决策树分析法在道岔故障诊断和预警系统中的应用.pdfVIP

2015年 5月 铁 道 通 信 信 号 May 2015 第51卷 第5期 RAILWAYSIGNALLING 8LCOMMUNICAT10N V01．51 NO．5 决策树分析法在道岔故障 诊断和预警系统中的应用 张志宇 刘 影 摘 要：以道岔动作电流曲线为分析对象，提 出了一种基于产生式表示法的专家知识和决策树的 道岔状态诊断方法。详细描述 了S700K道岔故障树建立方法、专家知识的存储及故障诊断的逻 辑推理，可实现道岔异常的自动预警和道岔故障的自动定位功能。 关键词 ：决策树；知识库 ；故障定位 Abstract：Takingtheswitchactioncurrentcurveasanalysisobject，weproposeafaultdiagnosis methodbasedonexpertknowledgeanddecisiontreeusingproductionrepresentation．Thecon— structionmethodofthefaulttreeforS7O0K switchandthestorageofexpertknowledgeand1ogi— calreasoningaredescribed．Thismethodcanrealizeautomaticalarmingoftrackabnormitiesand pinpointingtheswitchfaults． Keywords：Decisiontree；Expertknowledge；Productionrepresentation DOI：10．13879／j．issnl000—7458．2015—05．15050 道岔是列车从股道转入或穿越另一股轨道时不 实时预警及故障的快速定位，为电务调度指挥系统 可或缺的线路设备，具有结构复杂、故障后影响范 的有效决策提供依据。该方法分析直观，具有编程 围广、养护维修投人大等特点，与曲线、接头并称 实现容易、维护升级简便等特点。 · 为轨道的三大薄弱环节。据济南铁路局 2009年的 1 产生式表示法及 s7O0K道岔诊断模型 统计，信号设备故障中超过 50 以上来 自于道岔 类故障。在高铁 (客专)环境中由于维修 “天窗” 1．1 产生式表示法 少、时间短，养护维修更加困难。因此，如何提高 产生式表示法又称规则式表示法，基本形式为 道岔故障诊断的效率和掌握设备劣化的预警、故障 IFConditionThenConclusion。即满足 Condition 的快速定位等技术受到电务部门的普遍重视。 列表 中的条件，则得 出 Conclusion对应结果。 S700K是高铁线路使用最广的一类转辙机， Condition既可 以是单个条件也可以是多个条件 其工作拉力由电机电压、电流、转速等因素决定。 AND、OR、NOT的逻辑组合。产生式表示格式 基于转辙机 电流曲线的分析方法虽有包络线法、支 固定、形式单一、规则 (知识单位)问相互独立， 持向量机法、基于电流波形树表达等，但多限于理 没有直接关系，使知识库的建立较为容易。同时， 论研究，实际使用不多。本文以S700K转辙机为 其推理方式单纯，无复杂计算，特别是知识库与推 例，将设备故障中典型的产生式表示法及决策树分 理机是相互分离的，给知识的修改带来方便，无需 析法，引用于 “电务调度指挥与数据分析系统”中 修改程序，对系统的推理路径也容易作出解释。所 的转辙机 电流曲线分析模块，实现了转辙机状态的 以，产生式表示知识常作为构造专家系统首选的知