[发明专利]一种在线检测和仿真建模验证结合的工业系统检测方法

摘要

本发明涉及一种在线检测和仿真建模验证结合的工业系统检测方法，是针对轨道信号系统设备，提供一种可靠性、安全性测试评估方法，适用于轨道交通领域电气化和非电气化区间及多种轨道电路类型的通用区间自动闭塞测试评估，包括物理特性信号分析、物理信号过程建模、在线实时检测与仿真验证、故障实时检测与诊断。本发明系统克服了传统仪器只能完成对某个量的独立测量，它可以使各个测量值互相通信。实现信息共享，便于对被测系统综合分析、评估，得出准确判断。本发明系统可以面对复杂的被测系统商不必配备种测试仪器，克服传统不足。

主权项

一种在线检测和仿真建模验证结合的工业系统检测方法，其特征在于：该方法是针对轨道信号系统设备，提供一种可靠性、安全性测试评估方法，适用于轨道交通领域电气化和非电气化区间及多种轨道电路类型的通用区间自动闭塞测试评估，具体包括以下方面：物理特性信号分析，将被测系统设备的行为功能映射到机械、电气、脉冲与辐射投影平面的模型库中，以物理量的信号过程模式予以形式化表达；轨道交通系统中，采用了以电子计算机处理技术为核心的各种自动化设备，从而代替人工的、机械的、电气的行车组织、设备运行和安全保证系统；物理信号过程建模：物理信号过程建模，对振动、位移、噪声、应变、转速、转矩、功率、温度、流量、力、压力、电压、电流、频率、电能、功率、相位、电阻、电容、电感、视频脉冲、信号电流、电磁辐射、流量负荷等波谱数据，进行LPC或MFCC等变换提取特征向量，以PCA、PLS或SVM算法，演绎主元模式库；基于数学模型构建功能仿真模型：离线仿真构建功能模型,围绕实物产品的质量检测，展开旨在获取工业对象属性数据、行为事件要素数据的线下驱动测试和仿真建模；(1)基于数学模型与正确构造的方法，模型检验有两种主要方法，其一是时态模型检验，该方法中规格以时态逻辑形式表述，系统模拟为有限状态迁移系统；有效的搜索过程用来检验给定的有限状态迁移系统是否是规格的一个模型；另一种方法中，功能规格以自动机方式给出，系统也模拟为一个自动机，系统的自动机模型和规格比较，以确定其行为是否与规格的自动机模型一致；(2)模型检验与验证，验证仿真建模是否准确，根据所检验规格的特点可分为时态逻辑模型检验器、行为一致检验器和复合检验器；(3)检验结果导入功能杨本模型库中；在线实时检测与仿真验证：在线监测，围绕实物产品的现场运行，对工业过程数据进行实时化的适配采集和压缩存储；建立过程状态建模，通过离线检测获取工控设备测量数据，建立实际的功能仿真模型；通过实际运行数据与离线功能安全模型相比较，对模型进行验证修订，形成功能检测模型库和检测方案库；故障实时检测与诊断：对于系统设备在规定条件下不能完成其规定的功能—故障，这种状态往往是由于不正确的技术条件、运算逻辑错误、零部件损坏、环境变化、操作错误等引起的，这种类型存在着测不准的问题；采用黑盒测试或者故障实时检测与诊断方式：(1)信号检测方法，检测能真正反映设备运行状态的检测参数，采用小波分析、信息融合、机器学习等方法，进行可靠性预计、维修性预计、可用性计算、故障模式影响与危害性分析(FMECA)、初步危险分析(PHA)、故障树分析(FTA)、事件树分析(ETA)等，诊断分析故障特征和因果关系；(2)风险评估方法，基于德尔菲法的风险矩阵法，对被测系统设备进行可靠性、可用性和安全性评价。