[发明专利]一种可重构系统贝叶斯网构建方法

说明书

本发明提供了一种可重构系统的贝叶斯网构建方法。包括以下步骤：(1)对可重构系统故障和测试的相关性建立模型；(2)对可重构系统故障和测试的相关性进行表征；(3)确定可重构系统贝叶斯网结构；(4)确定重构系统贝叶斯网参数并采用树形结构进行表征。本发明的有益效果是：提出了一种程序化的可重构系统贝叶斯网构建方法，对贝叶斯网参数存储和检索进行了优化，为解决可重构系统贝叶斯网构建问题提供了一条新的解决途径，可促进贝叶斯网在故障诊断领域的应用。

技术领域

本发明涉及一种可重构系统贝叶斯网构建方法，适用于可重构系统的贝叶斯网构建，进而可支持装备的故障诊断推理。

背景技术

故障诊断对装备的正常安全运行至关重要。贝叶斯网作为一种信度网络，在不确定性知识表达和推理领域具有较强的能力，已在故障诊断方面取得了成功的应用。然而，贝叶斯网的构建一直以来都是非常困难的事情，需要大量的专家知识，是非常耗时耗力的工作，限制了其在大规模系统中的应用。当前，贝叶斯网的构建以人工为主，面向的主要是单模式小规模系统，缺乏一种系统性的自动化方法。尤其是针对可重构系统而言，由于系统结构在应用过程中会发生变化，贝叶斯网的表达比较困难，当前缺乏一种工程中适用的贝叶斯网构建方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于可重构系统的贝叶斯网构建方法，为基于贝叶斯网的故障诊断提供支持。

为达到上述目的，本发明提供了以下解决方案：1、一种可重构系统贝叶斯网构建方法，包括以下步骤：

(1)对可重构系统故障和测试的相关性建立模型；

(2)对可重构系统故障和测试的相关性进行表征；

(3)确定可重构系统贝叶斯网结构；

(4)确定重构系统贝叶斯网参数并采用树形结构进行表征。

进一步的，所述步骤(1)中的模型包含四种元素，分别为故障、开关、测试点以及用来连接故障、测试点及开关的连接线；该模型的工作方式为：当故障和测试之间有连接通路，则故障和测试点之间相关，否则不相关；所述故障和测试之间可设置开关，通过开关的启闭影响故障和测试之间的相关性，进而实现系统的重构。

进一步的，步骤(2)中故障和测试的相关性用矩阵D1表示，D₁＝[d_ij]_m×n，其中d_ij∈{0,1}，取值为0表示第j个测试在任意模式下均无法检测到第i个故障，取值为1表示第j个测试可检测到第i个故障；所述测试和开关的相关性用矩阵D2进行表示，D₂＝[r_ij]_n×k，其中r_ij∈{0,1}，取值为0表示第j个测试和故障的相关性不受第i个开关状态的影响，取值为1表示第j个测试和故障的相关性和第i个开关的状态相关；其中，m表示故障的个数，n表示测试的个数，k表示开关的个数。

进一步的，步骤(3)中的贝叶斯网包括两层结构组成，第一层由故障和开关节点组成，第二层由测试节点组成。

进一步的，步骤(3)中的贝叶斯网节点之间的连接关系和步骤(2)中的矩阵对应，针对矩阵D₁＝[d_ij]_m×n，如果d_ij＝1，则在第i个故障和第j个测试之间添加连接关系，方向由f_i指向t_j；针对矩阵D₂＝[r_ij]_n×k，如果r_ij＝1，则在第j个测试和第i个开关之间添加连接关系，方向由s_i指向t_j；其中，所述第i个故障用f_i表示，所述第j个测试用t_j表示，所述第i个开关用s_i表示。