远程故障诊断系统体系结构研究
基于工业色谱仪的远程故障诊断系统的研究
蝣 控 引 算 机 ＣＸ８ ０ ｛ ８０
监控 计 算 机
ＣＸ８ ￣ ＣＸ ８ ０监控 计 算 机 ８ ８０
图 ２ 远程故 障诊 断的拓扑 图
收 稿 日期 ：０ ７—０ —１ ２０ ８ ５
作者简介： 刘仲辉 （９ １ ， ， １ ８ 一） 安徽巢湖人 ， 南京工业大学硕士研究生 ， 主要研究方向为 自动仪表与检测技术等。
§
１ 基 于 Ｗｅ ｂ的 工 业 色 谱 仪 远 程 故 障
诊 断 系统 结构
工业 色谱 仪运 行 现场 的数 据采 集 系统 根 据 设
备运行特点， 利用传感器测量电路适时获取色谱仪 的温度 、 力 、 量 等 状 态 信 息 ； 旦 出 现 异 常情 压 流 一 况 ， 作现 场 只需 打开 Ｗｅ 览器 ， 入色 谱仪 故 工 ｂ浏 输
关键 词 ： 色谱 仪 ； 故障诊 断 ； ｂ 务 器 ； Ｐ技 术 ；ＱＬ数 据库 Ｗｅ 服 ＡＳ Ｓ
中 图分 类号 ： Ｐ ７ Ｔ ２７ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编 号 ：６ ２ ６ ６ ２ ０ ）９ ０ ８ ４ １ ７ —１ １ （ ０ ７ １ —０ ６ —０
工业 气相 色谱 仪 是 一种 大 型 防爆 在 线 分 析 仪 器， 可广 泛 适用 于 石 油 、 化工 、 肥 、 金 、 材 、 化 冶 建 环
及， 开放化、 网络化 、 智能化也成为工业色谱仪发展
的一个趋 势 。对 于工业 色谱仪 生产 厂商 ， 网络 化技 术 可 以使 其在 产 品中加入 远程监 控功 能 ， 过远 程 通 故 障诊 断技术监 控 工业 色谱 仪 可 实现 ：１ 为 用 户 （） 提 供远程 在线 技术 咨询 ；２ 提 供设备 使用 、 护方 （） 维 面的技术 支持 和远 程培 ０ｌ（ ） 潜 在 的设 备 故 障 ｉ ３对 ； 进 行远程 检测 、 断 、 诊 维护 ， 短设 备 维修 服务 响应 缩
风机远程监测与故障诊断系统的研究
采 用这 种方 式 的优势 在于 可 以根据 需要 方便 地 增 加测 点数 量 ， 系统 的可 扩 展 性很 好 ， 维修 方 便 ， 数 据 可靠 ， 容易 实现 反馈 控制 ， 前端监 测 系统开 发周 且 期 较短 ． 而缺 点 在 于 基 于 Ｉ ｔｒ ｅ 的 故 障诊 断 系 统 ｎ ｅｎ ｔ
诊 断程 序就 可 以对系 统升 级 ， 现瘦 客户 端． 实 而缺 点 就 是 系统 的可扩 展 性较 差 ， 端采 集 系统 开 发周 期 前
较 长． １ ２ ＯＰ ． Ｃ技 术 实现在 线 监测 与故 障诊 断 系统 ＯＰ ０Ｌ ｏ ｒ ｃｓ ｏ ｔｏ） Ｃ（ Ｅ ｆｒＰ ｏｅ ｓＣ ｎｒ １是一 个 工业 标
强 的远 程数 据传 递 能力 ， 比如 可 以在 主站 级 以太 网 的工作 站上共 享 数据 “ ． ］
Ｓ ＡＰ 简 化 对 象 存 取 的协 议 ） 不 同 组 件 模 Ｏ （ 是 型、 开发工 具 、 序 语 言 、 用 系 统 之 间 在 Ｉｔｒ ｅ 程 应 ｎｅｎ ｔ 上环 境 中互 相 沟 通 和合 作 问题 的 一 种 标 准 沟通 机
与 在线 监测 系统 兼容 性要 差一 些． 从 经 济性 、 开发 周 期 等 方 面综 合 比较 以上 两种
率， 也可 以降低 应用 系统 的复 杂度 ， 进而 增加 系统 的 稳定 性． 如果再 进一 步使 用 Ｗ ｅ ｅｖｃ ｂ Ｓ ｒｉｅ的话 ， 么 那 既可 以重 复使 用对 方 已提 供 的功 能 和 资 源 ， 加 应 增 用 系统 的开发 速度 和更 多 的 功能 ， 可 以使 用 ｗｅ 也 ｂ
的开 放式 结构 应用 程序 的首选 标准 ．
地铁列车故障检测与诊断系统网络体系结构及其仿真研究
动控制单元ＢＣＵ和远程１１０模块等设备如带以太网接
口，则直接与车载丁业以太网连接；否则，上述模块通
过ＭＶＢ网关连接工业以太网。利用远程通信网关
（ＭＣＧ）实现车载故障信息的远程传输。基于工业
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ的地铁列车故障检测与诊断系统网络结构如
图１所示（图中以半列６节编组列车为例进行说明）。故
障检测和诊断信息的优先级通过Ｔ ｑｐ以人网交换机的
故障检测和诊断信息；同时，根据上述各车载单元所
提供的接几形式，基于ＭＶＢ通过ＭＳＭＤ网关（ＧＷ）或
直接通过车载工业以太网接收非实时大容量故障检测
与诊断数据。
ＭｓＭＤ单元对接收的信息进行综合分析、评估、
判断，作出相应的保护或对其他系统的联动。ＭＳＭＤ
单元收集所有子系统的状态信息、过程数据和故障信
息进行分析，根据对运行和安全的影响程度以及对部
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍｅｔｒｏ ｔｒａｉｎ ｆａｕｌｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｎｂｏａｒｄ ｆａｕｌｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍｅｔｒｏ ｔｒａｉｎ ｆａｕｌｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎｂｏａｒｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ。ｗｈｉｃｈ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｂｕｉｌｄ ｕｓｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｔｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｌｏａｄ，ｄｅｌａｙ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ—ｔｏ—ｐｏｉｎｔ ｋｅｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｎｂｏａｒｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍａｓｓ ｆａｉｌｕｒｅ ｄａｔａ ａｎｄ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
基于CORBA的柔性制造系统网络故障诊断系统研究
柔 性 制 造 技 术 得 到 了 广 泛 应 用 ， 性 制 造 系 统 （ ＭＳ 柔 Ｆ ）
Ｍｏ ｅ， 布式 组件 对象模 型 ） ｄ１分 。 与 Ｄ ＯＭ 相 比 ， ＯＲ Ａ是 平 台中立 的 ， Ｃ Ｃ Ｂ 具有 对 多 种平 台 的支持 ， 与其 他分 布 计算 平 台和 协议 的连 接 性
２ Ｃ ０ＲＢ 简 介 Ａ
Ｃ Ｂ ＯＲ Ａ是建立 在 ＯＭＧ组织 制定 的 ＯＭＡ（ ｂｅｔ Ｏｊ ｃ Ｍａ ａｅ ｅ ｔ ｃ ｉ ｃ ｒ， 象 管理 体 系 结 构 ） 考模 ｎ ｇ ｍ ｎ ｈｔ ｔ ｅ 对 Ａｒ ｅ ｕ 参
， 如何 把它们 的故 障信 息有 机 的集 成起 来 ， 真 正 实现 网络化 异地故 障诊 断 和 维修 ， 时还 要 兼 顾 系 同
的途 径 。
目前 ， 在企 业 之 间 ， 至在 企业 内部 ， 在着 多种 甚 存
不 同的 Ｆ ＭＳ系 统 ， 种 Ｆ 各 ＭＳ系 统 的计 算 机 软 、 件 平 硬
Ｃ Ｂ ＯＲ Ａ的 Ｆ ＭＳ网络 型 异 地 故 障诊 断 系 统 具 有 良好
的跨平 台 的集 成性 、 可移植 性 和可扩 展性等 优点 。
基于 Ｃ Ｂ Ｒ Ｏ Ａ的柔性制 造系统 网络故障诊断 系统研究
殷 磊 王 润 孝 高利辉
西 北 工 业 大 学 制 造 自动 化 软 件 与 信 息 研 究所 ， 西 西 安 ７ ０ ７ 陕 １０ ２ 摘 要 ： 对 柔 性 制 造 系统 （ ＭＳ 的 异 构 性 ， 简 要 介 绍 Ｃ Ｂ 体 系 结 构 的 基 础 上 ， 利 用 Ｃ Ｂ 技 针 Ｆ ） 在 ＯＲ Ａ 对 ＯＲ Ａ 术构建 Ｆ ＭＳ网 络 型 异 地 故 障 诊 断 系统 进 行 了研 究 ， 介 绍 了具 体 的 实现 方 法 。 基 于 Ｃ Ｒ Ａ 技 术 构 建 并 Ｏ Ｂ
远程故障诊断维护系统数据传输策略的研究与实现
进技术 。正 是由于通信 技术 的发展 ， 得远程诊 断技术得 使
１ 引言
随着 因特网的广泛应 用 ， 算机技术 和网络技 术得到 计 迅速发展 ， 促使其相关技 术也逐 渐走 向成 熟＿ 。利用基 于 １ ］ 网络的远程诊断维护技术 ， 组建 远程 故障诊断系统 ， 可实现 对工业现场设备的远程测试控制 、 远程 故障诊断分析 、 实时 任务远程监视和仪器仪表 的远程计量等功能 。远 程传输 问题 是远程监测诊 断的一个关 键问颗 ， 当前 困扰研究基 于
刘 巍． 朱名 日． 鲁 骏
ＬＩ Ｗ ｅ ． ＨＵ ｉｇ ｒ ． Ｕ ｕ Ｕ ｉ Ｚ Ｍ ｎ －ｉＬ Ｊ ｎ
（ 林 电子 科 技 大 学 计算 机 与 控 制 学 院 ． 西 桂 林 ５ １０ ） 桂 广 ４ ０ ４ （ｃｏ ｌ ｆ ｏ ｐ ｔｒ ｎ ｏｔｏ． ｕｌ ｎｖｒ ｔ ｆ ｌ ｔ ｎｃ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙＧｕ ｉ ４ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏ ｍ ｕｅ ｄＣ ｎｒ１Ｇ ｉｎＵ ｉ ｓ ｙｏ ｅ ｒ ｉ ｅｈ ｏｏ ． ｉｎ５ １０ ．ｈｎ ） ｏＣ ａ ｉ ｅｉ Ｅ ｃｏ ｓ ｇ ｌ
ｄ ｔ ｒ ｎ ｍｉｓ ｎ ｎ ｅ ｓ ｍｐｏ ｈ ｉ ｈ ｙ ，ａ ｄ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ— ｉ ｅ ａ ｄ ａ ｃ ｒ ｔ ａ ａ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ Ｔｈ ｒ ｃ ｉａ ａ ａ ｔａ ｓ ｓ ｉ ｅ ｄ ，ｅ ｌ ｙ ｔ ｅ ｒ ｔ ｗａ ｓ ｎ ｃ ｉｖ ｈ ｅ ｌｔ ｎ ｃ ｕ ａ ｅ ｄ ｔ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ． ｏ ｇ ｍ ｅｐ ａ ｔ ｌ ｃ
文 章 编 号 ：０ ７１Ｏ ２ ０ ） ７０ ２—３ １０ —３Ｘ（ Ｏ８ Ｏ —０ ４０
远程故 障诊 断维护系统数据传输策略 的研究与实现 ’
中国机车远程监测与诊断系统（C M D系统）车载子系统
0 引言中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）是铁路机务信息系统的核心子系统，其整合机车LKJ、TCMS、6A等运行记录信息及故障信息，实现车对地、地对车的数据采集处理传输，为中国铁路总公司（简称总公司）、铁路局、机务段/检修段、机车制造及修理厂提供机车定位、实时状态数据监测、实时故障报警、远程诊断、视频点播、统计分析、机车车载电子履历管理、专家支持系统、信息共享和功能接口等功能。
CMD系统由车载子系统、数据传输子系统和地面综合应用子系统组成，其采用先进的车载信息技术、通信技术和计算机技术，将实时和历史车载信息数据传至地面，并对这些数据进行综合处理应用[1]。
其中，车载子系统担负着对包括机车车载信息数据、地面控制命令等各类数据的采集、处理、记录、传输与转储，对机车统一授时，提供精确的机车定位信息，存储机车电子履历等重要功能，是CMD系统不可缺少的一部分。
1 设计目标1.1 需求分析从满足用户实际应用需求角度出发，考虑车载子系统在CMD系统中所担负的重要功能及机车在途运行会遇到的恶劣环境，对车载子系统的设计提出了以下需求。
（1）用户对车载子系统的应用需求包括：统一平台的综合信息监测装置开发，能满足对机车状态、监测、安全信息采集、处理、记录与传输的要求；故中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）车载子系统张大勇1，熊昱凯2（1. 中国铁路总公司 运输局，北京 100844；2. 株洲中车时代电气股份有限公司，湖南 株洲 412001）摘 要：中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）车载子系统是CMD系统的重要组成部分，担负着对机车车载应用数据进行采集、处理和传输的功能，是未来构建机车大数据不可或缺的一个环节。
对CMD系统车载子系统的系统构成、设计原理、功能实现、关键技术、应用状况等进行阐述，并对其应用前景进行展望。
关键词：机车；CMD系统；远程监测；诊断；数据采集中图分类号：U26；TP277 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2017）03-0016-07ＤＯＩ：10.19549/j.issn.1001-683x.2017.03.016第一作者：张大勇（1966—），男，中国铁路总公司运输局机务部副主任。
基于3G的汽车远程故障诊断系统分析
Ｖ０ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． １ Ｏ Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３
基于 ３ Ｇ的汽车远程故 障诊 断系统分 析
张 宏
（ 武 汉理 工 大学华夏 学 院 ，湖 北 武汉 ４ ３ ０ ２ ２ ５ ）
摘 要 ： 采用基 于 ３ Ｇ 的汽车远 程故 障诊 断 系统 ， 对 于在异 地汽 车产 生的故 障进行 判 断 ， 指导 驾驶 员或
程中心通讯 ，传输故障码 和有关 的传感器数据． 远 程诊断后 台中心还可以从其他 的资源获得信息 ， 如 汽车制造厂 的数据库 、汽车修理 厂的数据库等． 汽 车远 程诊 断 中心还 可 以为驾 驶 员预 约维 修 时间 ．
２ 汽 车故 障诊 断 系统 功能
修命令译成汽车能接收的格式． 智能驾驶员接 口单 元 通 过车 内人 机 接 口显示诊 断后 台中心 的软 件模 块 由类 似 的单元 组成 ， 用来控 制 和配合 车 内远 程诊 断 与维 护模 块工 作． 如图 １ 所示．
相 关人 员进 行操作 ． 提供 专 业维修 方案 ．
关键词 ：远程诊 断；３ Ｇ无线通信 ；后 台专家系统 中图分 类号 ： Ｕ ７ ４ ２ ． ９ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ３ — ２ ６ ０ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ １ １ ６ — ０ ２ 汽车远程故障诊 断技术可以成为传统诊断技 术 的 补充 ， 它具 有 以下 特 点． （ １ ） 它是 一 种具 有强 大 生命力和广 阔应用前景的开放式远程故障诊断体 系结 构 ． 增 加 了用 于 远程 诊 断 的 Ｗｅ ｂ服务 器 ， 并 与 该技术领域力量较强的大型维修企业 、 科研 院所或 国内外汽车生产厂家建立的故障分析诊断中心互 联， 同时与相关专家建立一种协作关系 ， 共 同为系 统提供远程故障诊断服务． （ ２ ）用户发出故障诊断 请 求后 ， 可 以在较 短 的时间 内调 动服务 器 的所有 技 术资源 ， 实现对汽车的诊断和维修指导 ， 远程故障 诊 断 技术 同时克 服 了地域 障碍 ． （ ３ ）形 成 了丰 富 的 诊断数据库和诊断知识库 ， 提高了诊断智能， 并通 过多手段 、 多专家协 同对故 障进行会诊 ， 提高了故 障诊断的准确性和可靠性． （ ４ ）该系统可提供远程 示教 、 技术培训等功能 ， 对提高维修人员素质 ， 改变 企业 形 象 ， 提 高企 业 竞 争力 有 很 大 帮 助 ． 实 现基 于 ３ Ｇ的汽 车远程 诊 断技 术具有 巨大 的经济 效益 和社 会效益， 其在汽车运用领域所 占的地位必将 日益提 高． 控制单元 ） 监视 电子控制系统各组成部分的工作情 况， 发现故障后 自动启动故障运行程序． 汽车故障 诊 断模块 不仅 能够存 储记 忆汽 车故 障 ， 还能 够实 时 提 供汽 车各种 运行参 数 等． 故 障诊断技术主要是帮助维修人员快速查找 故障和分析汽车运行性能， 驾驶员的检测和修理经 验在汽车出现电控系统故障时往往是无能为力的 ， 为 了解 决 这个 问题 ， 可 以通过 ３ Ｇ无 线 通 讯技 术 解 决 这个难 题 ，通过无 线通 讯 和远程 的服 务 器连 接 ， 维修人员或专业人员通过服务器控制故障诊断设 备 来 读 取汽 车 的诊 断 数据 从 而 判 断或 解 决 汽车 故 障． 针对 汽 车在 异 地行 驶 过 程 中 出现 故 障 的 即时 性， 本系统主要采用对车内网络中各个关键位置传 感器信号的监控 ， 从 中检测 出异常信号 ， 系统网络 的实时在线 ，将所得到的信号传 回后台控制中心 ， 及 时确 定汽 车故 障发生 的位 置 和实践 ， 增 强 了整个 系统故障处理的时效性． 对于汽车实验中故障出现 的 多样 性 ， 采 用专 家 诊 断 系统 ， 建 立 一个 模 拟 的专 １ 汽 车远 程故 障诊 断系统 结构 家诊 断系统 模 型 ， 对故 障进行 判 断 、 分析 ， 给 出合理 故 障诊 断 功能 ， 已经成 为 了新 车 出厂 和修 理 厂 有效 的解决方案 ． 汽车故障众 多 ， 工程设计人员需 故 障检测不 可缺 少 的重要手 段 ． 要从众多的故障 中吸取经验 ， 改进设计 ， 需要故障 开放性 的汽车远程故障诊断系统包括在线检 有可 追 述 性 ，系 统设 计 时 应 考虑 建 立后 台支 持 系 测、 远程诊断、 专家会诊、 信息检索服务和远程学习 统 ， 能记录大量的故障事件． 等， 如图 １ 所示． 汽车故障诊断功能利用 Ｅ Ｃ Ｕ （ 电子 图 ２为远程 诊断 系统 的框 架结 构 ， 需远 程诊 断
数控机床运行状态远程监测和故障诊断系统实现
０ 引 言
在数控机床 的使 用过程 中，用 户最关心 的是
在设备 出 现 故 障 征 兆 信 号 Ｈ Ｗ 何 提 前 进 行 诊 断 以 ｅｎ
１ 系统 体 系结 构
基于 Ｉｔｒｅ 的数控 机 床 远 程状 态 监 测 和故 障 ｎｅｎｔ 诊断 系统 主 要 分 为 以下 几 个 部 分 ：一 是 数 控 机 床
Ｘｉ ｎ ７１ ０ ２， Ｃｈｉ ａ；２． Ｓ ａ ’ｉＨｗａｅ ｃｅ ｃ ＆ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ．， Ｌｔ ’ ０７ ａ ｎ ｈａ ｎｘ ｔｃ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏｏ ｙ Ｃｏ ｄ，
Ｘ’ １０ ３ Ｃ ｉａ ． Ｘ’ ｅ ｔ ｈ ｉ ｌ ｏ ｅｅ ｉｎ７ ０ ７ ， Ｃ ｉａ ｉｎ７ ０ ４ ， ｈｎ ；３ ｉ ｎＡ ｒ ｅ ｎｃ ｌ ｇ ，Ｘ ’ １０ ７ ａ ａ ｏｃ ａＣ ｌ ａ ｈ ） ｎ
现场 的状 态 监 测 和 故 障信 息 预处 理 功 能 ，安 置 在
数控 机床 上 ；二 是 远 程 故 障 诊 断 中 心 ，主 要 实 现 专家 系统 故 障分 析 和诊 断 的 功 能 ，安 置 在 数 控 机 床厂 家 的服务 器上 。系统体 系结 构如 图 １ 所示 。态的远程监测和故障诊 断的需要，研 究和建立 了基 于 ＩＴ Ｒ Ｅ Ｎ Ｅ Ｎ Ｔ的数控
基于状态检测元件的气动无线远程故障快速定位技术的研究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｅ Ｒｅ ｏ ｅ Ｗ ｉ ｅｅ ｓＦａ ｌ ａ ｎｏ ｉ ｎ Ｐｏ ｉｉ ｎｉ ｇ ｏ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｍ ｔ ｒ ｌｓ ｕ ｔＤｉ ｇ ｓｓ ａ ｄ ｓｔｏ ｎ ｆＰｎ ｕｍａ ｉ ｔｃ Ｓ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｉ Ｓ ａ ｕ ｔ ｃ ｉ ｇ Ｐｎｅ ｍ ａ ｉ ｍ ｐ ｎｅ ｔ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ Ｏ ｌ ｔ ｔ ｓ Ｄｅ ｅ ｔｎ ｕ ｔｃ Ｃｏ ｏ ｎｓ
车载故障诊断系统(OBD)研发建设方案(二)
车载故障诊断系统（OBD）研发建设方案一、实施背景随着中国汽车产业的快速发展，汽车电子诊断技术得到了广泛的应用。
车载故障诊断系统（OBD，On-Board Diagnostics）作为汽车电子诊断技术的重要组成部分，可以对汽车运行状态进行实时监测和故障诊断，为驾驶者提供及时、准确的车况信息，有助于保障行车安全。
近年来，中国政府对新能源汽车产业给予了高度关注，新能源汽车的推广和应用也成为了国家战略。
在此背景下，OBD 系统的研发和建设更显重要。
通过OBD系统，可以实时监控新能源汽车的能源消耗、排放状况等关键参数，为政策制定者提供数据支持，同时也有助于提高新能源汽车的安全性和可靠性。
二、工作原理OBD系统主要通过车辆通信接口与汽车电子控制单元（ECU）进行数据交换。
当车辆出现故障时，ECU会记录故障信息并存储，同时通过OBD接口将故障信息传输至外部设备。
驾驶员或维修人员可以通过OBD设备读取故障信息，快速定位并修复故障。
此外，OBD系统还具备远程通信功能。
当车辆发生故障时，OBD设备可以自动将故障信息发送至云端服务器。
维修人员可以通过手机APP或电脑客户端实时查看车辆故障信息，实现远程故障诊断和维修指导。
三、实施计划步骤1.技术研究与开发：成立专门的技术研发团队，进行OBD系统的硬件设计、软件开发和系统集成工作。
2.实验室测试与验证：在实验室环境中对OBD系统进行严格的测试和验证，确保系统的稳定性和可靠性。
3.实地试验与部署：选择典型车辆和实际运行环境进行实地试验，收集实际运行数据，对系统进行优化和改进。
4.标准化与认证：积极参与国家和行业标准制定工作，同时申请相关认证，如ISO 22901等。
5.产业化与推广：在完成上述步骤后，将OBD系统投入产业化生产，并进行大规模的市场推广和应用。
四、适用范围本方案所涉及的OBD系统适用于各类在用车辆，包括传统燃油车、电动汽车、混合动力汽车等。
同时，该系统也可应用于各类商用车和特种车辆，如物流车队、出租车公司、公共交通系统等。
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收稿日期:2004212214;修返日期:2005201221
基金项目:国家“863”计划资助项目(2001AA423230);湖北省自然科学基金资助项目(2003ABA002)
远程故障诊断系统体系结构研究3陈幼平,张国辉,袁楚明,周祖德(华中科技大学机械科学与工程学院,湖北武汉430074)
摘 要:远程故障诊断系统有两个主要特点:多资源协作性和多设备适应性,因此远程故障诊断系统可以表示为一个由设备、资源和时间共同表达的分布式协作计算环境,建立了远程协作诊断系统的功能层次模型,并且论述了采用系统两级重构实现软件模块重用和诊断资源共享的方法。关键词:远程故障诊断;功能层次模型;两级重构中图法分类号:R446 文献标识码:A 文章编号:100123695(2005)1220088203
ResearchonArchitectureofRemoteFaultDiagnosisSystemCHENYou2ping,ZHANGGuo2hui,YUANChu2ming,ZHOUZu2de(CollegeofMechanicalScience&Engineering,HuazhongUniversityofScience&Technology,WuhanHubei430074,China)
Abstract:Therearetwomaincharacteristicsinaremotefaultdiagnosissystem,collaborationamongmulti2diagnosingre2sourcesandapplicabilitytomulti2typesofdevices.Soinfact,thissystemisadistributedcollaborativelycomputingenviron2mentwhichcanbeexpressedwiththreeelements,device,resourceandtime.Afunction2layermodeloftheremotecollabora2tiondiagnosissystemispresented,andthemethodtoimplementthesoftwaremodulereuseanddiagnosingresourceshareusingtwolayerconfigurationisdescribed.Keywords:RemoteDiagnosisSystem;Function2layerModel;TwoLayerConfiguration
1 远程故障诊断的特点远程故障诊断的最大特点是设备与诊断资源在地域上的分离,提供服务的诊断资源与被诊断设备之间通过网络通信,
组成一个比较松散的逻辑整体,这使得远程资源为设备提供故障诊断服务的形式有了一些新的特点[1～4]。一方面,可以将诊断任务分解为不同故障域的子问题,再利用不同的远程诊断资源进行诊断,进而将所有这些诊断结论综合,无疑会得到比较准确的诊断结果;另一方面,同一远程资源将可以为不同地域的多个或多种设备提供诊断服务。因此,开放式远程故障诊断系统具有如下的特点:①多资源协作性。诊断系统中可以有多个诊断资源共同为一个设备协作进行故障诊断。②多设备适应性。能够快速地重构出相应的符合实际需要的诊断系统,比较方便地为不同类型、不同地域的设备提供故障诊断服务。开放式远程故障诊断系统原理如图1所示。
一方面,远程故障诊断系统将根据具体请求服务的设备调用相应的设备通信接口与设备进行交互,监测、操作设备以获
取其故障症状,并将诊断结果反馈给设备,即通过设备通信接口的适配实现多设备适应性。另一方面,诊断系统可以根据获取的故障症状的类型,通过资源通信接口调用多个不同的远程资源共同为设备提供服务,并且协调资源之间的关系,即通过诊断资源的调度实现多资源的协作。
2 远程故障诊断系统的表达远程故障诊断系统运行时,可以利用不同地域的多个诊断资源共同协作,在不同时间为不同地域的多个设备提供故障诊断服务。因此,在远程诊断服务平台的管理下,资源、设备和时间将一起表达系统的运行过程(图2)。资源轴表示系统中所有的可用诊断资源。诊断资源在资源轴上表现为一个离散的序列,由服务平台的资源管理模块进行资源调度;设备轴由系统能够为之服务的所有设备组成,设备在设备轴上也是一个离散的序列,对于设备的服务请求必须由服务平台的设备管理模块决定是否响应并提供诊断服务;时间轴表示诊断活动的发生时间,一般来说,一个诊断任务的完成将持续一定的时间段。远程诊断系统可以描述为sys。sys:system,一个远程协作故障诊断系统。系统中的多个资源在同一段时间内为某个设备服务,最后在某个时间点得到一致的诊断结论,并指导进行设备维护。d:device,表示请求服务的设备及其相关信息。不同的设备对诊断系统的要求是不同的,因此服务平台将根据设备类型及其相关信息调用相应的资源组建成合适的协作故障诊断系统。r:resource,诊断系统中所包括的资源。资源包括诊断专家、专家系统、知识库、数据/信号处理程序等,所有资源将合作
・88・计算机应用研究 2005年为设备提供服务。t:time,本诊断系统存在的时间。只有在本时间段内,系统中所包括的资源才属于本系统并为设备服务。在一个包括多个诊断资源的系统中,诊断资源之间将发生协作关系。一方面,两个诊断资源执行诊断任务时,其诊断活动之间存在一定的时间上的顺序执行关系,即此两个诊断资源是时间耦合的。另一方面,两个诊断资源执行诊断任务时,其诊断过程之间存在一定的数据配合关系,即此两个诊断资源是数据耦合的。时间耦合往往是由诊断过程的逻辑流程决定的;数据耦合一般是由于诊断资源之间需要进行数据共享或者数据交换而引起的。时间耦合和数据耦合统称为资源之间的协作。如图2所示,在诊断系统S2中,资源r2,r3和r4在时间段(t1,t2)内为设备d1进行故障诊断。在时间点t1和t2,r2,r3和r4存在协作关系;在时间点ta,r2和r4存在协作关系;在时间点tb,r2和r3存在协作关系;在时间点tc,r3和r4存在协作关系。在几个协作诊断系统中可能包括相同的诊断资源,即多个诊断系统可以共享同一诊断资源,使同一资源可以在不同的诊断系统中得到重用。图2中任何垂直于资源轴的平面视图都表示了资源共享与重用关系。如在资源r2处的与资源轴垂直的平面Pr2中,诊断资源r2在不同时间段可以为处于设备轴上的不同设备d1,d2提供故障诊断服务。在时间段(t1,t2)内r2为设备d1进行诊断服务;在时间段(t3,t4)内r2为设备d2进行诊断服务。3 协作故障诊断系统的功能层次利用多种类型的知识或者诊断子系统共同协作为设备进行故障诊断是远程故障诊断系统的主要优势之一。在远程协作故障诊断系统中,资源与设备没有固定的对应服务关系,而是一种动态匹配和及时释放的关系。为了根据设备的有关信息及其故障诊断要求,使适当的资源能够为其服务,必须提供一个中间层次将设备与资源联系起来,这个中间层次叫协作层,主要负责设备管理和资源管理,并提供资源及设备之间进行协作的运行环境。因此,远程故障诊断系统组织结构包括三个功能层次:问题层、协作层和诊断层(图3)。(1)问题层:问题层的功能,即进行人机交互,提交诊断任务,显示故障诊断结果,反馈维护效果,提供某些故障诊断所需的设备信息、故障症状描述等;与设备进行交互,提取设备运行状态数据,获取设备故障症状;管理设备运行状态数据、设备维护日志等。
问题层可以由多个子系统组成,此多个子系统可以在不同地域同时运行。例如,可以有一个人机交互子系统和一个数据采集子系统。用户通过人机交互子系统提交诊断任务,控制系统的诊断流程,将从协作层得到的诊断结论显示出来指导进行设备维护,最后还可以进行诊断结果的满意度评价。数据采集子系统负责进行设备运行状态信息的提取,并传送到协作层中。当然有些设备的故障症状也可以通过人机交互获取描述性的故障症状。(2)协作层:协作层只有一个子系统,称为协作子系统。
①在接收到用户提交的诊断任务后,协作子系统应将设备的诊断任务划分为不同问题域的诊断子任务,并且将获取的设备故障症状信息按照问题域分类后送达相应诊断子系统。②用户可能随时对诊断任务进行调整,或者终止当前正在运行的任务而提出新的诊断任务,因此,协作子系统将管理参与故障诊断的多个诊断子系统的运行过程,以符合用户要求的诊断逻辑。③由于多个诊断子系统需要相互协作进行故障诊断,所以在子系统运行的过程中,不断有相互协作事务发生,例如诊断子系统间的数据交换、结论综合等,协作子系统将提供诊断子系统之间相互协作的运行环境。(3)诊断层:诊断层的功能,即根据获取的设备故障症状
运行相关算法进行故障诊断,得出诊断结论,并提供相应的设备维护措施;得到用户的诊断结论评价反馈后,进行相应的诊断知识的学习,以提高本诊断子系统的诊断精度;建立本诊断子系统的运行日志,并能够提供本子系统运行的状态和运行过程的解释等。诊断层包括多个运行在不同地域的诊断子系统。诊断层子系统根据协作子系统分派的诊断任务运行,并且及时响应协作子系统下发的协作行为,完成诊断任务后,将得到的诊断结果上传到协作子系统中。诊断任务的执行过程是不间断的,但是协作行为的到达是随机的,所以诊断子系统在运行过程中会根据协作行为不断地调整自己的运行状态,以满足整个诊断流程的控制要求。远程协作诊断系统中各层包括的多个子系统可以在不同地域运行,共同协作进行故障诊断。实际上可以看出,协作层是连接不同地域的多个子系统的信息中心,所有信息在协作子系统中汇总,并进行适当的调整和处理,使多个问题层和诊断层的子系统能够协调有序的运行,达到为设备服务的目的。这样一来分布于不同地域的诊断资源也可以得到充分利用,在不同的设备间进行共享。①每个子系统都有远程通信模块与其他子系统交换数据。子系统之间并没有固定的功能接口调用关系,一个子系统通过传送符合一定协议的数据给另一个子系
・98・第12期陈幼平等:远程故障诊断系统体系结构研究