摘要：近年来，随着城市的飞速发展，高层建筑的数量也越来越多，与此同时电梯的相关技术也在不断的发展，因此当前电梯的数量在不断的增加，同时使用范围也在不断的扩大。如今，电梯故障情况频发发生，直接导致人们的正常生活受到了很大的影响。在电梯行业中，一个非常重要的研究方向就是提高电梯的安全性。本文主要对基于故障树的电梯故障诊断专家系统设计进行研究。
关键词：故障树；电梯故障诊断专家；系统设计
引言
我国城市化建设进程的速度在不断的加快，城市用地资源也越来越少，为了能够让土地得到更好的利用，城市的高层建筑越来越多。这也在一定程度上表明了城市已经到了比较繁荣的发展阶段，同时在这个阶段中，城市的居民对自身的生活空间以及城市的环境质量有了更高的要求。为了能够让人们在生活以及工作过程中能够更加的方便快捷以及舒适，当前电梯的数量以及应用情况都在不断的增多。与此同时，电梯故障情况也频发发生。故障树分析法不但非常的简单，同时其可靠性也比较强。如果对其进行应用，以此来对电梯故障进行诊断，那么就能让电梯故障的诊断水平得到快速的提高。
1 故障树定义
故障树分析法，简称为FTA法，这种方法出现于二十世纪六十年代。在当前的电子行业以及机械设备制造行业中，都有很多方面应用了故障树分析法。这种方法往往是以图形推导的方式来进行的，也就是在某一个特定的条件下对故障情况进行分析的一个方法。这种方法的出发点就是出现的故障情况，对倒立的树状逻辑的因果关系图进行应用，以此来对故障情况的发生进行解释。故障树分析一共有两种方法，分别是定性法以及定量法。尽管在应用故障树分析法并不是非常的困难，相反还非常的简单，但故障树分析法的应用仍然是非常可靠的。在对故障进行诊断的过程中，如果应用这种方法，那么往往节省了方法的训练时间，但是在对故障树进行建立的时候却并不是非常简单的，依靠于准确度较高的解析模型以及故障机理分析才能完成整个建立过程中，并且非常重要的一点是故障树分析法在分析故障的过程中不能表明其是采用哪些知识来分析故障的。
2 专家系统基本理论
在20世纪五十年代中期，就有人提出了人工智能的相关概念，但是到了20世纪六十年代中期的时候，才出现了第一个名副其实的专家系统，在此之后，人们才对专家系统有了足够的重视，并且专家系统的发展速度也越来越快。在专家系统的所有组成部分中，有两个部分非常的重要，分别是知识库以及推理机。专家系统中的知识库主要指的是在计算机中存储的所有相关知识，通常存储的形式是单个文件，存储的地方是在计算机的外部储存器中，在专家系统运行的过程中调入知识库中的知识。在知识库中有非常多的知识，主要分为客观知识以及专家知识。专家系统中的推理机则是一个程序，主要的任务就是实现相应的推理。在解决问题的时候经常就会对推理机进行使用，而推理机在其自身的推理过程中往往是使用相应的知识来进行推理的，知识则主要来自于知识库，在这个过程中就相当于是一个专家使用其自身的思维方式来进行推理。在专家系统中，做基础的一个框架就是由知识库以及推理机组成的。
动态数据库的主要作用就是存放各种临时性的信息，主要有初始的事实以及控制信息等。作为一个数据库，动态数据库的存在时期往往就在专家系统的运行过程中，因此将其命名为动态数据库，并且其和传统意义的数据库相比有着很大的不同。专家系统中还存在着人机接口，这个部分的主要功能就是提供给用户一个能够和专家系统进行交互操作的一个界面。在这个界面，也就是人机接口的帮助下，用户能够通过问题的的输入操作，向专家系统进行提问，同时专家系统也可以在人机接口的帮助下回答用户输入的相关问题。专家系统中解释模块的主要作用就是为专家系统进行解释，包括其自身的行为以及结果等，并且其在专家系统进行推理的过程中，向用户解释推理过程的相关原因，并且在推理完成后，负责向用户提供得出推理结果的相关思路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆专家系统中的知识库管理系统则主要负责对知识库中的知识进行增删改查操作。和故障树分析方法相比，专家系统对准确的解析模型并没有很强的需求，但是专家系统在知识获取方面以及建立数据库方面却相对来说更困难，这主要是因为专家系统需要有非常多的专家知识作为其支撑。
3 基于故障树分析的电梯故障诊断专家系统
3.1 电梯系统故障树模型
专家系统在对电梯故障知识进行表示的时候，可以对故障树表的相关知识进行应用。首先对各个故障树进行分解方面的操作，然后对故障树中每个节点的各种信息进行抽象，同时在这个抽象过程中也要结合这个节点的父节点以及子节点，在此之后形成全面的故障记录，最后需要做的就是将故障树的分解结果保存在专家系统的数据库中，在这个过程中，非常重要的一点就是要让节点信息与数据库中相应表的记录之间一一对应，同时故障树的流程图与数据库中的相应表也要一一对应，只有这样才能更好的完成基于故障树的知识表示。专家系统的数据库结构中包含有以下几个结构，分别是电梯单元表，电梯故障表以及电梯测试表，这三个表中分别有电梯单元ID，电梯故障ID，节点ID等。在这个专家系统的知识库中实现的方式主要就是对SQL数据库进行使用，专家系统中的数据库结构中表的组成部分就是关键字，电梯故障树表中存储有相应节点的各种信息，表中的内容也就是关键字则是电梯故障的现象，同时现象与编号（ID）之间一一对应。同时单个电梯故障现象和多个测点（ID）对应
3.2 基于最小割集重要度的推理机实现
在这个过程中，首先专家系统要依托于用户输入的电梯故障征兆来对能够与之匹配的顶顶事件进行选择，然后再生成相应的顶事件故障树，最后就需要对Fussell算法进行使用，以此来计算最小割集；在这个过程中生成测试流程的时候，往往需要遵循一个原则那就是对重要度大的最小割集进行优先的检测。如果直接对电梯故障中的底时间发生概率进行计算，那么往往难度非常大，因此在对重要度进行计算的时候，专家系统将部件平均无故障时间MTBF的倒数—故障率λs为事件发生概率。这种方法计算方法所依靠的参数相对来说比较准确，同时计算方法的操作性也比较强。MTBF是电梯系统机械和电子部件重要的技术性能指标之一。
3.3 基于故障树的专家系统诊断
具体诊断流程如下：首先对电梯故障的顶事件进行选择，然后在显示出电梯的故障树，之后就需要生成一个最小的割集，接着按照最小割集的重要度来对电梯故障树的顺序进行排列，然后就需要生成一个测试的流程，并且需要相应的流程来进行故障树的测试，接着找到故障的原因，如果没有找到故障的原因，那么就将其加入到电梯故障树中，如果找到了故障的原因，那么就对诊断的结果进行记录，最后结束整个诊断过程。
4 结束语
近年来，专家系统技术在不断的发展，并且也变得越来越成熟，在当今社会的工商业以及医疗行业中都对专家系统技术进行了应用，甚至在某些行业的应用过程中，专家系统的相关能力和专家的能力相比更强。相关的实验证明，如果将故障树分析法与专家系统结合的话，那么就能有效的解决专家系统获取知识非常困难的问题，结合过后，一方面能够保证诊断知识的完整性，另一方面也能更好的专家系统的作用，更好的体现出其在电梯故障诊断过程中快速以及高效的特点。
参考文献：
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论文作者:马鹤烽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
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