建筑电气故障自诊断系统研究与应用

董 杰

(山西省城乡规划设计研究院,山西 太原 030001)

建筑电气故障自诊断系统研究与应用

董 杰

(山西省城乡规划设计研究院,山西 太原 030001)

为了能够更加及时、准确的发现故障，确保电气系统故障能够得到及时修复，应用故障自诊断理论，构建了基于多Agent的建筑电气故障自诊断系统，希望能够为建筑电气故障自诊断系统开发与应用提供一定的参考。

建筑电气，故障自诊断，研究

0 引言

随着建筑行业的快速发展，建筑工程的建设数量不断增加，建筑的规模也日益扩大，建筑物的结构变得更加复杂。另外，在建筑电气技术快速发展的同时，对于技术的要求更加严格，在电气的控制过程中，多样化的控制技术越来越多的开始应用，而且电气控制系统的革新速率不断加快。尤其是对于高层建筑而言，要求电气工程要拥有更为可靠的性能，同时还要具备完备的功能。在建筑电气工程汇总，发生故障的类型非常多，会导致电气系统不能达到设计功能要求，严重时还会发生电气事故，威胁到居民的生命与财产安全。所以，建筑电气故障自诊断系统开始出现，并逐步得以发展，其主要的目标是为了能够实现对电气系统的故障自诊断，同时将此技术应用在实际的工程之中，确保电气工程运行过程更加安全与可靠，为人们提供更为安全与舒适的居住环境。

1 故障自诊断概述

1.1故障自诊断内涵

故障自诊断技术就是当系统处于运行状态时，采用不同的监测手段，对系统运行情况进行判断，查看系统工作正常与否。要是出现一些异常现象，则能够利用仪表或者仪器进行测试，也可以采用人工的方法进行分析与判断，从而明确故障具体发生的情况以及位置，确保维修人员能够更加快速与准确的对故障进行维修。也能够对可能出现的故障加以预测，确保维护人员能够在故障出现以前，便采用相应的预防措施，最大限度的防止故障出现，降低故障带来的经济损失。

1.2故障自诊断过程

故障自诊断系统的故障诊断流程图如图1所示。

1.2.1特征信号的检测

在建筑电气设备中，不同设备均有不同的信号输出形式，特征信号则可以反映电气系统功能信号，所以，在电气系统的故障识别过程中，很多情况会采用特征信号进行表示。对于特征信号的提取有两种不同方式，一种是以能量形式加以提取，一种是以物态形式加以提取。

1.2.2征兆信号的提取

进行征兆信号提取过程中，一般会依照特征信号的不同进行选择。由于特征信号的形式划分成能量形式以及物态形式，在对能量形式的特征信号进行征兆信号提取过程中，能够在时域、频域以及相位域之中进行，而对于物态形式的特征信号进行征兆信号的提取过程中，则能够利用物理方法或者化学方法完成提取工作。

1.2.3识别系统状态

对于电气系统的运行状态进行确定时，一般是把特征信号和相应的标准加以对比，以分析电气系统目前的运行状况。若是电气系统运行正常，则能够对电气系统未来的运行状况加以预测。若是电气系统运行出现异常情况，对状态加以诊断，便能够分析出故障出现的具体原因以及故障部位等，以便于维修人员准确、及时的开展维修工作。

1.2.4故障维修决策

故障维修决策是指按照不同故障产生的具体原因，结合故障发生时的有关信息，制定科学的维修计划，确保维修人员能够更加及时的采取措施，使电气系统尽快恢复至正常运行状态。

2 建筑电气故障诊断研究中的问题

现阶段，我国对于建筑电气故障诊断系统的研究依旧处于起步阶段，这主要是因为建筑电气系统属于配网末端，很多人不愿意投入过多精力进行研究，他们更加倾向于研究一些涉及面较大的课题。另外，因为以往的建筑电气系统相对简单，很多研究人员对这一系统都不太重视。不过，在智能化建筑产生以后，建筑电气系统在建筑工程中发挥的作用越来越大。若是建筑电气系统出现故障，不仅会带来经济损失，还可能对居民的人身安全造成威胁。所以，对建筑工程中电气系统进行研究，对我们日常生活与生产有着极为重要的意义。

3 基于多Agent的建筑电气故障自诊断系统架构设计

基于多Agent的建筑电气故障自诊断系统架构示意图如图2所示。

3.1监测子系统

监测子系统主要的功能是对数据的采集加以监测以及储存。当监测子系统发现电气系统在运行过程中存在故障情况以后，会把采集到的数据信息传输至Agent子系统之中，同时请求进行故障的诊断操作，并且，监测子系统还会向诊断子系统提供原始信息数据，确保诊断系统能够更加准确的完成故障诊断工作。

3.2诊断子系统

多Agent系统之中，一般会对不同的故障进行诊断。现阶段，任何的多Agent都不能直接的对不同故障进行同时诊断，一般都是采用不同的单Agent系统针对不同的故障进行单独诊断，然后对单Agent系统诊断信息进行汇总与处理，如此能够有效的提升故障诊断效率，可以快速的判断故障发生位置。

在Agent诊断子系统之中，包含有诊断部分以及管理部分。诊断Agent是指利用一定的诊断算法，对故障进行诊断处理，同时得出相应的结果，在对故障进行诊断时确保不同Agent之间协调关系的实现，并完成相应的诊断任务。管理Agent是指对单个诊断Agent的诊断数据进行采集，管理Agent则能够利用相应的功能，对具体的故障进行详细分析，同时判断出故障情况。

3.3用户接口子系统

该系统的功能是给诊断结果提供能够直观观察到的界面，用户能够更加直观的对结果进行观察。此系统之中能够对某个Agent动作进行直接的控制。所有的诊断子系统均会把得出的诊断数据传输到用户接口子系统之中，用户接口子系统则把前期诊断操作具体效果反馈到相应的诊断子系统之中，确保Agent能够实现自学习与自适应。多Agent系统中单个Agent系统诊断流程示意图如图3所示。

不同任务模块具体作用如下。

3.3.1数据采集Agent

利用相应的装置对电气系统中不同的故障信息进行全面收集，不同的故障位置均采集相应组数的数量信息，同时将采集的数据信息储存在对应数据库之中，确保今后Agent诊断系统在进行故障诊断过程中拥有更为丰富与可靠的基础数据信息。

3.3.2用户接口Agent

该模块的功能主要是为诊断结果能够更加形象与直观提供相应的界面，确保用户能够更为直观与形象的观察到诊断结果。

3.3.3诊断任务分解Agent

把诊断系统之中的Agent逐一的进行分解，得到拥有相应特性的子任务，并建立相应的子任务集合。

3.3.4Agent控制

完成诊断系统的控制工作，实现对全局的有效管控，并且合理的分配与调度系统之中出现的矛盾与问题，确保诊断系统可以顺利运行。

3.3.5管理Agent

全面管控知识数据库，并实时完成数据库维护工作，提供信息给Agent诊断系统，便于Agent更好的开展诊断工作。

3.3.6诊断Agent

此模块是系统之中极为关键的组成内容。诊断Agent会收到Agent控制系统发出的请求，并且在数据库之中将对应的对象进行提取，在管理Agent之中提取对应的诊断知识，然后利用有关方法完成故障的诊断，最后把得出的诊断结果及时反馈到Agent控制之中。

4 结语

现阶段，国内越来越多的建筑物逐渐老化，使得建筑物中的电气系统极易发生故障，例如，元器件老化故障、线路故障等等。电气故障的发生会使得电气系统不能正常的运行，以往进行电气系统故障排查时，主要是通过人工排查的方法，并且还会有很多的隐患存在。因此，应当逐步应用电气故障自诊断系统，确保建筑工程中电气故障能够得以及时排除，尽可能降低电气故障造成的影响。所以，建筑电气自诊断系统的开发与研究，是未来电气系统故障诊断发展的趋势，也是确保建筑工程功能性很好发挥的必然要求。

[1] 何加雄.建筑电气系统故障诊断方法的探讨[J].科技经济导刊，2017(15):63，65.

[2] 鲍义刚.引发建筑电气系统故障的因素及诊断方法[J].电子测试，2017(6):87，101.

[3] 蔡全乐.电梯电气控制系统故障诊断和维修探讨[J].城市建设理论研究(电子版)，2017(18):143.

Researchandapplicationoftheself-diagnosissystemofelectricalfaultinbuildings

DongJie

(ShanxiUrban-RuralPlanningandDesignInstitute,Taiyuan030001,China)

In order to be able to detect faults more timely and accurately, ensure that the electrical system failure can be repaired in time. The application of the theory of fault self-diagnosis and constructed based on Agent architecture electrical fault self-diagnosis system, hope to building electrical fault self-diagnosis system development to provide certain reference.

architectural electric, fault self-diagnosis, study

1009-6825(2017)30-0119-02

2017-08-11

董 杰(1972- )，男，高级工程师

TU855

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