[科普中國(guó)]-故障診斷算法

背景

學(xué)術(shù)界對(duì)于面向網(wǎng)絡(luò)的故障管理的研究較為成熟，工業(yè)界在市場(chǎng)上推出的許多網(wǎng)管系統(tǒng)中都包含有相應(yīng)的故障管理模塊。相對(duì)于面向網(wǎng)絡(luò)的故障管理，盡管學(xué)術(shù)界對(duì)于面向服務(wù)的故障管理的相關(guān)研究并不算少，但市場(chǎng)上較成熟的服務(wù)管理產(chǎn)品仍然不多，甚至可以說(shuō)現(xiàn)階段仍缺少面向服務(wù)故障管理的完整解決方案。

研究現(xiàn)狀故障管理向來(lái)是工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重要研究課題，然而過(guò)去對(duì)于故障管理的研究主要是面向網(wǎng)絡(luò)的。近十年來(lái)，隨著工nternet服務(wù)的發(fā)展，研究人員逐漸開(kāi)始關(guān)注面向服務(wù)的故障管理。但由于服務(wù)故障起因非常復(fù)雜，從終端故障到網(wǎng)絡(luò)故障、從軟件故障到硬件故障，都是造成服務(wù)不可用或性能降級(jí)的原因，因此大多數(shù)學(xué)者都選取服務(wù)故障的某一個(gè)方面進(jìn)行研究。

算法在故障診斷的研究過(guò)程中，張大方等人提出集團(tuán)診斷算法，將有相同故障屬性的單元先劃分為同一集團(tuán)，再進(jìn)行診斷，減少了診斷量：劉兵等在此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)于N,一種貪婪診斷算法，也取得有效的診斷結(jié)果：宣恒農(nóng)等人提出的方程診斷算法，將系統(tǒng)級(jí)故障診斷問(wèn)題以方程的形式表現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)對(duì)測(cè)試癥候矩陣的代數(shù)方程運(yùn)算求得相容解，當(dāng)系統(tǒng)中的故障單元數(shù)超過(guò)，，其他診斷算法無(wú)法使用時(shí)，方程診斷算法依然能取得較好的診斷效果。

近年來(lái)，群體智能算法成為幣要的研究熱點(diǎn)之一這類(lèi)算法通過(guò)觀察自然界群體生物的全比織與協(xié)作，總結(jié)出宏觀的智能行為特征，其機(jī)制適用解決絕大多數(shù)紐合優(yōu)化問(wèn)題。當(dāng)發(fā)展較為成熟的群體能算法包括遺傳(GA)算法、人工免疫(AI)算法、粒子群(PSO)算法等。近期，又有學(xué)者提出了一批優(yōu)秀的群體智能算法，如螢火蟲(chóng)(FA)算法、布谷鳥(niǎo)搜索(CS)算法等等。其中CS算法模仿布谷鳥(niǎo)的巢寄生繁殖機(jī)理，與現(xiàn)有的諸多群體智能算法相比，其最大特征在于以L(fǎng)evy飛行的方式搜索全局解p。最優(yōu)解不參與迭代，避免了當(dāng)當(dāng)前最優(yōu)解陷入某個(gè)局部區(qū)域時(shí)，其余個(gè)體也被吸引至該局部區(qū)域的困境，因此具有較優(yōu)的平衡搜索能力。相應(yīng)的模擬仿真表明CS算法與PSO算法、AI算法相比，擁有更優(yōu)越的收斂、平衡與尋優(yōu)性能，更加適用于解決組合優(yōu)化問(wèn)題。