一種基於本體論及行動網路的汽車故障診斷系統的發明的製作方法

2023-05-09 03:01:26 1

專利名稱：一種基於本體論及行動網路的汽車故障診斷系統的發明的製作方法
技術領域：
隨著經濟的發展，近年來汽車用戶的保有量在不斷的增加，汽車廠商為了提高汽 車的競爭了不斷的採用新技術、新材料、新工藝以提高汽車的動力性，排放性，安全性等技 術性能，與此同時汽車的售後服務也越來越受到人們的關注。但是，目前我過的汽車服務企 業質量不高，結構不合理，「多、小、差、亂」仍是汽車服務企業存在的主要問題。之所以出現 這樣的現象原因是是多方面的。首先汽車是一個運動體，它的多數故障都是在運行的時候 出現的，這樣汽車一般是不能及時送往維修廠進行故障檢測並且維修的。而且即使用戶用 故障診斷儀檢測出故障代碼，一般情況下駕駛員是不知道這個代碼代表的是什麼故障，因 此當故障出現後汽車駕駛員對汽車故障的描述並且將該故障傳達給一個專業的汽車故障 診斷中心顯得特別的重要，但是由於汽車駕駛員的知識背景和語言背景不同對同一個故障 的描述可能不盡相同。這樣就對汽車的故障診斷帶來了問題。因此一個好的汽車售後服務 系統因該是汽車使用者，汽車專家，汽車生產廠商，汽車維修工廠，道路輔助設施協同工作， 建立一個對汽車故障理解的共同模型，並且由於汽車是運動體，通訊方式應該選擇移動通 訊設備。本發明涉及一種基於本體論的汽車故障診斷系統，利用移動通訊以及internet 等方式形成一種遠程的汽車故障診斷系統。本發明的系統不受時間和地點的限制，對於汽 車使用者來說只需要遠程通訊設備和汽車故障診斷儀，並且利用這兩樣來描述故障。本發 明使用人工智慧領域中的本體論(Ontology)相關概念與技術，建立深入分析了汽車故障 領域內的知識內容，定義各知識概念間的關聯，並依據分析後的知識關聯架構，採用美國 Standford SMI中心所研究開發的Prot6g63. 1知識管理平臺構建了領域本體論，呈現汽車 故障診斷的基礎知識內容；通過惠普(HP)實驗室研發的Jena工具包，以規則(Rule)呈現 人類專家問題求解的策略流程，對領域本體論內的知識概念間的關聯進行推論。以上兩者 的結合為知識庫提供了完整的領域知識架構。同時和該系統相關聯也提出了一種基於移動 網絡的汽車售後服務系統的框架體系及運行機制。基於以上本發明的主要創新點在於1)給出了一個遠程故障診斷的總體框架，並 通過本體為車輛屬性定義了類並確定了類與類之間的關係，這樣車輛的故障相應的屬於 一個類別，通過故障所屬的類別來進行故障的劃分；2)建立了遠程故障診斷所需要的汽車 故障診斷信息模型；3)通過本體翻譯器可以實現各種資源的共享，共享的資源是通過本體 論，獲取世界各地不同語言的汽車專家，汽車生產廠商及汽車知識出版物，網絡中的汽車結 構，維修及診斷信息資源等知識，並且可以使系統的知識不斷地得以擴充與完善；4)本系 統能夠有效地組織與優化汽車零部件供應商，汽車製造商，汽車維修工廠，汽車道路輔助工 具，GPS等各種資源，為汽車用戶提供最快捷最合理的服務。語言本體還能將維修建議翻譯 成用戶自己的語言，使維修信息也變得適合不同的使用者。該系統的主要用途有1)可由大型汽車生產製造廠商作為售後服務系統進行推 廣。一方面，汽車廠商可以為用戶提供最好最便捷的售後服務，同時汽車廠商也可在全生命 周期內跟蹤自己生產產品的使用運行情況，以得到該代產品的設計與使用缺陷，以便在下
3一代產品進行有目的地改進；2)該系統還可應用於保險公司的理賠論證。利用該系統，理 賠中心可以在線檢查車輛的運行技術參數，以核實提供理賠請求的真實性；3)該系統也可 以被國家交通管理部門所採用，建立規範統一的汽車售後服務系統。
背景技術：
當今社會，隨著經濟社會的發展以及道路條件的極大改善世界汽車保有量在不斷 的增加，隨之而來的諸如汽車出現故障後怎樣快速準確的做出診斷等問題，突出的擺在了 人們的面前。儘管我國汽車售後服務和維修業的發展令人矚目，但與發達國家相比，仍有很 大差距。企業質量不高，結構不盡合理，「多、小、散、亂」仍是我國汽車維修企業的基本特徵。 針對上述問題，一些學術期刊刊登了一些解決的方法。從發明者了解到的文獻來看，目前利 用本體論及行動網路技術對汽車進行遠程診斷及維修服務方面的發明還很少報導。發明者了解到的與本發明相接近的技術主要有以下幾個北京醫學工程雜誌上發表的李享元，楊宗凱，吳鴻修等的論文，該論文提出的基於 GPRS網的遠程移動心電監護系統的研製，系統基於GSM移動通信網GPRS (general packet radio service)功能的遠程移動心電監護系統，對心電信號進行自動監測、分析、語音告 警，並建立病人的心電數據電子病歷檔案和網絡共享，運行費用低廉，具有臨床應用意義。《武漢理工大學學報》刊登了吳文兵、張雨、儲浩等提出了汽車狀態遠程監測方案 設計及其信息傳輸通道特性的分析方面的論文，該論文討論了開展汽車狀態遠程監測研究 的意義，並依託移動通信網、公眾電話網(PSTN)和Internet網設計了汽車狀態遠程監測方 案。在分析移動信息傳輸通道數學模型的基礎上搭建了汽車狀態遠程監測實驗系統，進行 了信息傳輸通道特性的實驗研究，得到了一些有益的結果。《汽車技術》發表的儲浩，楊曉光，張雨等的「在線車輛遠程監測信號的採集及處 理」的論文，該論文利用現有GSM移動通信網設計了在線車輛遠程監測總體方案，並搭建試 驗室研究平臺分析信號遠程傳輸特性，同時進行了汽車發動機狀態信號的遠程採集。以所 定義的頻域修正因子，對遠程採集信號進行了有效的修正。該方案開拓了在線車輛遠程監 測系統的研究範圍。《汽車工程》上發表的謝輝等的論文「電動汽車示範運行無線遠程監控管理系統的 開發研究」，論文提出的電動汽車示範運行服務中心遠程監控管理系統是基於GPRS網絡和 Internet網，通過具有CAN接口和GPRS接口的車載智能信息單元，採用無線遠程數據傳送 方式，實現對多輛電動汽車的監控、標定和定位，由此實現故障分析與處理、在線標定與優 化、數據記錄與分析、電子地圖跟蹤等功能。為示範運行提供了有效、方便、快捷而且又經濟 的管理手段。《農業機械學報》發表了陳朝陽、張代勝、任佩紅、許化東等提出的基於故障樹分 析法的汽車故障診斷專家系統，論文提出將故障樹分析法與基於規則的診斷專家系統相 結合的方法，以故障樹的形式全面、系統、層次性地表述專家知識，通過故障樹自動生成專 家系統診斷規則庫，實現診斷知識的自動獲取，並確保診斷知識的一致性和完備。並以 Windows98為平臺、Delphi 5. 0為程式語言，開發出具有友好的人機互動界面、正向與逆向 混合推理和具有解釋功能的汽車故障診斷專家系統。此外，還有上海派恩科技有限公司開發的智能化機群協同控制系統採用了 GPRS技術進行遠程協調與監控。該系統利用公用數據移動通訊網(GSM)作為監控中心與移動單 元(如車輛)之間的信息傳輸媒介，利用網際網路(Internet)作為監控中心與分控中心之 間的通訊平臺，利用全球衛星定位系統(GPS)的定位技術、電子技術、計算機技術、網絡技 術，結合運用電子地圖地理信息系統(GIS)，實現對移動單元(如車輛)的位置、狀態的監 控，實現監控管理、報警求助、信息查詢等功能。並可針對不同類型的移動單元加強和優化 相應的監控功能，從而保證監控系統可滿足各種不同類型的移動單元的監控要求。在歐洲，歐盟於2003年提出了 my car event計劃，該計劃旨在利用信息技術，移動 網絡技術及知識工程，為歐盟成員國的汽車用戶提供一種快捷的售後服務，目前該項目已 接近尾聲，研究者們正在對實施的可行性進行論證。通過以上分析可知，目前國內外尚未有一套完整地適合於汽車遠程故障診斷的知 識組織，獲取與共享的系統。發明者提出的基於本體論及移動通訊網絡的汽車故障診斷維 修系統具有一定的創新性及較大的社會經濟價值。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的是提供一種基於本體論的汽車故障診斷系統，來達 到使不同廠家、不同使用者等很多背景不相同的汽車故障診斷變得簡單有效。本發明的基本構造包括汽車用戶，移動通訊設備，汽車知識庫(包括汽車用戶信 息，維修廠家信息，汽車故障診斷信息，汽車設計信息)，汽車零部件供應商，一個遠程處理 中心。本發明的工作流程是如圖1所示是基於本體論的汽車遠程故障監控系統示意 圖，當授權汽車用戶汽車發生故障後，通過internet或者行動網路與SC取得聯繫後，通過 入口認證後，SC處理通過汽車使用者的故障描述，SC經過分析和處理後給出快速準確的維 修信息處理方法。下面來詳細說明本發明。SC怎樣獲得並且準確理解汽車用戶描述的故障信息，怎樣給出快速準確的維修方 法是本發明系統的核心。首先說明SC怎樣獲得和準確理解用戶描述的故障信息。SC獲得汽車用戶的信息 是通過兩種渠道；1)用戶自己的描述；2)通過遠程故障診斷儀來獲得。用戶自己的描述就 是用戶用自己的語言和知識背景通過internet或者行動網路將信息發送到SC這是很簡單 的。下面來說明如何通過遠程故障診斷儀來獲得汽車故障代碼的，當汽車發生故障之後， 如果SC通過用戶的描述不能準確的判斷出汽車的故障信息，則需要提取汽車的故障代碼， 汽車的每個特定的故障都對應著一個代碼，例如用手持式測試儀診斷出汽車故障碼DTC為 P0100則表明空氣流量計電路有故障，若故障碼為P0120則表示節氣門位置傳感器有故障， 這樣把汽故障診斷儀診斷出的故障代碼通過無線傳輸傳送至SC。然後說明一下SC怎樣準確理解用戶的描述的故障信息。每一個汽車製造商都有 他們各自的詞彙去描述汽車的零部件，故障和症狀等，而且用以表達的語言也各不相同。為 了能快速而準確地得到故障車輛相關的維修信息，需要將這些不同語言不同詞彙表達的信 息有機地整合在一起，並且使不同語言背景的用戶、不同汽車製造商、汽車維修商之間能夠 實現無障礙的交流與理解，本體在其中起著一個共同理解的本臺。在同一領域中的該方法 是充分利用已有系統的知識庫，來構造可用性強和高度互操作的新系統。針對系統的異構性，可通過使用本體建立翻譯器，實現系統間知識的共享，有效地解決現有子系統的異構問 題，消除知識的二義性。汽車故障診斷系統是領域性比較強、比較複雜的系統，它涉及到汽 車零部件構成、汽車用戶、汽車製造商、汽車維修商、零部件供應商等領域性的知識，這類知 識同樣適用於汽車的設計、汽車製造、汽車故障檢測等智能系統中。因此，領域知識的共享 和重用是非常必要的。例如，在汽車遠程診斷系統中，同時要構建汽車總體設計系統、汽車用戶系統、汽 車維修廠家信息系統、汽車零部件商信息系統以及其它相關的資料庫管理系統，這些系統 中要相互利用各自的一些信息與知識，我們則採用如圖2所示的結構實現知識的共享該 模型中，各個系統中的知識均採用資料庫存儲的，並且不同統的資料庫的結構是完全不同 的，採用的知識表示方式也有一定的差別，因此兩個系統之間不能直接共享信息。為此，我 們可以通過利用本體建立翻譯器來實現系統之間的共享，當設計系統需要用到診斷系統中 的某些知識時，可以通過翻譯器(一)將知識庫一中的知識轉化為可共享的形式，從而實現 領域知識的共享，同樣的道理，我們也可將其它系統之間通過翻譯器，將不同系統之間的數 據與知識用共享的模型進行表達，反之亦然。此外這些資料庫還可以定期的進行拓展和升 級，該模型的關鍵技術就是翻譯器的建立和實現，需要根據所使用的本體表示語言，對數據 庫與本體表示語言之間的轉換進行研究，關鍵問題是建立不同結構層次之間的映射關係。 因此，本體在其中起著十分關鍵的作用。這樣CS就能夠準確的理解客戶描述的故障信息。最後來說明SC怎樣給出快速準確的處理方法。處理故障信息要快速給出並且 要針對某個故障採取特定的措施，這樣才能稱得上是快速準確。要想做到快速準確就應 該把汽車的各個部分進行類的劃分，這樣才能按照一定的規律來尋找故障，如圖3的一個 汽車故障診斷示例，這個本體為車輛屬性定義了類並確定了類與類之間的關係，汽車故障 診斷本體劃分了 1)車輛構成與建模；2)產品供應商(允許構成/建模的信息與製造商 關聯在一起)；3)產品(如車輛系列)；4)產品的部件(包括車輛零部件子系統的標識以 及替代部件的標識)；5)維修提供者(如道路輔助組織和汽車修理廠)等五個大類。這 樣通過故障描述就可以通過這個分類來準確的理解汽車的屬性，確定了故障部位後，通過 本體庫可以獲得關於該故障的信息，比如車型、生產廠家、維修工具、配件供應商等信息。 為SC提供快速準確的處理方法提供基礎。如圖5所示描述了汽車故障診斷的信息模型， 指出了主要對象及聯接維修信息和故障描述之間的關鍵聯接關係。並描述了如何實現和 映射這些實體間關係的邏輯結構關係。在這個模型當中有共有10個主要的對象，即系 統(system)，條件(condition)，症狀(symptom)，診斷測試(diagnosticTest)，測試結果 (TestResult)，診斷的故障(Fault)，維修信息(R印airlnformation)，術語(Term)，術語集 (termology)以及語言(HumanLanguage)等。其中兩個對象形成了模型的核心，即診斷的 故障(Fault)與維修信息(R印airlnformation)。故障可以直接通過由診斷結果而得到， 或可通過問題、條件、測試直至故障確定。故障與測試結果的關係為確定-被確定的關係 (identifies-identifiedBy)。維修信息可通過多種語言表達，其它所有的對象都支持確 定和診斷汽車的故障。以圖5所描述的汽車故障診斷信息模型為基礎，利用本體語義語言 (OWL, Ontology Web language)，我們即可建立汽車遠程故障診斷所需要的本體庫，再結合 汽車遠程故障診斷所需要的資料庫(如維修廠家的位置信息等)，即可構建系統所需要的 資料庫系統，這是診斷系統的核心，也是本發明的關鍵技術。
綜合以上所述，下面來說明具體實施的一個典型實例當授權的用戶汽車發生故 障時，汽車使用者用自己的語言和方式來描述故障(由於有術語本體庫可以進行翻譯)， SC(汽車服務中心)接受到經過術語本體庫翻譯的汽車使用者描述的故障信息，通過這 個信息來判斷用戶能否提供故障自診斷碼(有的汽車廠商對特定的故障用相應的編碼表 示)，如果能夠提供，則將此故障診斷碼傳送至sc，SC通過無線傳輸來接受用戶發來的故障 自診斷碼，如果故障能夠通過用戶自身來排除則給出相應的排除方法，如果不能則需要判 斷是否需要專門的配件，需要的話則聯繫相應的汽車配件商送配件到離事故車最近的維修 站，維修站派人帶上設備前往維修，如果不需要專門的配件則直接聯繫附近維修站，維修站 派人前往維修，如果汽車用戶附近沒有維修點的話，則派出緊急維修應急車前往維修。基於 本體的診斷過程是通過術語本體庫可以使不同語言背景、不同知識背景的用戶的描述變 成SC能夠理解的術語，SC接下來需要判斷用戶能否提供故障自診斷碼，如果能夠提供的話 SC則要求用戶將故障碼發送到SC，如果故障能夠通過用戶自己排除，則給出維修建議，如 果故障不能自行排除的話，則需要判斷是否要進行診斷測試，如果需要進行診斷測試的話， 則通過遠程診斷儀器從用戶的故障車輛上面提取相應的測試數據。根據這個測試的結果來 判斷汽車相應的故障的，並給出相應的處理結果，如果故障不能診斷則通過其他的診斷方 法，如基於規則的診斷，基於模型的診斷，基於案例的診斷，基於查詢的診斷等，診斷出故障 後給出相應的處理維修建議。通過遠程通訊把處理方法發送給汽車使用者或者是最適合的 汽車維修廠家。


本發明的上述和其他特徵、優點通過附圖所示實施實例的描述將變得非常明顯。配合所附圖示，說明如下圖1為基於本體論的汽車遠程故障診斷系統示意圖該圖為本發明提出的系統框圖。當汽車出現故障後，可以通過車載的通訊工具或 者行動網路向汽車服務中心發出請求，通過認證後，汽車服務中心即可接通與故障車輛的 聯繫。汽車服務中心可以通過駕駛員的描述，或通過故障車輛的車載發射裝置及無線網絡 發送故障車輛的運行信息(包括故障自診斷代碼)，汽車服務中心則可根據這些信息初步 診斷汽車的大致故障並給出相應的維修建議。維修中心還可根據故障車輛所在的位置信息 (可通過GPS得知)以及故障車輛所在地區的維修廠家的信息，授權相應的聯盟維修廠家到 故障現場進行維修，或指派移動維修車輛到故障現場進行維修處理。如果需要更換相應的 零部件，維修中心SC還可通知最近的備件供應商將相關的備件送至維修現場。因此，汽車 服務中心則可利用GSM/GPRS和GPS衛星導航接收器相結合實現對故障車輛的無間斷追蹤， 不斷地獲取汽車位置信息及運行狀況數據，並接受授權用戶的緊急求援及遠程在線故障診 斷的請求。同時，汽車服務中心也可將對汽車故障與運行狀況的診斷結論反饋至授權用戶， 給出相應的應答處理措施。該網絡的創新點是通過行動裝置或者internet實現與SC通訊，最終獲得故障診 斷總體框架清晰方便。圖2為基於本體論的汽車故障診斷系統的知識共享由於各個資料庫的結構是完全不同的，採用知識表示方式也有一定的差別，兩個
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系統之間不能實現信息共享。為此我們可以通過本體建立翻譯器，來實現資源的共享，如圖 2所示，當系統需要用到知識庫一中的內容時，就可以通過本體翻譯器一把知識庫一中的資 源翻譯到共享領域。同樣當需要的用到知識庫二中的資源時則需要通過本題翻譯器而進行 翻譯。以下為通過本體語言描述的一段關代碼。 維修過程 </rdfs:comment)</owl: Class)Owl (ontology web language)本體論的汽車故障診斷系統的知識共享圖中創新點是實現系統間知識的共享， 有效地解決現有子系統的異構問題，消除知識的二義性。使汽車零部件構成、汽車用戶、汽 車製造商、汽車維修商、零部件供應商等與汽車故障診斷系統相關聯的領域性知識得到共 享，這類知識同樣適用於汽車的設計、汽車製造、汽車故障檢測等智能系統中。因此，領域知 識的共享和重用是非常必要的。圖3為汽車故障診斷本體的示例該圖為一個故障診斷的示例，這個本體為車輛的屬性定義了類，在這個例子中給 汽車的屬性定義了五類，分別是1)車輛構成與建模；2)產品供應商(允許構成/建模的信 息與製造商關聯在一起)；3)產品(如車輛系列)；4)產品的部件(包括車輛零部件子系 統的標識以及替代部件的標識)；5)維修提供者(如道路輔助組織和汽車修理廠)。通過 相應的方法確定了故障部位後，通過本體庫可以獲得關於該故障的信息，比如車型、生產廠 家、維修工具、配件供應商等信息。為正確給出維修建議和方法提供基礎。本示例的創新點在於為車輛的屬性定義了五大類，診斷及維修都是屬於五大類 當中的一類，使診斷系統更加系統化，這樣為獲得該故障的車型、生產廠家、維修工具、配件 供應商等與車輛維修相關的信息提供了基礎。圖4為用戶汽車發生故障後並進行維修的主要流程該圖描述了在SC註冊過的用戶從車輛發生故障到最後獲得維修服務的一整套流程。圖5為基於本體表達的汽車故障診斷信息模型該模型共有10個主要的對象，即系統(system)，條件(condition)，症 狀(symptom)，診斷測試(diagnosticTest)，測試結果(TestResult)，診斷的故障 (Fault)，維修信息(R 印 airlnformation)，術語(Term)，術語集(termology)以及語言 (HumanLanguage)等。其中診斷的故障(Fault)與維修信息(Repairlnformation)構成了 診斷模型的核心。這兩個實體的關係為求解-被求解的關係(solves-solvedBy)，能夠使被 診斷出有故障的車輛零部件與維修信息聯繫起來。這些對象和它們之間的關係決定了信息 模型的結構。其各部分的功能描述如下(一)系統(System)代表的是車輛中零部件。一個系統可以簡單也可複雜，複雜 的系統由子系統組成。一個系統可能正常工作，也可能有缺陷，並表現因故障而產生的故障 現象。系統可以用來測試來評估其功能。一個系統與下列對象相關聯。-子系統(subsystem)。一個系統與其子系統(subsystem)間的聯繫可用包含的 關係來表達。一個系統可由零至多個子系統組成。-診斷測試(DiagnosticTest)。一個系統可以通過診斷測試來進行測試，一個系 統可用零至多個診斷測試來測試。-術語(Term)。術語用於描述系統。一個系統可用一至多個術語來描述。-症狀(Symtom)。一個系統可能有因故障而導致的現象。一個系統可能表現為零 至多個症狀。-故障(Fault)。一個系統可能由零至多個故障組成。( 二 )診斷測試(DiagnosticTest)。診斷測試代表一個用於收集關於車輛某一方 面性能的數據的診斷測試。在這個模型中，一個診斷測試被認為是一個特定系統所進行的 單個測試。診斷測試與下列對象相關聯。-系統(System)。一個診斷測試測試一個系統。-測試結果(TestResult)。一個診斷測試可產生一個測試結果作為測試的輸出。-條件(Condition)。一個診斷測試可有零至多個條件作為測試的輸入數據。-故障(Fault)。一個診斷測試可能能檢測到零至多個故障。(三)術語(Term)。術語用於描述系統、症狀和條件對象。術語與下列對象關聯-術語集(Terminology)。一個術語與其它術語之間的關係可用反身集合關係來 表達。一個術語與術語集可能用零至多個的關聯。-系統(System)。一個術語描述一個系統。-症狀(Symptom)。一個術語描述一個症狀。-條件(Condition)。一個術語描述一個條件。術語集(Terminology)。一個術語集定義概念且表達概念與概念間的關係。一個 術語集可與下列對象進行關聯。-術語(Term)。一個術語與其它術語間的關係可表達為反身集合關係。一個術語 與術語集可能用零至多個的關聯。(四)症狀(symptom)。症狀表示由故障引發的結果或現象，也有可能是由環境因 素(或條件)引發的。一個故障可以被診斷或可能不能被診斷，因此故障與症狀間的關係是可選的。一個症狀與下列對象相關聯。-條件(condition)。一個症狀可能由零個至多個條件誘發。-術語(term)。一個症狀可由一個至多個術語描述。-故障(Fault)。一個症狀可能由零個至多個故障引發。-系統(System)。一個症狀可能出現在零個至多個系統中。(五)(condition)。條件表示能引發症狀的環境因素或用於建議對一個系統進行 的診斷測試(DiagnosticTest)。一個條件與下列對象相關聯。-診斷測試(DiagnosticTest)。一個條件可建議零至多個診斷測試。-術語(Term)。一個條件可用零至多個術語進行描述。-症狀(Symptom)。一個條件可由零至多個症狀引發。(六)故障(fault)。故障表示車輛系統中的一個缺陷。一個故障與下列對象相 關聯。-症狀(Symptom)。一個故障可能引發零個至多個症狀。-系統(system)。一個故障可能出現在零個至多個系統中。-測試結果(testResult)。一個故障可由零至多個測試結果確定。-診斷測試(DiagnosticTest)。一個故障可由零至多個診斷測試探測。-維修信息(Itepairlnformation)。一個故障可由零至多個維修信息解決。(七)維修信息(Itepairlnformation)。維修信息表示排除一個特定故障所需要 的信息。維修信息並不一定由一個故障得到。例如，如果出現一個以前從未出現的新故障， 則維修信息無法得知。維修信息的內容可以用一種或多種語言描述。維修信息可與如下對 象相關聯。-故障(Fault)。維修信息是零至多個故障的求解。-語言種類(HumanLanguage)。一個維修信息可由一至多種語言表達。(八)語言種類(Humanlanguage)。人類語言表達維修信息的內容。語言種類與 下列對象相關聯。-維修信息(R印airlnformation)。維修信息可由多種語言來描述，可實現同一故 障現象或故障診斷結論的不同語言描述，使不同語言的汽車駕駛員或汽車用戶可以。利用基於本體表達的汽車故障診斷信息模型，可以建立汽車故障診斷。基於本體表達的汽車故障診斷信息模型的創新點和意義在於以汽車故障診斷信 息模型為基礎，利用本體語義語言(0WL，Ontology Web language)，我們即可建立汽車遠程 故障診斷所需要的本體庫，再結合汽車遠程故障診斷所需要的資料庫(如維修廠家的位置 信息等)，即可構建系統所需要的資料庫系統，這是診斷系統的核心。圖6為汽車遠程故障診斷流程如果用戶在駕駛過程中車輛發生故障，用戶可通過車載移動通訊方式聯接到汽車 服務中心SC，並通過相關認證，如果認證通過則汽車用戶可通過交互方式將車輛故障的症 狀描述給服務中心SC，也可通過車載移動通訊將車輛的數據實時傳送給服務中心SC，汽車 服務中心通過用戶描述的症狀及汽車運行的相關數據，初步診斷出汽車的故障，並判斷用 戶是否可自行排除故障，如果能夠自行排除，則將如何排除故障的信息傳送給汽車用戶；如 果用戶不能自行排除故障，判斷是否需要專用的備件，如需要，且故障車輛附近有維修廠，
10則通知備件供應商，將備件送至維修工廠，維修工廠則到故障現場進行維修；如果故障車輛 附近沒有維修廠，則通知相應的機動維修應急車到故障現場進行故障排除與維修。汽車遠程故障診斷流程的創新點在於只要汽車出現故障並且可以與SC取得聯 系就一定可以得到SC的處理結果並且最終是故障車輛得到維修。圖7為基於本體的診斷過程用戶描述故障現象，術語本體庫將不同語言背景、不同知識背景的用戶的描述翻 譯為汽車服務中心能理解的術語；汽車服務中心接下來判斷用戶能否提供故障自診斷碼， 如果能，則要求用戶將故障診斷碼傳至汽車服務中心，汽車服務中心通過無線傳輸，接收用 戶的故障碼，並由此診斷出汽車的故障，如果故障排除，則給出維修建議；如果故障仍未排 除，則轉至是否需要診斷測試。如果需要診斷測試，則通過遠程診斷儀器從用戶的故障車輛 提出相應的測試數據，得到測試結果，根據測試結果看能否診斷出汽車的故障，如果能診斷 出故障，則給出相應的維修建議，否則轉至下一步，通過各種診斷方法，如基於規則的診斷， 基於模型的診斷，基於案例的診斷，基於查詢的診斷等，診斷出相應的故障，並給出維修結 論與維修建議。其中語言本體，能將維修建議翻譯成用戶自己的語言，使其能快速地理解並 得到相應的維修服務。基於本體的診斷過程的創新點在於用戶使用自己的語言進行故障描述，SC接收 到經過本體處理過的故障信息，經過一系列診斷之後處理後，給出的建議和方法也是經過 本體處理過的適用於用戶自己的語言。SC:汽車服務中心，如果汽車的故障本體庫當中沒有描述，則直接聯繫服務中心的 專家進行遠程會診，最終給出診斷意見和處理方法，並且將這個故障和處理方法加入本體庫。
具體實施例方式本發明的具體實施方式
是以汽車故障診斷信息模型為基礎，利用本體語義語言 (OWL, Ontology Web language)，我們即可建立汽車遠程故障診斷所需要的本體庫，再結合 汽車遠程故障診斷所需要的資料庫(如維修廠家的位置信息等)，即可構建系統所需要的 資料庫系統，這是診斷系統的核心。當註冊的用戶汽車發生故障時，用戶通過行動裝置或者網絡與SC取得聯繫，通過 認證後，由於汽車的生產廠家，還有汽車各個部分等與汽車相關的屬性在之前已經用定義 過類，並且遠程故障診斷所需要的汽車故障診斷信息模型也已經建立，因此通過汽車用戶 自己的語言和知識背景對汽車故障進行描述，描述的故障經本體術語庫後傳送至sc，SC通 過用戶的描述的症狀利用基於本體表達的汽車故障診斷信息模型還有已經存在的知識庫， 初步判斷故障類型，進一步判斷用戶能否自行解決故障，如果能則給出相應的處理意見和 方法，如果不能則通過遠程診斷儀器從用戶故障車輛上面提取相應的測試數據。根據這個 數據來判斷汽車的相應故障，如果故障不能通過診斷測試來獲取則通過其他診斷方法，比 如基於規則的診斷，基於模型的診斷，基於案例的診斷，基於查詢的診斷等，獲得診斷代碼 後則判斷是否需要配件，需要的話則聯繫配件供應商，配件供應商將所需配件送往離故障 車輛最近的維修站，維修站派人帶上設備前往故障車輛出事地點進行維修，如果不需要汽 車配件的話則維修站直接派人前往維修，如果附近沒有維修點的話，則派出緊急維修應急車前往維修。這樣一個故障車輛便得到了及時高效的維修。
權利要求
一種基於本體論的汽車故障診斷系統，其特徵是通過將不同語言背景、不同知識背景的汽車使用者所描述的汽車故障進行處理後，給出快速準確的維修意見或者方法，或者找出汽車用戶附近的維修點，進行快速維修，或者派出維修應急車前往故障車輛地點維修。
2.根據權利要求1所述的將不同語言背景、不同知識背景的汽車使用者所描述的汽車 故障進行處理其特徵是通過的是翻譯器使本體資源共享。
3.根據權利要求1所述汽車故障處理其特徵是通過汽車駕駛員的描述或者是遠程故 障診斷儀器來實現的。
4.根據權利要求1所述根據故障其特徵是能夠給出快速準確的判斷。
5.如權利要求2所述的翻譯器其特徵是它可以實現系統間知識的共享，有效地解決 現有子系統的異構問題，消除知識的二義性。
6.如權利要求3所述的診斷方法其特徵是通過建立一個汽車的信息模型來進行診斷的。
7.如權利要求3所述的遠程診斷方法還包括規則的診斷，基於模型的診斷，基於案例 的診斷，基於查詢的診斷。
8.如權利要求4給出準確判斷特徵是先判斷用戶能否自行處理故障，如果能自行解 決故障則給出處理建議或者方法，用戶不能自己處理的，則SC(汽車服務中心)需要得到相 應故障碼，通過故障碼判斷故障的類別並判斷是否需要專用配件，最後通過離故障車輛最 近的維修站攜帶相關設備和配件(如果需要的話)，如果故障車輛附近沒有維修站則派出 維修應急車前往維修。
9.如權利要求4特徵是通過本體為車輛屬性定義了類並確定了類與類之間的關係。 汽車故障診斷本體劃分了 1)車輛構成與建模；2)產品供應商(允許構成/建模的信息與 製造商關聯在一起)；3)產品(如車輛系列)；4)產品的部件(包括車輛零部件子系統的 標識以及替代部件的標識)；5)維修提供者(如道路輔助組織和汽車修理廠)等五個大類。 根據故障所屬的類來進行相應的診斷。
10.如權利要求6所述建立的汽車信息模型指出了主要對象及聯接維修信息和故障描 述之間的關鍵聯接關係，該模型的其特徵是共有10個主要的對象。包括系統(system)， 條件(condition)，症狀(symptom)，診斷測試(diagnosticTest)，測試結果(TestResult)， 診斷的故障(Fault)，維修信息(R印airlnformation)，術語(Term)，術語集(termology)以 及語 目(HumanLanguage)。
全文摘要
隨著經濟的發展，近年來汽車用戶的保有量在不斷的增加，汽車廠商為了提高汽車的競爭了不斷的採用新技術、新材料、新工藝以提高汽車的動力性，排放性，安全性等技術性能，與此同時汽車的售後服務也越來越受到人們的關注。但是，目前我國的汽車服務企業質量不高，結構不合理，「多、小、差、亂」仍是汽車維修企業存在的主要問題。本發明涉及一種基於本體論及行動網路的汽車故障診斷系統，利用本體的優勢實現汽車維修需要的各種資源的共享，該系統通過移動通訊以及internet等方式進行遠程通訊獲得汽車的故障信息，最終使故障車輛獲得快速高效的維修。一方面，該系統可由大型汽車生產製造廠商作為售後服務系統進行推廣。另一方面，該系統還可應用於保險公司的理賠論證。
文檔編號G06Q50/00GK101853478SQ200910097100
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月1日 優先權日2009年4月1日
發明者季白楊, 易建軍, 蔣靈潔, 袁野 申請人:杭州信雅達科技有限公司;華東理工大學