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      水罐小型消防車輔助維修系統的設計與實現

      一 小型消防車是配備于消防部隊、執行滅火救援等消防業務部門所使用的機動車輛的總稱, 其中水罐小型消防車是消防部隊配備數量多而且使用廣泛的車輛。由于車輛集機械、電子和流體力學等多門學科于一體, 要對其進行正確的故障診斷與維修, 需具備多方面的綜合知識。而消防部隊目前對裝備的故障維修技術力量尚未形成規模, 一旦出現故障, 往往請工廠技術人員來處理。而通過輔助維修系統與已有的檢測設備相結合, 能從一定程度上緩解裝備使用單位維修與保養技術力量不足的問題, 探索一條部隊裝備維修保障智能化的道路。

      二、系統結構功能

      1.系統結構

      通過對水罐小型消防車的結構和故障特性進行仔細分析, 研制開發的水罐小型消防車輔助維修系統主要包括發動機、水罐、水泵及其管路和噴射器具( 主要包括水槍和水炮) 等四大分系統, 每個分系統又由訓練子系統、維修子系統、管理子系統、資源信息子系統等組成。
    水罐小型消防車輔助維修系統的設計與實現
      2.系統功能

     。 1) 訓練子系統

      可滿足對相關器材的操作使用、結構原理及技術性能等方面的培訓和檢索, 以幫助、指導使用人員準確掌握器材的結構、原理及總體性能等。采用交互式電子技術手冊方式存儲器材的技術文檔和技術手冊。閱讀所檢索的結果時, 信息數據以多媒體形式表現, 用戶可以與計算機交互,逐步深入。

     。 2) 維修子系統

      系統提供器材維修指南查詢, 可以了解相應器材的拆裝作業方法、技術要求、主要零件維修數據等, 以便指導幫助檢修人員正確拆裝、維護和修理。維修專家系統提供流程指引、故障現象索引、故障原因索引、排除方法索引、資料檢索等使用方法, 使經過簡單培訓的維修技術人員擁有系統提供的充足的專家經驗和專家知識。當某些器材出現故障時,可根據故障現象按流程指引快速確定故障的原因及找到排除故障的方法, 專家系統還存儲有器材的維修歷史數據和技術性能數據, 器材技術狀態和歷史故障等信息。

     。 3) 管理子系統

      該子系統通過對器材的型號、數量、日常使用狀態、檢修情況及相關信息進行記錄和統計, 達到對器材故障狀態管理要求的目的, 為有關使用人員了解器材狀態、制定器材檢修計劃、降低突發故障率、避免事故、提高器材利用率等提供依據。

     。 4) 資源信息子系統

      包括維修設備、工具信息和零備件信息, 能提供器材維護保養與修理、技術檢查所需設備、工具、零配件的種類、數量、存放位置、使用方法及圖片資料等, 以便指導、幫助使用人員或檢修人員正確操作使用, 按時保養維護, 盡可能減少故障的產生。

      三、系統實現

      該輔助維修軟件以 Microsoft Windows XP 為操作系統平臺, 基于 UML2.0 進行軟件工程建模, 結合 Borland Delphi 7.0等前端開發工具, 以 Access2003 作為數據庫管理系統的后臺。為了動態顯示發動機的油路系統、發動機的冷卻水路系統和水罐小型消防車的水路系統, 探索了利用 Microsoft 所支持的 ActiveX插件模式集成 flash 動畫的方法, 在程序中很方便地調用外部的OCX 文件來實現復雜的功能, 高效生動地實現各系統不同工作狀態的動態變化。綜合使用了 AutoCAD 2006、3DMAX7.0 等三維圖形建模工具制作渲染了幾十個零部件, 并在系統中對三維機械結構圖進行動態標注, 以便生動地表達某些復雜零部件的結構和工作原理。
    水罐小型消防車輔助維修系統的設計與實現
      四、技術創新

      本系統所集成的輔助維修專家系統和水罐小型消防車綜合分析判斷知識庫是整個輔助維修系統的重點和難點。知識庫是本系統重要的組成部分, 它的完善與否直接影響到系統的性能。知識庫的建立就是將有關的理論知識和專家的經驗知識經過加工、概括后, 再轉化為專家系統所要求的特定的數據結構。而系統所含的器材維修查詢資料庫內容多、結構龐雜, 內容是否全面將會直接關系到整個輔助維修系統的實用性和可操作性。

      1.專家系統模糊查詢的實現

      其核心是知識庫和推理機。知識獲取模塊把專家的知識按一定的知識表示形式輸入到知識庫中; 人機交互模塊將用戶的咨詢和專家系統推出的建議、結論進行人機間的翻譯和轉換。系統的知識庫主要為靜態的數學模型庫以及為推理規則所利用的參數庫。參數庫主要由水罐小型消防車信息管理模塊所提供的數據通過一定的算法或調用庫中具體的數學模型而實現; 推理機主要由推理規則組成, 能根據人機交互搜索到具體推理規則對修理提供輔助決策。

      2.水路系統和油路系統的動態顯示

      水罐小型消防車涉及到了水路系統和油路系統, 為了在維修過程中更好地再現其實際工作過程中的各系統工作狀態的變化過程, 在系統上對 ShockWave flash 控件進行了功能擴展, 使其在Delphi7.0 開發工具下能夠實時顯示動畫, 很好的吻合各路系統的工作過程, 便于維修人員即時查看對照。

      3.三維機械結構的動態顯示

      為了讓使用人員和維修人員快速了解車輛的內部結構和工作原理, 利用 AutoCAD2006、3DS MAX7.0 和 PhotoShop CS2.0等軟件對常用而且容易出故障的發動機零部件和相關消防器材進行了建模, 并渲染出絢麗逼真的三維模型圖, 實現了整體、半剖、局部剖等詳細的結構顯示, 此外結合 Access2003 數據庫將各發動機零部件和相關消防器材的說明和圖形存儲在一起, 實現動態顯示、隨機擴展。

      4.遠程輔助維修決策

      系統集成遠程輔助維修功能, 可以實現維修人員與遠方人員或信息源之間的資料或信息的電子傳輸, 可以讓外場維修人員根據遠程實時傳送的信息在車輛返回之前及時準備好維修用的備件和工具, 或現場接受維修培訓和指導, 當車輛返回時便可立即進行維修。該功能的實現, 保證在時間完成水罐小型消防車的高質量修理, 并且在有效時間內通過分享經驗而提高維修人員技術熟練水平, 同時降低對培訓的要求, 從而顯著減少車輛在現場修理時間, 提高車輛的使用效率。
    水罐小型消防車輔助維修系統的設計與實現
      五、開發的輔助維修系統功能齊全, 在做到具有輔助維修的同時兼顧好器材原理、使用和維護保養的教學。系統具有良好的兼容性, 可以擴充和增加其他小型消防車的診斷知識庫; 系統工作可靠, 輔助維修功能強大, 操作簡單, 使用方便。
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