1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.復雜設備的遠程故障診斷研究劉云峰，繆 棟，劉凡軍（第二炮兵兵工程學學院3003教研研室，陜陜西 西安 71100225）摘要：結合合目前復復雜設備備維護的的特點, 深刻刻分析了了建立遠遠程故障障診斷的的必要性性。將網網絡技術術引入到到故障診診斷中，提提出了一一個面向向基層的的遠程故故障診斷斷系統模模型。對對遠程故故障診斷斷系統的的主要組組成部分分進行了了描述，并并分析了了實現遠遠程故障障診斷系系統的關關鍵技術術。關鍵詞：遠遠程故障障診斷；虛擬儀儀器；專專家系

2、統統1 引言全軍的武器器裝備中中，有很很多大型型的復雜雜設備，技技術含量量高。對對這些設設備進行行狀態監監測與故故障診斷斷有著非非常重要要的意義義。由于于這些裝裝備的使使用主要要在基層層部隊，加加之武器器配備的的型號多多，出現現的故障障類型繁繁多，分分析困難難，以往往獨立的的專家診診斷系統統往往不不能滿足足實際的的需要。特特別是對對新裝備備，基層層部隊嚴嚴重存在在著的診診斷手段段有限，工工作人員員的經驗驗不足，知知識面有有限等問問題?；鶎硬筷犼犜诰S護護裝備時時遇到自自己不能能排除的的故障得得不到及及時的解解決，專專家們很很難到現現場解決決問題，因因此在發發生重大大和疑難難故障時時，仍不不得不

3、求求助于外外地廠家家單位的的有關專專家來會會診。這這就使故故障的發發現診斷和和處理受受到延誤誤，嚴重重影響部部隊的訓訓練和作作戰，極極大地影影響了部部隊的戰戰斗力和和快速反反應能力力，可能能造成重重大的軍軍事和經經濟損失失。因此此部隊迫迫切需要要提供更更加快速速，準確確，高效效的專業業化診斷斷服務使使故障得得到及時時的解決決。建立立遠程故故障診斷斷系統正正好可以以有效解解決這一一問題。隨著軍隊通通信指揮揮網，基基層部隊隊局域網網的建立立，建立立遠程故故障診斷斷支持中中心，對對復雜武武器裝備備系統實實行遠程程監控和和診斷已已經具備備了硬件件基礎。特特別是近近幾年來來計算機機網絡技技術和故故障診斷

4、斷技術的的快速發發展，遠遠程故障障診斷技技術在工工業中的的發展日日趨成熟熟，也為為部隊復復雜裝備備的遠程程故障診診斷提供供了有利利的技術術支持。本本文對這這種技術術在部隊隊復雜裝裝備的應應用作了了研究。2 遠程故故障診斷斷系統模模型遠程故障診診斷系統統就是在在Intternnet迅迅速發展展的基礎礎上，將將WWWW信息檢檢索技術術數據庫庫技術人工智智能推理理機制虛擬儀儀器技術術和設備備故障診診斷技術術相結合合，在復復雜設備備上建立立狀態監監測點，采采集設備備狀態數數據；而而在技術術力量較較為雄厚厚的科研研院所建建立分析析診斷中中心，提提供遠程程技術支支持和保保障。由于武器裝裝備系統統的復雜雜性

5、，對對其進行行故障診診斷不但但要有大大量的現現場采集集數據，而而且還要要有一定定的專業業知識和和大量以以前的設設備運行行數據。不不但要求求能夠診診斷出設設備的故故障，而而且還希希望能夠夠實現信信息共享享，從而而完成對對設備進進行綜合合評估，得得出準確確判斷。因因此根據據部隊的的實際情情況，我我們提出出了面向向基層的的遠程故故障診斷斷系統模模型。（見見圖1），它它大致可可以分為為二個部部分：基基層站點點和中心心站點。在在設備出出現故障障時，首首先可利利用基層層本地的的故障診診斷系統統。通過過基層的的故障診診斷專家家系統和和數據庫庫中存儲儲的設備備歷史運運行數據據進行故故障診斷斷。如果果出現基基層

6、診斷斷系統無無法解決決的故障障，則可可通過中中心站點點故障診診斷系統統加以解解決。中中心站點點故障診診斷系統統從基層層數據庫庫中提取取數據以以獲取相相關故障障信息，綜綜合利用用本領域域專家知知識，網網絡故障障診斷專專家系統統，計算算機協同同專家會會診系統統和人工工智能推推理機制制，對故故障信息息進行分分析，比比較，判判斷，得得出診斷斷結論，并并向基層層站點發送送解決方方法。圖1 圖1 遠程故障診斷系統的基本結構3 遠程故故障診斷斷系統主主要組成成部分3.1 基基層站點點基層站點是是在基層層部隊原原有的故故障診斷斷軟硬件資資源的基基礎上建建立起來來的。能能夠完成成現場實實時信號號的采集集處理顯示

7、和和提供本本地故障障診斷服服務等功功能?；鶎诱军c點主要由由以PCC為核心心的能夠夠完成現現場各種種信號采采集處理顯示的的數據采采集系統統提供本地地故障診診斷的計計算機和和提供遠遠程訪問問功能的的數據庫庫服務器器組成。它它們之間間通過基基層局域域網實現現數據共共享。數據采集系系統主要要負責現現場各種種信號采采集處理顯示，相當于于一個獨獨立的測測試系統統。監控控人員可可在本地地對設備備進行監監視與控控制。從從設備上上采集來來的信號號經過有有效的分分析與處處理，如如相關分分析，頻頻譜分析析，小波波分析等等，將結結果存入入基層數數據庫服服務器中中作為設設備歷史史運行數數據以便便今后分分析之用用。本地

8、地故障診診斷系統統通過局局域網從從服務器器中獲取取當前的的數據，進進行故障障診斷分分析，并并得出診診斷結果果。診斷斷結果直直接顯示示在計算算機屏幕幕上也可可以通過過網絡打打印機將將結果打打印出來來。若基基層不能能得到正正確的診診斷結果果并想得得到有關關專家的的幫助時時，監控控人員可可通過IInteerneet使用用Webb瀏覽器器與中心心站點的的Webb服務器器進行交交互并可可登陸計計算機協協同專家家會診環環境向中中心站點點診斷專專家在線線咨詢，以以獲得相相關問題題的解決決。3.2 中中心站點點中心站點以以院校和和研究所所的故障障診斷軟軟硬件資資源和人人才資源源為基礎礎來建立立。它為為整個系系

9、統提供供了設備備資源人才和和技術等等方面的的保證。能能夠完成成網絡環環境下的的計算機機協同專專家會診診，遠程程故障診診斷服務務等功能能。中心心站點主主要由數數據庫服服務器，診診斷服務務器，遠遠程故障障診斷專專家系統統，計算算機協同同專家會會診平臺臺組成。數據庫服務務器的功功能主要要是管理理所有數數據的存存放，執執行對數數據庫的的各種操操作和提提供數據據訪問服服務。它它包括設設備狀態態的歷史史信息庫庫、維修修信息庫庫，以及及專家系系統知識識庫、培培訓知識識庫等。診診斷服務務器就是是Webb服務器器。它一一方面實實現與基基層站點點的聯接接；另一一方面，調調用遠程程故障診診斷專家家系統進進行分析析診

10、斷。遠遠程故障障診斷專專家系統統是一種種開發于于網上的的專家系系統。與與傳統的的專家系系統相比比，該系系統采用用了大型型網絡化化的關系系型數據據庫存儲儲知識，可可以使故故障診斷斷的知識識庫容量量得到充充分的擴擴展。基基于Weeb技術術使專家家系統與與Intternnet技技術有機機地結合合，使基基層站點點監控人人員可通通過瀏覽覽器實現現遠程診診斷過程程。其基基本工作作過程為為：Weeb服務務器始終終對網絡絡進行監監聽，接接受基層層站點從從瀏覽器器發出的的請求，在在應答后后，建立立聯接，接接受來自自基層站站點各方方面的信信息，如如設備的的信息，基基層數據據庫有關關設備的的狀態信信息等，然然后通過

11、過故障診診斷網絡絡專家服服務系統統進行診診斷，處處理后的的診斷結結果一方方面以WWeb頁頁的形式式返回給給瀏覽器器，另一一方面存存入中心心數據庫庫服務器器中。這這樣，基基層站點點就得到到了中心心站點的的故障診診斷服務務。計算機協同同專家會會診環境境平臺是是一個綜綜合性的的網站，它它為從事事故障診診斷工作作的專家家及領域域工作人人員提供供協同診診斷的工工作平臺臺。該環環境具有有如下功功能：多多種共享享交互功功能（文文字圖片語音視頻等等多媒體體交互）；會議召召集主持總集；提供診診斷設備備現場的的診斷信信息資源源；登記記管理維護功功能等。4 遠程故故障診斷斷系統關關鍵技術術4.1 系系統體系系結構的

12、的確立 傳統概念的的網絡，是是基于一一般Clliennt/SServver模模型的，這這種方式式的一個個弊端在在于它造造成了一一種“胖客戶戶/瘦服務務器”的模型型，大量量的應用用程序在在客戶端端，而服服務器只只起到了了一個管管理的作作用。這這樣如果果應用程程序需要要更新或或者維護護，就必必須對每每一個客客戶端進進行大量量的操作作，非常常繁瑣而而且工作作量很大大，帶來來的成本本相對也也很高。隨隨著Weeb技術術在Innterrnett上的異異軍突起起，導致致Broowseer/SServver這這一新的的軟件應應用模型型的流行行，這一一新的模模型奉行行“瘦客戶戶/胖服務務器”的理念念，使主主要的

13、應應用程序序在服務務器上，客客戶端只只需要瀏瀏覽器環環境，便便可根據據需要從從服務器器下載應應用程序序來完成成相應的的任務。這這樣使應應用程序序維護更更方便，主主要的工工作量集集中在服服務器端端，從而而使整個個工作量量較小、成成本較低低。而且且Webb具有界界面友好好，操作作方便等等特點。鑒于此，系系統采用用了Brrowsser/Serrverr的體系系結構，利利用軍內內已經建建成的通通訊指揮揮網、軍軍用電話話線網作作為信息息交換渠渠道，針針對部隊隊實際，分分別使用用專線連連接和電電話線連連接以及及二者結結合的連連接方式式。將分分布在不不同地域域的設備備診斷資資源聯接接在一起起，從而而形成一一

14、個跨地地域的遠遠程設備備故障診診斷協作作網，保保證充分分發揮各各入網技技術資源源的組合合優勢，使使網絡服服務更為為有效，在在提高設設備故障障診斷的的準確性性的同時時，保證證系統的的安全。4.2 基基于Weeb的虛虛擬儀器器技術的的應用為了在計算算機協同同專家會會診環境境中更形形象直觀觀地顯示示復雜裝裝備的工工作狀況況，以便便于身在在中心站站點的專專家作出出正確的的故障診診斷結論論，系統統采用了了基于WWeb的的虛擬儀儀器技術術。虛擬擬儀器（Virtual Instrument，VI）是把計算機網絡技術數據分析處理技術智能儀器技術信息融合技術和自動控制技術緊密結合在一起，以軟件代替硬件，以總線網

15、絡設備代替傳統儀器，以組態代替編程，開發一套大組態規模網絡測控系統的數據分析處理方法，軟件組態開發工具和網絡總線設備及設備驅動方法?；赪eb的VI，簡單說就是把VI技術和面向Internet 的Web技術二者有機結合所產生的新的 VI 技術。NI公司是是虛擬儀儀器技術術的倡導導者。隨隨著Innterrnett技術的的飛速發發展，NNI公司司分別以以DattaSoockeet技術術、RDDA技術術、OPPC技術術為基礎礎開發了了能夠實實現遠程程監控的的多種軟軟件平臺臺和工具具。如IInteerneet DDeveelopps TToollkitt(簡稱稱IDTT) 。IDTT是NI的面面向G語

16、言應應用環境境的網絡絡應用開開發工具具包。它它實現了了G環境下下的虛擬擬儀器與與Intternnet連連接的手手段，從從而實現現在Innterrnett上存取取數據或或將虛擬擬儀器的的前面板板發布到到Intternnet上上。其中中，G Webb Seerveer是一一種Weeb服務器器，可以以提供遠遠程用戶戶基于瀏瀏覽器訪訪問虛擬擬儀器面面板的功功能?；贒aataSSockket技技術，可可將虛擬擬儀器的的界面封封裝為可可以在瀏瀏覽器中中運行的的ActtiveeX插件件，在網網絡上只只需傳輸輸數據，從從而在客客戶端實實現真正正的虛擬擬儀器，臨臨場感更更強。基于Webb的VI技術術的應用用

17、將為遠遠程監控控和遠程程故障診診斷提供供形象生生動的現現場資源源，提高高遠程用用戶的臨臨場真實實感，為為遠程故故障診斷斷提供了了良好的的工作手手段。4.3 遠遠程故障障診斷專專家系統統的設計計系統采用了了基于BBrowwserr/Seerveer的遠遠程故障障診斷專專家系統統?；颈窘Y構如如圖2所示。Web瀏覽器Web瀏覽器 設備信息設備信息數據庫Internet診斷推理機Web服務器 Internet診斷推理機Web服務器Web瀏覽器 接口口Web瀏覽器圖2 基于于B/SS的遠程程故障診診斷專家家系統基基本結構構專家系統主主要解決決知識的的表示與與存儲，推推理系統統的實現現兩個方方面的問問題

18、。在在實現方方面主要要涉及動動態網絡絡數據庫庫，推理理機和用用戶界面面。為此此采用動動態交互互式的WWeb技技術實現現基于IInteerneet的專專家系統統。對于于診斷功功能的實實現，采采用了CCGI技技術將WWeb與與DCOOM結合合的方式式來完成成。如圖圖3所示。Web服務器Web服務器CGI程序（DCOM客戶方程序）Web瀏覽器DCOM服務方程序 HTTTP請請求 CGI程序（DCOM客戶方程序）Web瀏覽器DCOM服務方程序InternetInternet 診斷斷結果 診診斷結果果圖3 基于于Webb的分布布式應用用系統對于復雜系系統的故故障診斷斷，通常常使用的的是CGGI（Comm

19、monn Gaatewway Intterffacee）技術術。CGGI是最最先發展展起來的的動態WWeb技技術，幾幾乎可以以用任何何一種高高級語言言（如CC/C+，Delpphi，VB等）來來開發CCGI程程序，能能夠使客客戶瀏覽覽器動態態地訪問問服務器器的資源源。但是是一般而而言，CCGI程程序只能能完成服服務器端端比較單單一的應應用,無法完完成分布布環境下下復雜的的業務應應用。而而DCOOM技術術可以很很好地實實現復雜雜的分布布異構應應用。因因此將CCGI技技術和DDCOMM技術相相結合，以以實現基基于Weeb的分分步式應應用程序序。用戶戶可通過過瀏覽器器請求WWEB診診斷服務務器上的的

20、一個CCGI程程序（DDCOMM的客戶戶端程序序），這這個CGGI程序序于是向向DCOOM的服服務器對對象提出出對象請請求。DDCOMM服務方方對象得得到請求求后，調調用相應應的診斷斷程序，作作出響應應后，向向客戶方方程序返返回故障障診斷結結果?？涂蛻舴匠坛绦虻玫降皆\斷結結果后，將將其處理理為Weeb的形形式并返返回給瀏瀏覽器。這這樣，基基層站點點就得到到了中心心站點的的遠程故故障診斷斷服務。4.4 計計算機協協同專家家會診環環境的開開發 該環環境的開開發采用用服務器器端的AASP動動態頁面面設計和和數據庫庫技術相相結合，可可以實現現會議主主持，文文字交談談，語音音交流，圖圖片文件件的瀏覽覽，文件件傳輸（上上載和下下載）。網網站由數數據庫實實現各種種功能的的組件，ASP頁面和HTML頁面組成。技術方案如下：（1）在WWINDDOWSS NTT SEERVE