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基于HMM的安全计算机平台健康管理的实现
| 论文题名： | 基于HMM的安全计算机平台健康管理的实现 |
| 关键词： | 安全计算机平台;健康管理;隐马尔科夫模型;状态监测;故障诊断;列车运行控制系统 |
| 摘要： | 自主研发的基于通信的列车运行控制(Communications-Based Train Control，CBTC)系统的地面安全计算机平台采用二乘二取二冗余结构和基于COTS(Commercial-Off-The-Shelf，商用现成品或技术)软硬件设计。由于COTS产品对供应商较强的依赖性和硬件监测条件的限制，无法对安全计算机平台实现基于硬件的状态监测，不能全面、准确地了解安全计算机平台的健康状况。 健康管理是近年来在航空航天、武器装备系统中广泛采用的一种状态监测及修复系统或元部件故障的技术。论文针对CBTC系统安全计算机平台研究中遇到的问题，通过分析与系统硬件故障相关的“软”故障，对安全计算机平台进行状态监测和故障诊断研究，实现平台的健康管理。 首先，结合安全计算机平台的特点，以视情维修为突破点，引入健康管理的概念并阐述健康管理的活动模型。根据识别算法与故障诊断的相通性以及隐马尔科夫模型(HMM)在模式识别领域的成功应用，将HMM引入到安全计算机平台的故障诊断领域。 其次，根据CBTC系统安全计算机的功能需求，利用x86通用计算机设计二取二冗余结构的仿真安全计算机平台。分析与系统硬件故障相关的“软”故障，提取合适的观测数据。 最后，根据健康管理技术的活动模型，对安全计算机平台的状态监测和故障诊断技术进行深入的研究。针对系统早期故障不易被察觉的特点，模拟系统的老化故障，用HMM作为状态监测模型，实现对平台系统进行连续的在线状态监测。针对在状态监测中被发现的低健康指标的平台系统，模拟系统的干扰故障，建立HMM模型诊断库，实现对平台系统准确的故障诊断。 本文研究的基于HMM的健康管理可以很好地解决安全计算机的视情维修难题，对其他安全相关系统的健康管理研究也具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 李旺 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 穆建成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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