基于D-S的决策级信息融合的故障诊断王璇I，周丰2(1.嘉兴学院南湖学院，浙江嘉兴314000；2.嘉兴学院机电工程学院，浙江嘉兴314000)摘要：为保证石油钻井过程安全可靠运行，对其故障诊断方法的研究具有重大意义。木文在国内外故障诊断技术的基础上，提出了基于传感器间相互支持的系数矩阵的D-S证据理论的决策级融合诊断方法。传统证据理论的故障诊断方法未考虑证据的权重不同，会导致诊断粘度下降甚至出现误诊，针对这种现象，引入了传感器间相互支持的系数矩阵。采用基于正态分布的算法代替典型样本算法来获得基本概率赋值，以解决随目标模式增多融合后的特征结果快速弱化问题。再与传统D-S证据理论相结合。实验室数据仿真表明，该方法可以对石油钻井的故障进行准确的诊断，而且计算速度快，实时性强，具有实际应用价值。关键词：石油钻井；故障诊断；D-S证据；信息融合中图分类号：TP206.3BasedonD・SdecisionlevelinformationfusionanditsapplicationinthefaultdiagnosisWANGXuam,ZHOUFeng2(1.CollegeofNanHu,JiaxingUniversity,ZhejiangJiaXing314000;2.CollegeofMechanicalandElectricalJiaxingUniversity,ZheJiangJiaXing314000)Abstract:Inordertoensurethesafeandreliableoperationofthepetroleumdrillingprocess,themethodoffaultdiagnosisisofgreatsignificance・Inthispaper,thefaultdiagnosistechnologyathomeandabroadonthebasisof,isputforwardbasedonthesensorsupporteachofthecoefficientmatrixD-Sevidencetheorydecisionlevelfusiondiagnosismethod.Traditionalevidencetheoryfaultdiagnosismethoddoesnottakeintoaccounttheweightofevidenceisdifferent,canleadtodiagnosticaccuracydecreasedorevenmisdiagnosis,accordingtothisphenomenon,introducedthesensormutualsupportofthecoefficientmatrix.Basedonthenormaldistributionofthealgorithmsinsteadofthetypicalsamplealgorithmtoobtainbasicprobabilityassignment,tosolvethetargetmodeincreasewiththefusedfeaturesresultsinrapidweakening・WithtraditionalD-Stheoryofevidencecombination.Laboratoiydatasimulationshowthat,thismethodcanofoildrillingfaultforaccuratediagnosis,andthecalculationspeedisfast,real-time,haspracticalvalue・Keywords:Oildrilling;Faultdiagnosis;D-Sevidence;informationfusion0引言石油钻井是一种连续的作业过程，一旦设备发生故障，将造成巨大的经济损失，而故障诊断技术已经发展成为应用工程的一门综合学科，因此对石油钻井故障诊断方法的研究具有重大的现实意义，以保证钻井过程安全可靠运行。1证据理论的基本概念D-S证据理论有3个重要的函数山：基木信任分布函数，信任函数和似真函数。设0为识別框架，如果集函数m：2®->[0,1]满足以下两个条件：a)m((I>)=0,b)m(A)=1,则称m为框架0上的基木信度分配；m(A)为命题A的精确信任度，表示了对A的直接支持。与基本信任度分配m相对应的信任函数记为Bel、似真度函数记为PU作者简介：王璇，(1982-),女，助教，海量数据信息融合及故障预测。E-mail:wangxuan5205@163.com总信任：Bel（A）==m(B)(liAAu)信任度：H（A）=B)=IBel(~A)B)AQ设：Bell和Beh是同一识别框架（9上的信任函数；mi和m2分别是对应的基本信任分配函数；焦元分别是Ai,...Ak和则组合后新的基本信任分配函数m=mim2,定义为组合算子。4»0c=7▲AAutni(A)mz(B)m(C)=♦AAhBB=2CC2u,C习仝1mi(A)m2(B)fAM2uHA)Bd式中，若K/1,则m确定一个基本信任分配函数；若K=l,则认为mi和m2完全矛盾的。2基于证据理论的信息融合决策过程在信息融合中应用证据理论的基本过程如图1所示［2］:图1证据理论信息融合决策的基木过程基于证据理论的信息融合主要分为以下儿个步骤：（1）基于识别框架选取证据汕,i=1,2,,n;（2）根据所收集各证据的资料结合识别框架中各命题集合的特点，确定出各证据的基本概率赋值；⑶由基本概率赋値分別计算单证据作用下识MS架中各俞题的信任区间［Belt,Pl＜］；（4）利用组合规则计算所有联合作用下的基本概率赋值加「（凡）和信度区间胱/,円］；（5）根据具体...