车辆诊断可视化建模管理系统与方法
【专利摘要】本发明公开了一种通用的车辆诊断可视化建模管理系统，该系统采用硬件监控仪，管理车载装备系统的可视化建模与诊断，通过监控仪的后台数据库与前台的用户界面信息连接，实现了快速准确建立可视化故障树的功能，提高人工诊断建模的效率。本发明还公开了一种通用的车辆诊断可视化建模管理方法，该方法可以对车载装备系统中的特征参数以及各部分控制系统，进行图形化配置与可视化显示，并通过网络将配置的故障树信息与车载装备系统的元件信息关联起来，能够在不改变硬件的情况下增加新的故障管理功能，并能够对诊断结果给出可视化配置与显示。
【专利说明】车辆诊断可视化建模管理系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管理系统及方法，尤其涉及一种车辆诊断的管理系统及方法。
【背景技术】
[0002]在不断采用现代化新技术的过程中，车载装备系统的功能和系统复杂性日益提高，其工作可靠性变得越来越重要，基于车辆运行安全性和工作安全性考虑，对车载装备系统的故障处理也越来越引起技术人员的重视，对面向车载系统的各种诊断装置和方法要求也不断增多。车载装备系统的性能检测和故障诊断是管理维修体制的核心，是保障设备安全可靠运行的关键所在。故障诊断是利用被诊断系统的各种状态信息和已有的知识，进行信息的综合处理，最终得到关于系统运行和故障状况综合评价的过程。故障诊断结合现代控制技术、计算机理论、统计学、数字信号处理及人工智能和专家系统等领域的知识，已经形成了 一个多学科交叉的研究方向，并且有比较完善的技术体系。
[0003]当前对车载装备系统的故障处理主要是基于诊断和维护的过程，而诊断过程更为重要，因为只有诊断出了车载装备系统的故障，才能够有效的修理或者更换损坏的零件。由于车载系统不同的功能和完成的工作不同，因此诊断装置和方法也各不相同，需要给每个诊断实体配置单独的硬件功能模块，对不同的系统、不同的车辆配置需要开发不同的诊断管理模块嵌入到硬件功能模块中，从而使得诊断系统配置、维护保养和用户使用过程变得复杂、效率低下。具体表现在:
[0004]首先，特定的功能模块只能完成特定车载装备系统的诊断，如果车辆的装备或系统发生修改或改进，原有的硬件功能模块和诊断管理模块不能够使用，需要全部重新设计，通用性差。
[0005]再者，在已经配置好的硬件功能模块中，如果要修改或更新诊断管理模块，需要重新设计满足要求的硬件功能模块，不能方便的实现诊断管理模块的扩展性。
[0006]其次，现有的诊断管理模块是已经预先设置好的，和硬件的耦合度高，无法满足实时在线的功能修改和管理要求。
[0007]此外，现有的诊断管理没有从系统的诊断模型出发，且不能利用网络把诊断信息中的故障树节点与传感器采集的系统中的硬件信息关联起来。
[0008]最后，现有的诊断管理模块中的建模方法实现的方式不利于故障诊断的结果的直观显示，管理过程中只能看到输入和输出的结果，对从输入到输出的中间过程无法展现。
【发明内容】
[0009]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种通用车辆诊断可视化建模管理系统，来达到降低维修复杂度、提高效率的目的。同时提供一种通用车辆诊断可视化建模管理方法，来解决增加硬件设备时，原有的硬件功能模块和诊断管理模块不能使用，通用性差的问题。
[0010]为达到上述目的，本发明提供了一种通用的诊断用可视化建模系统，包括故障树存储模块1、配置数据库模块2、诊断配置模块3、可视化显示模块4、故障树编辑模块5、参数配置模块6、节点配置模块7、通信接口模块8。
[0011]所述通信接口模块8、节点配置模块7、故障树存储模块1、配置数据库模块2依次相连。
[0012]所述数配置模块6与所述节点配置模块7相连。
[0013]所述故障树存储模块I与所述诊断配置模块3相连。
[0014]所述可视化显示模块4和故障树编辑模块5分别与所述故障树存储模块I相连。
[0015]上述各模块之间通过总线网络相连并传输配置信息。
[0016]所述故障树存储模块I用于将编辑完成的故障树存储在监控仪器中，故障树存储模块中描述了车载装备系统中的不同子系统的硬件连接关系的拓扑结构。故障树存储模块主要存储故障树编号、故障树名称以及包含此故障树的系统名称。
[0017]所述配置数据库模块2将故障树信息以分层的格式组织，存储在监控仪单元中，形成故障树的数据化的拓扑结构描述。数据库中需要存储的信息有:故障名称、故障层次、逻辑门类型、故障信息、子节点名称以及故障事件的位置。
[0018]所述诊断配置模块3选择需要诊断的子系统，确定要指定的故障树对应的节点名称，诊断的定义格式，传感器测定值、处理方法、维修指导，手动和自动诊断的配置方法，并将配置好的诊断数据输入到故障树存储模块。
[0019]所述可视化显示模块4从故障树存储模块中读入定义的故障树和节点信息，确定要显示的故障树的图示方式，故障树中故障的动态传播路径的标识，故障节点的诊断和维护信息等。
[0020]所述故障树编辑模块5读取故障树存储模块中已有的故障树，重新修改，更新；同时当装备系统中增加新的子系统和元件信息时，可以编辑建立新的故障树。
[0021]所述参数配置模块6将系统采集的来自控制系统和目标元件传感器的参数配置成与故障树节点关联的格式。主要参数信息包括有调平系统左右水平度传感器、支撑系统压力传感器、油温控制系统传感器、液压系统回油压力和吸油压力传感器、顶盖机构开关信息、故障报警信息标识，发动机控制系统转速传感器。
[0022]所述节点配置模块7将参数配置信息组织成总线网络的传输格式，从而将所建立的故障树节点信息与车载装备系统传感器采集的元件信息关联起来。
[0023]所述通信接口模块8将车载装备系统中传感器测量的元件参数值由网络传输到节点配置模块，并输入到故障树存储模块，最后输出到可视化显示模块中。通信接口同时配置总线网络通信的信息格式、标识符、传输速率、设备类型和设备通道号。
[0024]本发明还提供了一种车辆诊断可视化建模管理方法，其步骤包括:
[0025]步骤1:开机上电，启动监控仪，载入本发明的通用的车辆诊断可视化建模管理系统；
[0026]步骤2:设置通信接口参数，选择设备通信类型，设备通道号，传输速率；
[0027]步骤3:通过所述故障数编辑模块读取所述故障树存储模块中的故障树配置数据库信息，确定当前故障树的数据格式；
[0028]步骤4:读取所述配置数据库模块中的数据信息到故障树存储模块，同步故障树；
[0029]步骤5:判断是否选择并配置已存在的故障树，如是，则转去步骤6，否则，转去步骤7 ;
[0030]步骤6:所述故障树编辑模块读取故障树配置信息；转去步骤10 ；
[0031]步骤7:编辑产生新的故障树模块，通过所述参数配置模块和节点配置模块分别定义新的故障树事件和节点；
[0032]步骤8:判断新故障树模块中的节点是否需要在所述节点配置模块和所述参数配置模块中增加，如是，转去步骤9，否则，转去步骤10 ；
[0033]步骤9:在参数配置模块中增加新的参数定义，在节点配置模块中增加新的节点定义;
[0034]步骤10:将节点配置信息和节点参数转换成网络信息传输格式，输入到故障树存储丰吴块中；
[0035]步骤11:设置故障配置信息；选择预定义的故障监测节点，把该故障节点对应的信息由网络通过所述通信接口模块传输到故障树存储模块；
[0036]步骤12:所述故障树存储模块将故障树信息输出到可视化显示模块，以图形化的形式显示故障节点的传播路径；
[0037]步骤13:判断系统是否停机，如是转步骤14，否则，转步骤3 ；
[0038]步骤14:系统停机，结束。
[0039]该系统采用硬件监控仪，建立可视化故障的建模、管理、存储和修改，利用配置数据库模块将人工诊断的信息建立统一的可视化模型来处理，能够提高人工诊断建模的效率，并能对车载系统中各元件和各部分控制系统对应的相关信息进行图形配置与可视化显示。该方法能够在不更换硬件的情况下配置和增加新的诊断管理功能，并且能够以图形显示模块给出诊断输入输出的流程，能够克服现有诊断管理方法的不足。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1为本发明的模块连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细描述:
[0042]参考图1所示，本实施例的本发明提供了一种通用的诊断用可视化建模系统，包括故障树存储模块1、配置数据库模块2、诊断配置模块3、可视化显示模块4、故障树编辑模块5、参数配置模块6、节点配置模块7、通信接口模块8。
[0043]所述通信接口模块8、节点配置模块7、故障树存储模块1、配置数据库模块2依次数据相连。
[0044]所述数配置模块6与所述节点配置模块7数据相连。
[0045]所述故障树存储模块I与所述诊断配置模块3数据连接。
[0046]所述可视化显示模块4和故障树编辑模块5分别与所述故障树存储模块I数据相连。
[0047]上述各模块之间通过总线网络相连并传输配置信息。
[0048]所述故障树存储模块I用于将编辑完成的故障树存储在监控仪器中，故障树存储模块中描述了车载装备系统中的不同子系统的硬件连接关系的拓扑结构。故障树存储模块主要存储故障树编号、故障树名称以及包含此故障树的系统名称。
[0049]所述配置数据库模块2将故障树信息以分层的格式组织，存储在监控仪单元中，形成故障树的数据化的拓扑结构描述。数据库中需要存储的信息有:故障名称、故障层次、逻辑门类型、故障信息、子节点名称以及故障事件的位置。
[0050]所述诊断配置模块3选择需要诊断的子系统，确定要指定的故障树对应的节点名称，诊断的定义格式，传感器测定值、处理方法、维修指导，手动和自动诊断的配置方法，并将配置好的诊断数据输入到故障树存储模块。
[0051]所述可视化显示模块4从故障树存储模块中读入定义的故障树和节点信息，确定要显示的故障树的图示方式，故障树中故障的动态传播路径的标识，故障节点的诊断和维护信息等。
[0052]所述故障树编辑模块5用于读取故障树存储模块中已有的故障树，重新修改，更新；同时当装备系统中增加新的子系统和元件信息时，可以编辑建立新的故障树。
[0053]所述参数配置模块6将系统采集的来自控制系统和目标元件传感器的参数配置成与故障树节点关联的格式。主要参数信息包括有调平系统左右水平度传感器、支撑系统压力传感器、油温控制系统传感器、液压系统回油压力和吸油压力传感器、顶盖机构开关信息、故障报警信息标识，发动机控制系统转速传感器。
[0054]所述节点配置模块7将参数配置信息组织成总线网络的传输格式，从而将所建立的故障树节点信息与车载装备系统传感器采集的元件信息关联起来。
[0055]所述通信接口模块8将车载装备系统中传感器测量的元件参数值由网络传输到节点配置模块，并输入到故障树存储模块，最后输出到可视化显示模块中。通信接口同时配置总线网络通信的信息格式、标识符、传输速率、设备类型和设备通道号。
[0056]本发明实现了一种通用的车辆诊断可视化建模管理方法，包括以下步骤:
[0057]步骤1:开机上电，启动监控仪，载入可视化诊断建模系统；
[0058]步骤2:在所述通信接口模块8设置通信接口参数，选择设备通信类型，设备通道号，传输速率；
[0059]步骤3:通过配置数据库模块2读取故障树配置数据库信息，对所建立的故障树进行规范化处理，确定当前故障树的数据格式；
[0060]步骤4:读取配置数据库模块2中的数据信息到故障树存储模块1，同步故障树；
[0061]步骤5:判断是否选择并配置已存在的故障树模块，如是，则转去步骤6，否则，转去步骤7 ；
[0062]步骤6:读取故障树配置信息；转去步骤10 ；
[0063]步骤7:通过故障树编辑模块5编辑产生新的故障树模块，并定义新的故障树事件和节点；
[0064]步骤8:判断新故障树模块中的节点是否需要在节点配置模块和参数配置模块中增加，如是，转去步骤9，否则，转去步骤10 ；
[0065]步骤9:在参数配置模块6中增加新的参数定义，在节点配置模块7中增加新的节点定义；
[0066]步骤10:在诊断配置模块3中将节点配置信息和节点参数转换成网络信息传输格式，输入到故障树存储模块I中；[0067]步骤11:设置故障配置信息；选择预定义的故障监测节点，把该故障节点对应的信息由网络通过通信接口传输到故障树存储模块I;
[0068]步骤12:将故障树信息输出到可视化显示模块4，以图形化的形式显示故障节点的传播路径；
[0069]步骤13:判断系统是否停机，如是转步骤14，否则，转步骤3 ；
[0070]步骤14:关机停止系统动作。
[0071 ] 故障树编辑模块5能够动态建树，同时也是分层建树。
[0072]以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种通用的车辆诊断可视化建模管理系统，其特征在于，包括监控仪，所述监控仪包括故障树存储模块(1)、配置数据库模块(2)、诊断配置模块(3)、可视化显示模块(4)、故障树编辑模块(5 )、参数配置模块(6 )、节点配置模块(7 )、通信接口模块(8 ); 所述通信接口模块(8)、节点配置模块(7)、故障树存储模块(1)、配置数据库模块(2)依次相连； 所述数配置模块(6)与所述节点配置模块(7)相连； 所述故障树存储模块(1)与所述诊断配置模块(3)相连； 所述可视化显示模块(4 )和故障树编辑模块(5 )分别与所述故障树存储模块(1)相连； 上述各模块之间通过总线网络相连并传输配置信息； 所述故障树存储模块(1)用于将编辑完成的故障树存储在监控仪器中、描述车载装备系统中的不同子系统的硬件连接关系的拓扑结构； 所述故障树存储模块主要存储故障树编号、故障树名称以及包含此故障树的系统名称； 所述配置数据库模块(2)用于将故障树信息以分层的格式组织并存储，形成故障树的数据化的拓扑结构描述；所述配置数据库模块(2)中存储的信息有:故障名称、故障层次、逻辑门类型、故障信息、子节点名称以及故障事件的位置； 所述诊断配置模块(3)用于选择需要诊断的子系统，确定要指定的故障树对应的节点名称、诊断的定义格式、传感器测定值和处理方法、维修指导、手动和自动诊断的配置方法，并将配置好的诊断数据输入到故障树存储模块(1); 所述可视化显示模块(4)用于从所述故障树存储模块(1)中读入定义的故障树和节点信息，确定要显示的故障树的图示方式，故障树中故障的动态传播路径的标识，故障节点的诊断和维护信息； 所述故障树编辑模块(5)用于读取所述故障树存储模块(1)中已有的故障树，或重新修改、更新；所述参数配置模块(6)用于将系统采集的来自控制系统和目标元件传感器的参数配置成与故障树节点关联的格式；所述参数配置的信息包括有调平系统左右水平度传感器、支撑系统压力传感器、油温控制系统传感器、液压系统回油压力和吸油压力传感器、顶盖机构开关信息、故障报警信息标识，发动机控制系统转速传感器； 所述节点配置模块(7)用于将参数配置信息组织成总线网络的传输格式，从而将所建立的故障树节点信息与车载装备系统传感器采集的元件信息关联起来； 所述通信接口模块(8)用于将车载装备系统中传感器测量的元件参数值由网络传输到所述节点配置模块，并输入到所述故障树存储模块(1)，最后输出到可视化显示模块(4)中；通信接口同时配置总线网络通信的信息格式、标识符、传输速率、设备类型和设备通道号。
2.一种通用的车辆诊断可视化建模管理方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:开机上电，启动监控仪，载入本发明的通用的车辆诊断可视化建模管理系统； 步骤2:设置通信接口参数，选择设备通信类型，设备通道号，传输速率； 步骤3:通过所述故障数编辑模块(5)读取所述故障树存储模块(1)中的故障树配置数据库信息，确定当前故障树的数据格式； 步骤4:读取所述配置数据库模块(2)中的数据信息到故障树存储模块(1)，同步故障树； 步骤5:判断是否选择并配置已存在的故障树，如是，则转去步骤6，否则，转去步骤7 ; 步骤6:所述故障树编辑模块(5)读取故障树配置信息；转去步骤10 ； 步骤7:编辑产生新的故障树模块，通过所述参数配置模块和节点配置模块分别定义新的故障树事件和节点； 步骤8:判断新故障树模块中的节点是否需要在所述节点配置模块(7)和所述参数配置模块(6)中增加，如是，转去步骤9，否则，转去步骤10 ； 步骤9:在参数配置模块(6)中增加新的参数定义，在节点配置模块(7)中增加新的节点定义； 步骤10:将节点配置信息和节点参数转换成网络信息传输格式，输入到故障树存储模块(1)中； 步骤11:设置故障配置信息；选择预定义的故障监测节点，把该故障节点对应的信息由网络通过所述通信接口模块(8)传输到故障树存储模块(1)； 步骤12:所述故障树存储模块(1)将故障树信息输出到可视化显示模块(4)，以图形化的形式显示故障节点的传播路径； 步骤13:判断系统是否停机，如是转步骤14，否则，转步骤3 ; 步骤14:系统停机，结束。
【文档编号】G06F17/30GK103927335SQ201410114500
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】袁海斌, 李 荣, 吴齐才, 敖鹰, 董小伟, 刘懿敏, 邓海潮, 王小军, 王忻, 苏娟, 凌牧, 丁晓磊, 徐姣姣, 杨锋, 李道平, 李江 申请人:北京航天发射技术研究所, 中国运载火箭技术研究院