高速公路机电系统故障智能诊断探讨

冯硕

摘 要：机电系统是高速公路工程中重要组成部分，是维持多项功能系统正常运行的重要保障，如果其出现故障，将很有可能会导致高速公路功能瘫痪。在高速公路工程不断完善的背景下，机电系统的规模也在不断加大，相应的对管理工作也有了更为严格的要求，为提高系统运行效率，必须要针对各项影响因素进行分析，并采取有效的故障诊断技术来确定故障位置，并采取措施进行处理。本文分析了高速公路机电系统故障智能诊断技术。

关键词：高速公路；机电系统；智能诊断

机电系统是维持高速公路各项功能正常运行的重要保障，但是在运行过程中经常会因为各种因素的影响而出现故障，导致各分项功能不能正常运行，严重的甚至会导致整个高速公路瘫痪。为降低机电系统故障对高速公路服务功能的影响，必须要做好故障管理，即选择应用有效的故障诊断技术，通过提前预测可能会发生故障的部位，并保证可以及时对故障进行处理，保证高速公路服务功能的正常执行。

1.高速公路机电系统故障处理要点

作为高速公路的重要组成部分，在对机电系统进行故障管理时，需要结合整个系统的特点，采取相应的处理措施，并且就故障管理现状中存在的问题进行分析优化，保证故障发生时能够及时选择合适的措施进行处理，降低故障对系统运行造成的影响。第一，机电系统比较复杂，并且整个系统结构存在的设备数量与型号众多，在运行过程中受到的影响也比较严重，因此在对故障进行诊断与处理时，应明确系统所具有的系统性、复杂性以及不确定性特点进行分析，并就此来确定相应的处理措施。第二，就高速公路机电系统故障的诊断与处理，一般都是由收费站发现故障并上报给设备管理中心，最后由第三方来负责维护预处理，这样就会因为设备停机与维护工作而造成成本增加，并且也不能度对系统故障的历史数据进行统计分析[1]。在进行故障诊断与管理时，必须要就此方面进行优化，安排专业的班组定期进行检查维护，并对各项故障数据进行收集，通过分析来提前预测可能会出现的故障，同时也可以为类似故障提供数据支持，缩短故障影响时间减少损失。第三，整个机电系统中存有大量设备与接口，并且大多由不同厂商生产提供，在对故障进行诊断与处理时，一般都由少数经验丰富的检修人员完成，并不能形成有效的诊断体系，影响设备故障处理效率，必须要采取措施对此方面问题进行处理。

2.高速公路机电系统故障智能诊断方法分析

2.1 故障树诊断

故障树诊断被广泛的应用到系统安全分析中，主要是利用逻辑方法，对整个机电系统的故障进行详细分析，提高了故障诊断的准确性、系统性以及预测性。应用此种诊断方法来确定机电系统故障位置，主要就是将某一故障事件作为开始，找出导致故障事件发生的直接因素，然后以此因素作为基础确定直接原因，其中要重复应用此过程，直到将造成设备故障的所有因素找出为止[2]。通过故障树诊断方法，来确定机电系统故障发生的原因以及可靠性特征量，并对各基本事件赋予先验概率值，既可以完成对故障的可靠性分析，并确定有效的诊断决策，提高故障诊断的效率与准确性。

2.2 专家系统诊断

专家系统诊断主要应用于难于建立数学模型或者根本没有数学模型的复杂系统，在实际应用时，一旦计算机接收到系统故障信息后，通过运用各项规则来完成一系列的推理，争取以最短的时间确定故障或者是可能的故障。专家系统诊断方法是故障诊断领域中应用比较广泛，并且效果良好的一种智能诊断技术。与其他智能诊断技术不同，并不对数学模型存在依赖性，更重要的是以人们长期实践中积累的经验，以及大量系统故障信息为基础，设计出一种智能计算机程序，以此来完成对系统中故障的诊断[3]。在实际应用上，此种诊断方法更为简单，并且也会取得较好的效果。专家系统诊断技术含有众多专业以及高水平的知识，在实际诊断过程中可以进行符号操作，并且可以根据不确定的知识进行推理。

2.3 案例推理诊断

案例推理诊断技术是一种比较新型的智能诊断技术，主要是以案例库为基础，通过访问相似案例来获取解决故障的措施。即在对机电系统故障进行诊断时，遇到一个新的问题，系统会根据故障的关键特征在原始案例库中进行检索，寻找出一个与待解问题相似的案例进行分析，采取相同的方法进行解决。如果相似案例解决方法无效，则会根据故障问题的实际情况对方法进行调整修改来适应待解问题，最后还会将调整后的案例作为一个新的案例保存在案例库内，为后续故障诊断与处理提供数据支持。

2.4 模糊推理诊断

模糊逻辑的应用，主要目的是解决故障诊断过程中本来就存有的不确定性以及不精确性等缺点，因此此种诊断方式多被应用在的复杂系统方面。在模糊集理论中，对模糊集定义了一系列操作，在实际操作上与传统集合操作相似。并且模糊推理诊断主要是利用模糊推理规则对有条件与无条件的模糊命题或规则进行操作。在进行故障检测时，特征信号存在连续不断变化的现象，这样就会产生影响诊断准确性的噪声，一般很难准确定义可靠的测量阀值。对于此类问题，模糊推理可以通过部分重叠语言变量来进行解决，但是因为诊断过程中测量到的特征信号精确度不高，即便对问题进行优化后，最后得出的诊断结果也仅为近似值。

3.结束语

机电系统是维持高速公路服务功能正常运行的重要保障，为保证其正常运行，降低外界因素对系统运行造成的影响，就需要结合机电系统本身特征，对现有故障诊断体系存在的问题进行分析优化，然后选择有效的智能故障诊断技术实现对故障的有效判断，并以此为基础来选择有效的措施进行处理，提高机电系统的运行的有效性，为高速公路服务功能的正常执行提供保障。

参考文献：

[1] 陈文钦，王英.高速公路机电系统故障智能诊断研究[J].北方交通，2010，07：71-73.

[2] 张彤.浅析高速公路机电系统故障智能诊断的几种方法[J].科技资讯，2011，32：107.

[3] 朱立伟，张智勇，包左军.基于故障树模型的高速公路机电系统性能评价[J].交通标准化，2009，23：20-24.