摘要：隨著鐵路信號設(shè)備集中監(jiān)測系統(tǒng)在路內(nèi)的應(yīng)用，對其核心部分知識庫的研究變得十分必要。由于知識庫中存儲的均是處理故障所需的現(xiàn)場信號工人維修經(jīng)驗、規(guī)章、業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范，所以一種好的知識表示方法，更有利于知識的檢索、使用及修改。

關(guān)鍵詞：鐵路信號；知識庫；產(chǎn)生式表示法；框架表示法；軌道電路

中圖分類號：U284 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）11-0024-02

1 概述

目前鐵路領(lǐng)域內(nèi)多個廠家正在開發(fā)或完善鐵路信號設(shè)備集中監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對信號設(shè)備日常運行的數(shù)據(jù)進行分析給出設(shè)備的運行狀態(tài)、對將要發(fā)生故障的設(shè)備給出預(yù)警提示及對發(fā)生故障的設(shè)備給出綜合的維修指導(dǎo)意見，能準(zhǔn)確地判斷現(xiàn)場設(shè)備的故障范圍和故障點，加快了現(xiàn)場信號工人故障處理的速度，并對現(xiàn)場的日常檢維修作業(yè)有很好的指示作用。該系統(tǒng)開發(fā)過程中一個核心部分即是知識庫的建立，就是將日常的檢修維修作業(yè)過程、事實數(shù)據(jù)及故障處理的程序采用某種（或若干）知識表示方式在計算機存儲器中存儲、組織、管理和使用，由于一種好的知識表示方式不但能節(jié)省存儲空間，而且能使知識更易管理使用，所以本文對知識庫中知識的表示方法進行了深入的研究，并提出了用產(chǎn)生式表示法和框架表示法相結(jié)合的表示方法來表示鐵路信號設(shè)備日常的維修知識。

2 產(chǎn)生式表示法和框架表示法介紹

一般的一個產(chǎn)生式代表了一條規(guī)則，一個規(guī)則由前項和后項兩部分組成，前項表示前提條件，各個條件由邏輯連接詞組成各種不同的組合；后項表示當(dāng)前提條件為真時應(yīng)采取的的行為或結(jié)論，簡單的表示為：IF﹤前提﹥THEN﹤結(jié)論﹥。

框架是一種描述對象屬性的的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一個框架由若干個被稱為“槽”的結(jié)構(gòu)組成，每個槽又可以根據(jù)需要分為若干個“側(cè)面”，槽用于描述對象的屬性，側(cè)面描述屬性的一個方面，槽和側(cè)面所具有的屬性值分別為槽值和側(cè)面值，具體表示格式如下：框架名：<>

3 知識表示方法說明

由于鐵路信號系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)中多數(shù)設(shè)備可以劃分成多個功能面，且各設(shè)備間相互關(guān)聯(lián)，所以構(gòu)建信號知識庫時，選擇框架表示法表示設(shè)備的結(jié)構(gòu)性知識，對于那些維修維護性的過程性知識，用產(chǎn)生式來表示。

現(xiàn)以ZPW-2000A軌道電路紅光帶故障處理知識為例，故障現(xiàn)象為：（1）本區(qū)段主軌道、小軌道均故障且有移頻報警；（2）本區(qū)段主軌道、小軌道均故障，無移頻報警，分線盤發(fā)送電壓正常；（3）本區(qū)段主軌道、小軌道均故障，無移頻報警，分線盤發(fā)送電壓不正常；（4）本區(qū)段主軌道故障、小軌道正常，有移頻報警；（5）本區(qū)段主軌道故障、小軌道正常，無移頻報警，分線盤接收電壓正常；（6）本區(qū)段主軌道故障、小軌道正常，無移頻報警，分線盤接收電壓不正常；（7）本區(qū)段主軌道正常、小軌道故障，小軌道輸入信號不正常。

發(fā)生上述故障時，工區(qū)、車間技術(shù)人員應(yīng)及時查找故障點，通過合理的分析找出故障。以下是對應(yīng)故障的處理

措施：

故障處理措施：（1）如果主軌道、小軌道均故障且有移頻報警，說明柜內(nèi)有發(fā)送器故障，更換相應(yīng)的發(fā)送器；（2）如果主軌道、小軌道均故障，沒有移頻報警且分線盤發(fā)送電壓正常，說明故障在室外發(fā)送設(shè)備，技術(shù)人員在室外分別測量匹配變壓器電壓、調(diào)諧單元、等阻線；（3）如果主軌道、小軌道均故障，沒有移頻報警且分線盤發(fā)送電壓不正常，通過測量室內(nèi)衰耗盤功放輸出、電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤輸入及輸出，確定故障具體位置；（4）如果主軌道故障、小軌道正常，有移頻報警，說明故障是在室內(nèi)有接收器，更換相應(yīng)的接收器；（5）如果主軌道故障、小軌道正常，沒有移頻報警，分線盤接收電壓正常，說明故障在室內(nèi)接收設(shè)備，測量電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤輸入及輸出、衰耗盤信號輸入及軌道繼電器輸出，確定故障的具體位置；（6）如果主軌道故障、小軌道正常，沒有移頻報警，分線盤接收電壓不正常，室外接收軌面電壓不正常，說明故障在接收端器材，分別測量調(diào)諧單元、匹配變壓器電壓進一步確定故障具體位置；（7）如果主軌道正常、小軌道故障，小軌道輸入信號不正常，重點檢查小軌道鋼軌的狀態(tài)及空心線圈等設(shè)備。

對這部分領(lǐng)域知識的表示，使用兩個框架（故障處理和結(jié)論）。兩框架間是邏輯推理關(guān)系，使用Infer槽，建立框架間的橫向聯(lián)系。表示如下：

框架名：<故障處理>

（1）本區(qū)段主軌道、小軌道均故障且有移頻報警。

（2）本區(qū)段主軌道、小軌道均故障，沒有移頻報警，分線盤發(fā)送電壓正常。

（3）本區(qū)段主軌道、小軌道均故障，沒有移頻報警，分線盤發(fā)送電壓不正常。

（4）本區(qū)段主軌道故障、小軌道正常，有移頻報警。

（5）本區(qū)段主軌道故障、小軌道正常，沒有移頻報警，分線盤接收電壓正常。

（6）本區(qū)段主軌道故障、小軌道正常，沒有移頻報警，分線盤接收電壓不正常。

（7）本區(qū)段主軌道正常、小軌道故障，小軌道輸入信號不正常。

處理原則：

原則1：如果主軌道、小軌道均故障且有移頻報警，更換相應(yīng)的發(fā)送器。

原則2：如果主軌道、小軌道均故障，沒有移頻報警且分線盤發(fā)送電壓正常，室外分別測量匹配變壓器電壓、調(diào)諧單元、等阻線），找出故障。

原則3：如果主軌道、小軌道均故障，沒有移頻報警且分線盤發(fā)送電壓不正常，通過測量室內(nèi)衰耗盤功放輸出、電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤輸入及輸出，確定故障具體位置。

原則4：如果主軌道故障、小軌道正常，有移頻報警，更換相應(yīng)的接收器。

原則5：如果主軌道故障、小軌道正常，沒有移頻報警，分線盤接收電壓正常，測量電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤輸入及輸出、衰耗盤信號輸入及軌道繼電器輸出，確定故障的具體位置。

原則6：如果主軌道故障、小軌道正常，沒有移頻報警，分線盤接收電壓不正常，室外接收軌面電壓不正常，測量調(diào)諧單元、匹配變壓器電壓進確定故障具體位置。

原則7：如果主軌道正常、小軌道故障，小軌道輸入信號不正常，檢查小軌道鋼軌的狀態(tài)及空心線圈等設(shè)備。

對<結(jié)論>框架的過程性知識，用產(chǎn)生式表示法表示

如下：

IF 主軌道故障AND小軌道故障AND有移頻報警

THEN 更換相應(yīng)的發(fā)送器

IF 主軌道故障AND小軌道故障AND無移頻報警AND分線盤發(fā)送電壓正常

THEN 測量匹配變壓器電壓AND測量調(diào)諧單元電壓AND等阻線電壓

IF 主軌道故障AND小軌道故障AND無移頻報警AND分線盤發(fā)送電壓不正常

THEN 測量衰耗盤功放輸出AND電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤輸入及輸出

IF 主軌道故障AND小軌道正常AND有移頻報警

THEN 更換發(fā)送器

IF 主軌道故障AND小軌道正常AND有移頻報警AND分線盤發(fā)送電壓正常

THEN 測量電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤輸入及輸出AND衰耗盤信號輸入AND軌道繼電器輸出

IF 主軌道故障AND小軌道正常AND有移頻報警AND分線盤發(fā)送電壓不正常AND室外接收軌面電壓不正常

THEN 測量調(diào)諧單元AND匹配變壓器電壓

IF 主軌道正常AND小軌道故障AND小軌道輸入信號不正常

THEN 檢查小軌道鋼軌的狀態(tài)AND空心線圈

4 結(jié)語

用產(chǎn)生式表示法和框架表示法相結(jié)合的表示方法來表示鐵路信號設(shè)備日常的維修及故障處理知識，既利用了產(chǎn)生式表示法的簡單優(yōu)點，又利用了框架表示法結(jié)構(gòu)清晰的特點，能對鐵路信號設(shè)備的維修及故障處理知識表達(dá)清楚，便于存儲在知識庫中，適合對知識的檢索及使用修改。

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作者簡介：楊永才（1973—），男（蒙古族），內(nèi)蒙古通遼人，內(nèi)蒙古集通鐵路（集團）有限責(zé)任公司安全監(jiān)察室助理工程師，研究方向：鐵路信號檢修與運用及安全

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（責(zé)任編輯：周 瓊）