故障樹與推理汽車故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計研究

蔡明清

摘 要：故障樹與推理汽車故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計，對于快速確定汽車故障并給出維修意見等，具有非常重要的作用。文章主要以設(shè)計汽車故障診斷系統(tǒng)為前提，著重分析了系統(tǒng)設(shè)計的步驟與流程，希望能夠為有關(guān)維修人員與企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：故障樹；推理汽車故障診斷系統(tǒng)；設(shè)計；汽車維修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.207

因為電子技術(shù)近年來已經(jīng)在汽車領(lǐng)域內(nèi)得到了普遍運用，針對維修技術(shù)人員也有了更為專業(yè)的要求。為了適應(yīng)國內(nèi)外汽車市場的發(fā)展進程，設(shè)計一個能夠推理汽車故障的故障樹系統(tǒng)，以此早日實現(xiàn)現(xiàn)代化汽車故障維修。然而通過故障樹對汽車進行診斷這一方法，當(dāng)前階段的市場中一直沒有得到普及，所以文章主要針對這一問題，提出了幾點建議，為汽車故障的推理與維修提供了支持。

1 推理汽車故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)是建立在相關(guān)原則上所形成的一種生產(chǎn)式系統(tǒng)，對該系統(tǒng)進行開發(fā)與設(shè)計時，需要采用基于數(shù)據(jù)庫載體的結(jié)構(gòu)模型，并且使用非邏輯高級語言C++結(jié)構(gòu)推理機[1]。以往專家系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)中涵蓋了以下幾個部分，即知識庫、中間數(shù)據(jù)庫、推理機以及學(xué)習(xí)器等。其中學(xué)習(xí)器主要是負責(zé)獲取知識，存在于故障樹數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫等部位，數(shù)據(jù)庫放置故障事實概念與相關(guān)說明，而規(guī)則前件與后件數(shù)據(jù)庫主要是存放規(guī)則之用，故障樹數(shù)據(jù)庫中則是故障樹知識。推理機通過以上所有數(shù)據(jù)庫中的知識完成推理工作，并對推理路徑進行記錄。解釋器通過對推理路徑的追蹤、設(shè)計解釋數(shù)據(jù)庫并且按照用戶提問進行解釋，從而完成對汽車故障的推理。

2 汽車故障診斷推理與控制對策

2.1 汽車故障診斷控制

對汽車故障進行診斷控制，其實也就是在故障事件的基礎(chǔ)上對其進行事先的深入檢索，一旦檢索到故障之后，根據(jù)檢索到故障的故障碼，按照次序啟動相應(yīng)的故障框架，最后將故障源進行定位，使其成為總成框架，將該總成框架中診斷規(guī)則庫框架進行啟動，通過故障樹進行推理，從而明確故障源以及排除故障的優(yōu)先順序，按照推理和診斷結(jié)果啟動對應(yīng)的對策庫框架，為其制定有效的解決策略。

2.2 汽車故障診斷推理

對汽車故障進行診斷推理，主要場所為總成框架，推理工作的進行也是以故障樹為前提進行的。以故障樹為前提的推理，也就是將故障樹中積累的異常結(jié)點事件作為推理開始點，再通過正常結(jié)點將所有的假設(shè)排除。必然故障源中所匯集的全部元素都可以被認(rèn)定為系統(tǒng)故障源，可能故障源內(nèi)所匯集的全部元素也就是帶有可能性的故障源[2]。一般這種在故障樹基礎(chǔ)上實現(xiàn)故障傳播的有向圖推理，即確定性推理。在故障樹基礎(chǔ)上的帶權(quán)故障傳播有向圖，將可能故障源匯集的所有因素都根據(jù)和事件構(gòu)成的通路權(quán)值進行次序排列，元素的權(quán)值最大那么其優(yōu)先級也就最高，這種類型的推理也被稱作可能性推理。

2.2.1 確定性推理

以故障樹為基礎(chǔ)的確定性推理，其中主要涵蓋了正向確定性推理以及反向確定性推理兩種，按照現(xiàn)行測量信息以及故障樹結(jié)點之間所呈現(xiàn)的正向邏輯因果聯(lián)系，對其進行正向推理。按照正向推理所明確的故障樹各個結(jié)點所呈現(xiàn)的狀態(tài)以及故障樹結(jié)點反向邏輯因果聯(lián)系，對其進行反向推理，以此明確故障樹中各個結(jié)點所呈現(xiàn)的狀態(tài)。

2.2.2 可能性推理

通過確定性推理所獲得的可能故障源集PFS不是空集，那么則證明其中缺乏診斷信息，若無法增加信息，那么便要針對PFS內(nèi)元素設(shè)置可能性度量。

3 汽車故障診斷與推理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

此次系統(tǒng)的研發(fā)主要是利用Visual Basic以及Access數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，推理機和知識庫二者分離，其中知識庫在維護與擴展方面存在很大的優(yōu)勢，且界面簡潔、運用便捷。汽車故障事件在用戶接口的幫助下存放于診斷系統(tǒng)事件庫內(nèi)，診斷推理機對事件庫進行搜索，若其中存在異常，那么則要在診斷規(guī)則庫內(nèi)將與該異常事件相關(guān)的故障樹和診斷原則調(diào)出，并且對其進行診斷與推理，將所獲得診斷結(jié)論存放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，明確汽車故障有效的排除意見，再由相關(guān)人員負責(zé)執(zhí)行。

3.2 汽車診斷與推理故障樹實踐運用

某維修人員在對某型號汽車進行檢修時，確定了維修碼，按照上文所述控制測量深度優(yōu)點搜索的根本原則，根據(jù)順序?qū)哟文Ｐ椭懈鱾€層次的框架進行啟動，最終明確該型號汽車故障為發(fā)動機無法啟動[3]。通過對啟動項事件故障樹診斷，對其進行可能性與確定性推理，規(guī)則權(quán)值利用統(tǒng)計方式以及積累的經(jīng)驗進行確定。因為當(dāng)時只是了解了頂事件的故障信息，所以缺乏足夠的診斷推理信息，所以由此可確定最終診斷結(jié)果，即 CFS=空集； NES=空集； PFS={b，c，d，e，f}，PFS內(nèi)所有元素根據(jù)發(fā)生概率從大到小進行排列，且字母分別對應(yīng)了故障內(nèi)容，根據(jù)相關(guān)知識的查詢提出對應(yīng)的故障排除策略。針對此次事件，可以先對點火正時進行調(diào)整，若效果不大，則需要將油泵繼電器進行更換，如若故障依然無法排除，便要按照故障樹對策詞典中要求，繼續(xù)排除故障，直至故障解除為止。

4 結(jié)束語

綜上所述，故障樹與推理汽車故障診斷系統(tǒng)，不僅能夠更加快速的確定汽車故障，同時也可以更為準(zhǔn)確的給出故障解決策略，從而發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，為汽車維修與保養(yǎng)提供技術(shù)層面的支持，有助于實現(xiàn)汽車維修行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]王文晶，劉銳，張麗梅.基于故障樹的故障診斷專家系統(tǒng)推理機的設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2014（02）：404-406.

[2]何彬兵.基于故障樹分析和模糊推理的雷達故障智能診斷系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（21）：44-45.

[3]李英順，陶加云，徐亞平，趙玉鑫.基于改進DMI與故障樹以及IFR的故障診斷專家系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2016（10）：89-94.endprint