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列车故障诊断系统是一种当列车某个设备发生故障或失效时时，通过人机对话形式达到及时有效诊断故障的复杂系统，是列车网络控制系统的一个关键子系统，是保证列车安全运行的必需手段，对查明故障原因及缩短故障维修时间有重要作用。诊断系统中央控制单元是列车故障诊断系统的核心，因此本文围绕列车故障诊断中央控制单元系统架构和故障诊断算法相关问题进行研究。
⑴首先分析了列车故障诊断涵盖的基本内容和一般步骤，并给出了故障特征参量的选取原则及选定方法，进而确定了列车故障诊断系统应具备的功能及列车故障诊断系统中央控制单元的作用。在此基础上分析故障数据采集接口单元、故障数据处理单元和人机交互单元的结构及信息交互关系，进而设计了故障诊断系统中央控制单元的总体架构。
⑵故障诊断算法是故障数据处理单元的核心内容，本文重点研究了二部图方法。给出二部图方法通过模型描述、子系统分解和求解残差进行故障诊断的过程，随后通过仿真与分析得到了二部图方法与奇偶空间法之间的关系，最后给出了二部图方法得到诊断规则进而在列车故障诊断中的应用过程。
⑶实现了列车级故障诊断系统的软件原型。在上述两项工作的基础上，本文对故障诊断系统中央控制单元进行了原型实现，并分别对原型系统的故障采集接口单元、故障数据处理单元和人机交互单元进行分析，以说明列车故障诊断系统中央控制单元的结构和工作过程。