Методы и алгоритмы интеллектуального анализа данных для систем диагностирования устройств железнодорожной автоматики

• Автор: Горишний, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ

И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ.

1.1 Состояние и актуальные проблемы технического диагностирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики

1.2 Современные системы диагностирования технических устройств.

1.3 Системы хранения и интеллектуального анализа данных

1.4 Выводы но главе 1

ГЛАВА 2 ТЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ АНАЛИЗА ДАННЫХ.

2.1 Представление знаний в интеллектуальных системах.

2.2 Методы интеллектуального анализа данных
2.3 Методы формирования рассуждений по неполным данным.
2.4 Выводы по главе 2
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ,
МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ АНАЛИЗА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ
3.1 Сетевая модель представления зависимостей
3.2 Метод и алгоритмы синтеза сетевых моделей зависимостей.
3.2.1 Синтез модели зависимостей па основе критерия минимальной длины описания.
3.2.2 Синтез модели зависимостей на основе логарифмической метрики.
3.2.3 Анализ качества работы алгоритмов но обучающей выборке.
3.3 Метод формирования нечеткотемпоральных описаний зависимостей.
3.4 Метод нечеткотемпорального описания изменений параметров контролируемых устройств
3.5 Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ
4.1 Структура базы данных и базы знаний.
4.2 Подсистема анализа данных и формирования моделей зависимостей.
4.3 Подсистема формирования нечеткогемпоральных описаний зависимостей
и классификации сбоев устройств ЖАТ.
4.4 Подсистема выявления фактов проведения работ по ТОиР
4.5 Программные средства автоматизации адаптации серверного ПО
4.6 Программные средства контроля рабочих параметров
и формирования резервных копий баз данных.
4.7 Программные средства автоматизации проектирования диагностических комплексов
4.8 Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако, как показывает проведенный анализ, в области диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ интеллектуальные методы анализа данных пока практически не применяются. Как известно, основная задача системы диагностирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики — формирование точного диагноза состояния станционных и перегонных устройств. Решению этой задачи препятствует ряд проблем, например, сложная электромагнитная обстановка, влияющая на точность выполняемых измерений, трудности с формализацией описания состояний устройств, а также отмеченное в [] свойство внезапности возникновения значительной доли отказов устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). Характерными примерами сложноформализуемых состояний устройств являются множественные переводы стрелочных приводов, разрыв или повреждение узлов рельсовой цепи (РЦ), нарушение показаний дешифраторной ячейки. Рисунок 1. Анализ ситуации множественных переводов стрелок требуется при диагностировании стрелочных электродвигателей (ЭД). Сложность вызвана тем, что напряжение и ток питания стрелочных ЭД снимаются с одного или двух шунтов на всю станцию, а значит, для формирования диагноза одной отдельно взятой стрелки приходится анализировать суммарный ток, потребляемым всеми ЭД стрелок станции (см. Разрыв или повреждение узлов РЦ диагностируется по результатам анализа изменений уровня и фазы напряжения на входе путевого приемника []. В данных изменениях проявляется также воздействие на РЦ различных помех, вызывающих опасные электродвижущие силы или токи вследствие гальванической связи или электрического и магнитного влияния. Кроме того, своевременный анализ напряжений РЦ может предупредить пробои изолирующих стыков, которые приводят к таким отказам как ложная свободность и ложная занятость РЦ. Нарушение работы и отклонения показаний дешифраторной ячейки диагностируется по наличию помех, наложенных на кодовые посылки кодируемых рельсовых цепей. Помимо индивидуального диагностирования устройств есть задачи, требующие анализа состояния группы устройств. Пример такой задачи -выявление проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР) устройств ЖАТ []. Одним из способов ее решения является анализ последовательности изменений диагностического состояния устройств станции на предмет выявления паттернов (однотипных последовательностей ситуаций на различных устройствах станции), соответствующих определенным видам работ по ТОиР []. Особо следует подчеркнуть, что ценность диагностики заключается, прежде всего в упреждающем выявлении состояний, предшествующих отказу устройства (т. После того, как произошел серьезный отказ, его обнаружение полезно только с точки зрения протоколирования и скорейшего устранения. Для исключения возможности несения материальных и временных потерь вследствие возникновения отказа следует строить систему диагностирования на принципе раннего, упреждающего обнаружения признаков неисправности устройства. Следовательно, становится актуальной задача применения в системе диагностирования современных методов интеллектуального анализа данных, наделение ее функциями экспертной системы. Кроме требований к функциональным возможностям, к современным системам мониторинга предъявляются повышенные требования к защищенности от внешних воздействий (от механической защищенности и способности к работе в экстремальных условиях аппаратного обеспечения, до информационной защищенности и устойчивости к попыткам получения несанкционированного доступа программного обеспечения), к стабильности работы системы в целом при отказе одного из её модулей. Системы мониторинга и диагностики устройств железнодорожной автоматики и телемеханики являются распределенными (см. Управление Сороги (Ш. ЕЦЦУ. С*ртр 1 кйнпчхл» а ЛЛІ'ОСЛЧчіевв. Уровень линейных объектов. Оп*тщ* 1. КГУЛ • Г 4. Т4. Рисунок 1. Еще одним критически важным требованием к системе диагностирования, отмеченным в [2, ] является возможность всестороннего информационного взаимодействия параллельно функционирующих и взаимодополняющих систем между собой.