试论基于HMM安全计算机平台健康管理实现-

论文导读：视情维修的思想19-202.1.2健康管理的基本概念202.1.3健康管理的活动模型20-212.2HMM基本论述、算法21-302.2.1HMM的基本概念21-222.2.2HMM的基本参数22-232.2.3HMM的结构类型23-252.2.4HMM的基本算法25-292.2.5多观测序列的训练算法29-302.3本章小结30-313基于HMM的安全计算机平台状态监测探讨31-52

3.1安全计算机

摘要：自主研发的基于通信的列车运转制约(Communications-Based Train Control, CBTC)系统的地面安全计算机平台采取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情况。健康管理是近年来在航空航天、武器装备系统中广泛采取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探讨中遇到的不足,通过浅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探讨,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)在方式识别领域的成功运用,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。浅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探讨。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。本论文探讨的基于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,对其他安全相联系统的健康管理探讨也具有一定的参考价值。本论文用图33幅,表9个,参考文献52篇。关键词：安全计算机平台论文健康管理论文HMM论文状态监测论文故障诊断论文
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中文摘要6-7
ABSTRACT7-10
1 引言10-19

1.1 探讨背景及作用10-11

1.2 安全计算机介绍11-14

1.2.1 安全计算机概述11-12

1.2.2 安全计算机在CBTC系统中的运用及遇到的不足12-14

1.3 健康管理技术的引入14-16

1.4 HMM健康管理策略的可行性16-17

1.5 论文的探讨内容和组织结构17-19

2 健康管理技术及模型工具HMM19-31

2.1 健康管理技术19-21

2.

1.1 视情维修的思想19-20

2.

1.2 健康管理的基本概念20

2.

1.3 健康管理的活动模型20-21

2.2 HMM基本论述、算法21-30

2.1 HMM的基本概念21-22

2.2 HMM的基本参数22-23

2.3 HMM的结构类型23-25

2.4 HMM的基本算法25-29

2.5 多观测序列的训练算法29-30

2.3 本章小结30-31

3 基于HMM的安全计算机平台状态监测探讨31-52

3.1 安全计算机平台的HMM设计31-32

3.2 基于HMM的安全计算机平台状态监测原理32-33

3.3 仿真安全计算机平台的设计33-41

3.1 CBTC系统安全计算机平台的功能需求33-34

3.2 仿真安全计算机平台的硬件结构设计34-35

3.3 仿真安全计算机平台的软件设计35-41

3.4 基于HMM的安全计算机平台状态监测41-50

3.4.1 状态监测数据的提取41-43

3.4.2 状态监测数据的预处理43-45

3.4.3 常态HMM的训练及改善措施45-49

3.4.4 系统的健康评估49-50

3.5 本章小结50-52

4 基于HMM的安全计算机平台故障诊断探讨52-64

4.1 HMM在安全计算机平台故障诊断中的优势52

4.2 基于HMM的安全计算机平台故障诊断原理52-54

4.3 仿真安全计算机平台的故障方式54-57

4.

3.1 故障类型的选取54

4.

3.2 故障态的模拟实现54-57

4.4 基于HMM的安全计算机平台故障诊断57-63

4.1 故障诊断数据的提取57-58

4.2 故障诊断数据的预处理58

4.3 故障诊断库的训练58-59

4.4 系统的故障诊断结果59-63

4.5 本章小结63-64

5 总结与展望64-66

5.1 文章总结64-65

5.2 未来展望65-66

参考文献66-69
图索引69-70
表索引70-71
作者简历71-73
学位论文数据集73