一种基于时间故障传播图的故障诊断推理方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种基于时间故障传播图的故障诊断推理方法及装置，属于航电系统健康管理领域，该方法包括：获取系统异常事件后生成假设；更新假设：对中间事件进行诊断时，根据新增事件与某一假设满足预设条件的不同情况，对该假设执行不同的更新操作，其中，所述预设条件为新增事件与某一假设的故障模式基于节点连接关系相关，且时间一致，中间事件为除首个事件外的事件，连接关系包括与连接关系和或连接关系；增加假设；基于评估指标对每个假设的效果进行评估，得到故障诊断推理结果，针对出现多个故障发生的复杂系统，能够提高故障诊断工作的准确性和合理性。作的准确性和合理性。作的准确性和合理性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间故障传播图的故障诊断推理方法及装置


[0001]本申请属于航电系统健康管理领域，尤其涉及一种基于时间故障传播图的故障诊断推理方法及装置。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，系统复杂性不断增加，同时各个子系统或子部件出现故障的情况也愈发复杂。故障诊断技术能够及时发现并向使用维护人员报告系统中存在的问题，便于维护人员制定有效的保养维修工作计划，提高系统稳定性和可靠性。
[0003]对于航电系统而言，基于有向图的故障诊断方法无需大量监测数据，可利用提取的系统连接关系和因果传播路径等信息实现故障建模，为故障诊断提供了一个有效的途径。其中，时间故障传播图(timed failure propagation graph， TFPG)不仅能表达系统故障传播的复杂因果关系，还考虑了动态系统的故障传播时间约束，使得抽象的故障模型更能反映实际系统的故障传播情况。
[0004]对于简单、小型系统，通常时间故障传播图也相对简单，节点之间往往只有一条有向边的连接，无需考虑多个差异节点综合影响的情况。然而，对于如航电系统这类复杂产品的时间故障传播模型，可能出现多个故障发生的情况，这类情况需要有区分地对节点进行检查，设计全面的推理算法。为了解决这一实际需求，提出了一种基于时间故障传播图的诊断推理算法，从而提高故障诊断工作的准确性和合理性。

技术实现思路

[0005]为了解决相关技术中的问题，本申请提供一种基于时间故障传播图的故障诊断推理方法及装置，所述技术方案如下：
[0006]第一方面，提供一种基于时间故障传播图的故障诊断推理方法，所述方法包括：
[0007]生成假设：当首个事件到达时，建立新的假设；
[0008]更新假设：对中间事件进行诊断时，对中间事件进行诊断时，根据新增事件与某一假设满足预设条件的不同情况，对该假设执行不同的更新操作，其中，所述预设条件为新增事件与某一假设的故障模式基于节点连接关系相关，且时间一致，其中，所述中间事件为除首个事件外的事件，连接关系包括与连接关系和或连接关系；
[0009]增加假设：若新增事件与假设库中的所有已有假设均不满足预设条件时，生成新的假设；
[0010]基于评估指标对每个假设的效果进行评估，得到故障诊断推理结果。
[0011]其中，所述生成假设，包括：
[0012]相关性分析：根据首个事件中的差异节点和连接关系计算差异节点的割集集合，割集集合包括多个割集，每个所述割集为可能导致差异节点激活的故障模式的一个组合，连接关系是从故障诊断模型中提取出的；
[0013]时间一致性分析：判断差异节点的激活时间和每个割集中包含的故障模式到差异
节点的传播时间是否一致，当差异节点的激活时间和每个割集中包含的故障模式到差异节点的传播时间一致时，基于预先构建的假设基本结构生成假设，确定差异节点的属性、假设发生的故障模式和多个警报集合，故障模式到差异节点的传播时间是从故障诊断模型中提取出的。
[0014]其中，所述更新假设，包括：
[0015]相关性分析：根据中间事件中的差异节点和连接关系计算差异节点的割集集合，判断是否有至少一个割集为诊断集合的子集，当有至少一个割集为诊断集合的子集时，进行时间一致性分析，诊断集合为假设基本结构中的假设发生的故障模式的集合；
[0016]根据时间一致性分析结果更新假设，更新与中间事件中的差异节点存在连接关系的节点的属性和各警报集合。
[0017]其中，所述增加假设，包括：
[0018]相关性分析：根据中间事件中的差异节点和连接关系计算差异节点的割集集合；
[0019]时间一致性分析：判断差异节点的激活时间和每个割集中包含的故障模式到差异节点的传播时间是否一致，当差异节点的激活时间和每个割集中包含的故障模式到差异节点的传播时间一致时，基于预先构建的假设基本结构增加假设，确定假设发生的故障模式，并根据此新增事件以及之前的所有已激活的差异节点与每个增加的新假设之间的相关性以及时间一致性，确定新假设中的节点属性和各警报集合。
[0020]其中，所述方法还包括：
[0021]提取故障诊断模型中的信息，所述故障诊断模型为优化后的时间故障传播图，优化后的时间故障传播图包括的节点的连接关系含有与连接关系和或连接关系；提取的故障诊断模型中的信息包括：故障模式节点、差异节点、连接关系和传播时间信息；
[0022]构建故障诊断的假设基本结构，所述假设基本结构包括各个目标节点的属性、假设发生的故障模式和多个警报集合，所述目标节点包括故障模式节点和差异节点。
[0023]其中，故障模式节点的属性包括故障发生的最早时刻和最晚时刻；
[0024]差异节点的属性包括观测状态、实际激活时刻、假设状态、预计激活的最早时刻和最晚时刻。
[0025]其中，优化时间故障传播图，包括：
[0026]提取故障诊断模型中的差异节点的与属性和或属性；
[0027]根据提取的与属性和或属性设立虚拟节点，虚拟节点与已有的差异节点存在与连接关系，或者或连接关系；
[0028]基于虚拟节点和已有的差异节点之间的连接关系优化时间故障传播图。
[0029]其中，所述评估指标包括：可信度和鲁棒性。
[0030]第二方面，提供一种基于时间故障传播图的故障诊断推理装置，所述装置包括：
[0031]生成模块，用于生成假设：当首个事件到达时，建立新的假设；
[0032]更新模块，用于更新假设：对中间事件进行诊断时，根据新增事件与某一假设满足预设条件的不同情况，对该假设执行不同的更新操作，其中，所述预设条件为新增事件与某一假设的故障模式基于节点连接关系相关，且时间一致，其中，所述中间事件为除首个事件外的事件，连接关系包括与连接关系和或连接关系；
[0033]增加模块，用于增加假设：若新增事件与假设库中的所有已有假设均不满足预设
条件时，生成新的假设；
[0034]评估模块，用于基于评估指标对每个假设的效果进行评估，得到故障诊断推理结果。
[0035]本申请提供的基于时间故障传播图的故障诊断推理方法及装置，可实现系统的自动故障检测和隔离。推理方法综合考虑了多类情况，包括：传播路径上存在“与”逻辑的多故障情况，多个异常事件同时触发的情况，事件为虚警的情况等。推理的输出是故障假设，能够提供故障模式、故障发生时间的区间估计，支持假设的警报合集，错误的警报集合，丢失的警报集合，预期的警报集合。结合合理性、鲁棒性评估指标对假设进行评估，辅助决策人员及时地确定警报原因，进而制定相应维修措施，可提高产品的可靠性、维修性、安全性，有利于降低维修保障成本。
附图说明
[0036]图1为本申请提供的基于时间故障传播图的故障诊断推理方法流程图；
[0037]图2为本申请提供的案例中双余度综合显示单元的TFPG示意图；
[0038]图3为本申请提供的一种诊断显示结果示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时间故障传播图的故障诊断推理方法，其特征在于，所述方法包括：生成假设：当首个事件到达时，建立新的假设；更新假设：对中间事件进行诊断，根据新增事件与某一假设满足预设条件的不同情况，对该假设执行不同的更新操作，其中，所述预设条件为新增事件与某一假设的故障模式基于节点连接关系相关，且时间一致，其中，所述中间事件为除首个事件外的事件，连接关系包括与连接关系和或连接关系；增加假设：若新增事件与假设库中的所有已有假设均不满足预设条件时，生成新的假设；基于评估指标对每个假设的效果进行评估，得到故障诊断推理结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成假设，包括：相关性分析：根据首个事件中的差异节点和连接关系计算差异节点的割集集合，割集集合包括多个割集，每个割集为可能导致差异节点激活的故障模式的一个组合，连接关系是从故障诊断模型中提取出的；时间一致性分析：判断差异节点的激活时刻和每个割集中包含的故障模式到差异节点的传播时间是否一致，当差异节点的激活时刻和每个割集中包含的故障模式到差异节点的传播时间一致时，基于预先构建的假设基本结构生成假设，确定差异节点的属性、假设发生的故障模式和多个警报集合，故障模式到差异节点的传播时间是从故障诊断模型中提取出的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新假设，包括：相关性分析：根据中间事件中的差异节点和连接关系计算差异节点的割集集合，判断是否有至少一个割集为诊断集合的子集，当有至少一个割集为诊断集合的子集时，进行时间一致性分析，诊断集合为假设基本结构中的假设发生的故障模式的集合；根据时间一致性分析结果更新假设，更新与中间事件中的差异节点存在连接关系的节点的属性和各警报集合。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加假设，包括：相关性分析：根据中间事件中的差异节点和连接关系计算差异节点的割集集合；时间一致性分析：判断差异节点的激活时刻和每个割集中包含的故障模式到差异节点的传播时间是否一致，当差异节点的激活时刻和每个割集中包含的故障模式到差异节点的传播时间一致时，基于预先构建的假设基本结构增加假设，确定差异节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜瑾，张竞凯，池程芝，李铁颖，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：