transition, transition condition and state Sequentially backward (opposite to the above causal direction)
Means for searching for a range within which the extracted initial state can reach the limit, means for extracting transitions that do not occur unless set from the outside as disturbance hypothesis transitions among transitions belonging to the searched range, For each of the extracted disturbance hypothesis transitions, the transition, the transition condition, and the state are sequentially traced forward (the causal direction) starting from the disturbance hypothesis transition, and the abnormality is determined for all elements for which the observation information is obtained. A failure diagnosis system comprising: means for verifying whether the final state can be reached via a detection state; and means for outputting, as a failure factor, a disturbance hypothesis transition when the state can be reached by the verification.
【請求項2】 遷移ネットワークの状態の集合の内、各
要素毎に異常検知状態または最終状態として抽出され得
るものを予め選定しておき、これら状態の抽出手段での
抽出は、上記選定された状態の範囲内で行うようにした
ことを特徴とする請求項1記載の故障診断システム。
2. A set of states of the transition network that can be extracted as an abnormality detection state or a final state for each element is selected in advance, and the extraction of these states by the extraction means is performed by the above-mentioned selection. The fault diagnosis system according to claim 1, wherein the fault diagnosis is performed within a range of the state.
【請求項3】 遷移ネットワークの遷移の集合の内、各
要素毎にその発生に外部からの設定が必要なものを予め
選定しておき、検索手段で検索された範囲の中の上記選
定された遷移を外乱仮説遷移として抽出するようにした
ことを特徴とする請求項1または2記載の故障診断シス
テム。
3. A set of transitions of the transition network, which needs to be set from outside for its generation for each element, is selected in advance, and the selected one of the selected sets in the range searched by the search means is selected. 3. The fault diagnosis system according to claim 1, wherein the transition is extracted as a disturbance hypothesis transition.
【請求項4】 検証手段は、抽出された外乱仮説遷移毎
に、当該外乱仮説遷移から出発して上記遷移、遷移条件
および状態を順次前向き(上記因果の向き)にたどり要
素の現在状態を順次変化させるシミュレーションを行う
手段と、上記シミュレーションの過程で現在状態となり
得る状態の集合を求める手段と、上記現在状態となり得
る状態の集合と中間の時間断面での異常検知状態ならび
に最終状態とを比較し観測情報が得られた全ての要素で
その中間の時間断面での異常検知状態を経由して最終状
態に到達し得るか否かを判断する手段とからなることを
特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の故障診
断システム。
4. The verification means, for each of the extracted disturbance hypothesis transitions, sequentially traces the transitions, transition conditions and states in a forward direction (the causal direction) starting from the disturbance hypothesis transitions, and sequentially determines the current state of the element. Means for performing a simulation to change, means for obtaining a set of states that can be the current state in the course of the simulation, and comparing the set of states that can be the current state with the abnormality detection state and the final state at an intermediate time section 4. A means for judging whether or not all elements from which observation information has been obtained can reach a final state via an abnormality detection state in an intermediate time section. The failure diagnosis system according to any one of the above.
【請求項5】 シミュレーションの過程で、センサに係
る要素が動作すべきであるのに動作していないために、
そのセンサを故障と仮定する以外に最終状態との不一致
を解消できない場合に、当該センサにセンサ故障状態の
仮説設定を行う手段を備えたことを特徴とする請求項4
記載の故障診断システム。
5. In the course of the simulation, since an element related to the sensor should be operating but not operating,
5. The sensor according to claim 4, further comprising means for setting a hypothesis of the sensor failure state when the inconsistency with the final state cannot be resolved except by assuming that the sensor has failed.
The failure diagnosis system as described.
【請求項6】 抽出された異常検知状態が複数存在する
場合、上記各異常検知状態を基に抽出された外乱仮説遷
移の集合を求め、これら各異常検知状態毎の外乱仮説遷
移の集合の積から求まる外乱仮説遷移のみを対象に検証
を行うようにしたことを特徴とする請求項1ないし5の
いずれかに記載の故障診断システム。
6. When there are a plurality of extracted abnormality detection states, a set of disturbance hypothesis transitions extracted based on each abnormality detection state is obtained, and a product of a set of disturbance hypothesis transitions for each abnormality detection state is obtained. 6. The fault diagnosis system according to claim 1, wherein the verification is performed only for the disturbance hypothesis transition obtained from the above.
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