Исследование подходов к формированию лексически корректных вопросов в системе автоматического диагностирования неисправности автомобиля

УДК 629.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДХОДОВ К ФОРМИРОВАНИЮ ЛЕКСИЧЕСКИ КОРРЕКТНЫХ ВОПРОСОВ В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ АВТОМОБИЛЯ

Бакулов П.А., аспирант, ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет» (МАДИ); генеральный директор ООО «БК групп» (Larson Volvo), e-mail: bakulov.petr@gmail.com

В работе показано, что каждый автовладелец может самостоятельно проводить диагностику состояния автомобиля по косвенным методам. Внешние признаки неисправностей появляются постепенно, а косвенные признаки неисправностей разделяются на: акустические, визуальные, эксплуатационные. По внешним признакам можно определить множество неисправностей автомобиля, но автовладельцу в процессе обнаружения какой-либо неисправности не хватает информации, точнее рекомендаций, по дальнейшим своим действиям. Система автоматизированной поддержки пользователей при обслуживании легкового автотранспорта позволяет получить оперативную и достоверную консультацию, содержащую в себе ответы на часто задаваемые вопросы. Однако возникают проблемы на этапе формирования лексически корректных вопросов по неисправностям автомобилей к автовладельцам. В статье показаны основные проблемы при формировании лексически корректных вопросов по неисправностям и описываются подходы к формированию самих вопросов в системе.

Ключевые слова: система автоматического диагностирования неисправности автомобиля, поддержка пользователей, корректные вопросы.

RESEARCH APPROACHES TO THE FORMATION OF LEXICAL CORRECT QUESTIONS IN THE AUTOMATIC FAULT DIAGNOSTICS CAR

Bakulov P., the post-graduate student, FSEIHPE «Moscow Automobile and Road Construction University» (MADI), General Director of «ВК

groups» (Larson Volvo), e-mail: bakulov.petr@gmail.com

It is shown that every car owner can self-diagnose the state of the vehicle based on indirect methods. Outside the symptoms appear gradually, and indirect signs offaults are divided into: acoustic, visual performance. By outward appearances, you can define a set offaults of the car, but the car owner in the process of detection of any fault is not enough information, or rather recommendations for further actions of his. The system of automated customer support for maintenance ofpassenger cars provides a rapid and accurate consultation, containing the answers to frequently asked questions. However, problems arise at the stage of lexical questions posed by faulty car to car owners. The article shows the main problems in the formation of correct lexical issues faults and describes the approaches to the formation of the issues themselves in the system.

Keywords: automatic fault diagnostics of the car, support of users, the correct questions.

Автомобилей становится всё больше, и технически они становятся сложнее, вследствие чего рядовому водителю (автовладельцу) гораздо сложнее самостоятельно принять правильное решение в случае возникновения неисправности.

Вопрос неисправностей беспокоит каждого автовладельца (надежность в целом, общее техническое состояние автомобиля). В начале становления автомобильной промышленности «водитель»

- была настоящая профессия, которая не просто подразумевала

- обязывала обладать навыками, позволяющими ремонтировать автомобиль самостоятельно. Сегодня тенденции меняются, водители (автовладельцы) изменились и превратились в пользователей (как однажды было сказано: «.. .водители станут операторами руля и педалей...»), это происходит, в том числе, под воздействием автопроизводителей. Как бы то ни было, на сегодняшний день легче (и проще) лишний раз посетить станцию технического обслуживания (СТО). Профессиональный механик специализированного сервиса выполнит ремонт любого узла автомобиля намного быстрее и качественнее - на сегодняшний день это истина. Рассмотрим предметно причины, позволяющие считать данное утверждение таковым. Современный автомобиль - это сложное техническое устройство, внутри которого задействовано свыше полутора десятков модулей и более километра электропроводки. Кроме того, логика работы различных систем одного автомобиля может быть в достаточной степени отлична от логики работы другого автомобиля. Таким образом, для качественного технического обслуживания и текущего ремонта требуется опытный специалист именно конкретной марки. В то же время «бывалый» владелец, увлеченный любитель может в некотором плане его заменить.

Опытный водитель производит косвенную диагностику автомобиля постоянно - от момента посадки в автомобиль и до конечной остановки. Это происходит почти автоматически. Во время движения основное внимание уделяется показаниям контрольно-измерительных приборов [1-3], а также характеристикам движения [3, 4]: режиму работы двигателя, устойчивости, плавности хода, легкости управления, эффективности торможения. Отклонения от стандартных параметров, как правило, свидетельствует о возникшей неисправности.

При диагностике неисправностей автомобиля необходимо руководствоваться следующими принципами [3, 4]:

- выявление и учет всех очевидных фактов, другими словами, установление всех внешних признаков неисправности;

- проведение диагностирования от простого к сложному, последовательно, исключая возможные неисправности.

Как показывает практика [3, 5], неисправность системы автомобиля редко возникает неожиданно. Внешние признаки неисправности появляются постепенно. Необходимо помнить, что крупных неисправностей можно избежать, если своевременно диагностировать и устранить мелкие неполадки. Признаки неисправностей, соответствующие определенным органам чувств человека, можно разделить на [2-4]: акустические (слух), визуальные (зрение), эксплуатационные (обоняние и осязание).

Конкретная неисправность может иметь несколько внешних признаков [6]. Это могут быть как признаки одного вида, так и их комбинация. Например, повреждение в топливной системе сопровождается повышенным расходом топлива, а также запахом бензина в салоне и подтеками под автомобилем.

С другой стороны, несколько неисправностей могут иметь схожие внешние признаки. К примеру, повышенный расход топлива свидетельствует о неисправности форсунок, а также неправильной установке угла опережения зажигания, низком давлении в шинах и др.

Самую большую группу составляют акустические признаки неисправностей [1-3]: всевозможные шумы, стуки, скрипы, гул, скрежет, треск и др. Источники посторонних звуков многочисленны, но основными являются неисправности двигателя, трансмиссии, ходовой части и рулевого управления. Каждый посторонний звук в автомобиле говорит о зарождающейся неисправности и чем раньше она будет установлена, тем меньшие последствия будут для автомобиля. Самое главное верно определить диагноз.

При появлении посторонних звуков в автомобиле водитель должен четко представлять, при каких звуках (неисправностях) можно продолжать движение, а при каких движение строго запрещено. К примеру, большинство посторонних звуков в двигателе не предполагает дальнейшую эксплуатацию автомобиля.

Для диагностирования неисправности по звуку необходимо установить характер звука, источник распространения, а также изменение звучания при увеличении скорости и смене направления движения. Звук должен прослушиваться как в салоне автомобиля, так и за его пределами, в том числе в подкапотном пространстве.

Визуальная диагностика неисправностей производится на основе показаний контрольно-измерительных приборов на панели управления, а также путем внешнего осмотра автомобиля [2-4]. При проведении внешнего осмотра особое внимание уделяется наличию подтеков под автомобилем, состоянию шин, внешних осветительных приборов. Проводится внешний осмотр систем и механизмов в подкапотном пространстве. Проверяется уровень масла и специальных жидкостей, наличие подтеков на двигателе и коробке передач, целостность воздушных патрубков и электрической проводки, производится диагностика элементов подвески. К эксплуатационным признакам неисправностей относятся признаки, определяющиеся с помощью обоняния и осязания [3, 4]. Запахи играют важную роль в диагностике неисправностей систем автомобиля. Так, запах бензина в салоне свидетельствует о неисправности топливной системы, запах выхлопных газов (не учитывая, впереди едущее транспортное средство) - о неисправности выпускной системы, запах подгоревшего моторного масла - о неисправности системы смазки. Сладкий химический аромат появляется при подтекании охлаждающей жидкости - неисправности системы охлаждения. Прогоревший катализатор сопровождается запахом тухлых яиц. Имеет свой специфичный запах и плавящаяся проводка электрооборудования автомобиля.

В диагностике неисправностей автомобиля также активно участвует тело человека: руки, ноги, кожные покровы. С помощью осязания определяются многие неисправности. Например, рывки при движении свидетельствуют о неисправности системы зажигания, подачи топлива или трансмиссии. Затруднения при переключении передач проявляются при неисправности трансмиссии. Неисправности элементов подвески (пружин, амортизаторов) сопровождаются неустойчивым поведением автомобиля на дороге. Увеличенный ход педали тормоза говорит о неисправности тормозной системы (колодки, диски, суппорты и пр.) и т.д.

Таким образом, по внешним признакам можно определить значительное количество неисправностей автомобиля. Однако, исходя из вышесказанного, можно утверждать, что автовладельцу в процессе обнаружения какой-либо неисправности не хватает информации, точнее рекомендаций, по дальнейшим своим действиям.

Водитель, делая выбор и применяя определенный режим эксплуатации автомобиля, предотвращает его возможную неисправность. При этом бортовые системы диагностирования показывают водителю, в лучшем случае, фактическое состояние автомобиля, но не могут предупреждать о состоянии возможной неисправности.

Применение интеллектуальной автоматизированной системы расширит функциональные возможности и позволит в момент принятия решения отойти от привычного бортового компьютера автомобиля к полноценной поддержке по корректировке дальнейших действий.

Исследование причин аварийных ситуаций [4] показало, что отказ автомобиля зачастую происходит из-за отсутствия у водителя оперативной информации о состоянии узлов и систем автомобиля. В случае, если бы такая информация имелась, малоподготовленному современному водителю всё равно может быть не совсем понятно какие действия он должен сделать: то ли остановиться и ждать эвакуатор, то ли продолжать движение до ближайшего пункта диагностирования, то ли в принципе ничего страшного и не происходит - только временное (разовое) отклонение. Таким образом, предоставление водителю оперативной информации не только о состоянии автомобиля, но и о тенденции изменения этого состояния (прогноз) позволяет выбрать оптимальный режим эксплуатации автомобиля и снижает вероятность незапланированного ремонта, косвенно повышая уровень безопасности. Правильно определённое множество вероятных неисправностей в ряде случаев позволит предотвратить выход из строя ключевых и дорогостоящих узлов автомобиля в случае серьёзной поломки, или оптимально для автовладельца спланировать посещение СТО в случае возникновения некритичной неисправности.

Существующие возможности современных информационных технологий [7-11] позволяют предоставить автовладельцу новый, более комфортный способ взаимодействия с СТО при формировании предварительной заявки на техническое обслуживание или

ремонт, а кроме того, при возникновении неисправности оперативно получить достоверную консультацию, дающую ответы на самые главные вопросы.

Такие информационные системы направлены на поддержку принятия решения водителем, т.е. на каких режимах производить дальнейшее управление автомобилем определенной марки и модели: останавливаться и ждать эвакуатор, следовать до ближайшего пункта диагностики или станции технического обслуживания. Обладая такой информацией, водитель с высокой вероятностью сможет предотвратить нарастание неисправностей и возможного отказа, который приведет к внеплановому ремонту автомобиля.

Такие информационные системы реализуются на основании экспертных систем, которые должны быть снабжены интеллектуальной компонентой. Такая компонента будет обеспечивать аналитическую и прогностическую обработку текущей информации о процессе функционирования автомобиля в целом и отдельных его узлов и агрегатов, что приведет к автоматизации процесса поддержки пользователя в сфере обслуживания частного легкового автотранспорта.

На сегодняшний день, в случае поломки, владелец транспортного средства может обратиться в сервисный центр по телефону. Цель обращения - понять примерные причины неисправности и пути дальнейшего выхода из создавшейся ситуации («Насколько незамедлительно требуется обратиться в сервис?», «Можно ли устранить проблему самостоятельно?», «Требуется эвакуатор или движение можно продолжать?»). Система автоматизированной поддержки пользователей при обслуживании легкового автотранспорта позволяет получить оперативную и достоверную консультацию, содержащую в себе ответы на часто задаваемые вопросы. Эта функция реализована с помощью мобильного приложения, которое, используя интернет-соединение, связывается с сервером и дает возможность пользователю найти свою неисправность в каталоге. Далее система задает пользователю не более четырех лексических вопросов и выдает консультационную информацию.

От правильного вопроса зависит уровень достоверности консультации и то, насколько полностью эта консультация удовлетворила запрос пользователя. В конечном результате, клиент сможет получить более детальное (а главное - верное) представление о характере неисправности (или вариантах неисправностей), а так же рекомендации по принятию правильного решения о дальнейших действиях, начиная с «долить жидкость», заканчивая «немедленно остановиться».

Однако следует отметить, что в системе автоматизированной поддержки пользователей при обслуживании легкового автотранспорта возникают проблемы на этапе формирования лексически корректных вопросов по неисправностям к автовладельцам.

Покажем, как происходит генерация самих вопросов в системе. При установлении диагноза неисправности автомобиля, система автоматизированной поддержки пользователей при обслуживании легкового автотранспорта генерирует ряд вопросов:

- на первом этапе выделяется основная гипотеза (диагноз);

- на втором этапе определяется главный симптом неисправности автомобиля на соответствующем пробеге, который характерен для выделенной гипотезы (диагноза);

- на третьем этапе происходит оценка силы проявления симптома неисправности у конкретного автомобиля;

- на последнем этапе - задается дополнительный вопрос автовладельцу, корректирующий результат.

Вопросы делятся на [8]: логически корректные (правильно поставленные) и некорректные. Корректные вопросы в качестве предпосылки имеют истинное суждение, некорректные имеют в качестве предпосылки ложное или неопределенное суждение.

При формулировке вопросов необходимо учитывать следующие правила:

- вопросы должны быть корректно сформулированы. Четкие открытые или закрытые, но всегда понятные;

- вопросы должны формулироваться кратко и ясно. Длинные и запутанные вопросы усложняют формулировку ответа;

- вопросы должны быть непротиворечивыми. Например: «Если ни ходовая часть, ни тормозная система не отказали в данный момент, то какая из них вышла из строя?»;

- если вопросы сложные, то для их восприятия необходимо произвести разбивку на более простые вопросы;

- в сложных разделительных вопросах необходимо перечислять все возможные альтернативы;

172 ТКАШРОЮТ БШШБББ Ш ЮШБТА | №5 2015 |

- необходимо отбросить риторические вопросы, которые будут мешать работе системы.

Необходимо отметить, что на корректные вопросы можно дать как истинные, так и ложные ответы.

Во время формирования лексически корректных вопросов по неисправностям автомобилей в системе возникают основные проблемы, связанные с доступностью восприятия автовладельцем при наличии и при отсутствии знаний конструкции автомобилей, а также с одинаковым внешним проявлением различных неисправностей. Кроме того, вопрос по симптомам неисправности должен быть сформирован лексически корректно для того, чтобы не вызвать негативную реакцию у автовладельца, а также, чтобы вопрос не привел к ложному ответу.

В процессе работы системы могут возникать ситуации, когда задаются корректные вопросы, но, которые воспринимаются автовладельцем как тривиально некорректные через содержание неизвестных выражений в формулировках вопросов. Кроме того, существует проблема неправильного понимания вопроса (в неявной форме, когда владелец думает, что понял правильно). В обоих случаях необходимо пояснять неизвестные или неверно понимаемые выражения вопросов, или заменять известными (доступными).

Следующей основной проблемой формирования вопросов в системе автоматизированной поддержки пользователей при обслуживании легкового автотранспорта является двойственность значений. Например, если автомобиль не заводится - вариантов неисправностей, связанных с отказом существует множество, такие как: отказ систем зажигания и/или электроники (разрядился аккумулятор, отсутствует контакт, повреждена проводка и т.д.), отказ топливной системы (неисправность топливного насоса, проблема с топливной магистралью и т.д.), неисправность в системе газо-распределения (оборван ремень ГРМ, ремень ГРМ перескочил на несколько зубьев, провисание цепи и т.д.). Поэтому, устанавливая диагноз о неисправности двигателя, в одном случае, действительно, необходим эвакуатор, а в другом - эту неисправность можно устранить самостоятельно (или неспешно в порядке текущего ремонта).

При формировании вопросов по неисправностям автомобиля необходимо учесть доступность практически всех понятий и выражений для автовладельца, а используемые термины - свести к минимальному количеству. Тогда будет налажен контакт между системой и автовладельцем и можно будет исключить, в ряде случаев, ложные ответы на задаваемые вопросы.

Литература:

1. Кузнецов Е.С. Техническая эксплуатация автомобилей. - М.: Наука, 2004. - 535 с.

2. Яхьяев Н.Я., Кораблин А.В. Основы теории надежности и диагностика. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 256 с.

3. Калинина А.Э., Калинина В.В., Петрова Е.А. Экспертные системы: учебно-методическое пособие. - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009. - 196 с.

4. Герасимов А.В., Дмитренко Л.Г. Автоматизированная система оперативной идентификации и прогнозирования состояния автомобиля в течение рейса // Автоматизация в промышленности. - 2008. - № 3. - С. 21-25.

5. Лянденбурский В.В., Тарасов А.И., Кравченко Е.В. Роль диагностирования в повышении технической эксплуатации автомобилей. Перспективные направления развития автотранспортного комплекса // Материалы IV международной научно-производственной конференции. - Пенза: ПГСХА, 2011. - С. 56-60.

6. Лянденбурский В.В., Тарасов А.И., Кравченко Е.В. Неисправности и их влияние на состояние дизельного двигателя // Материалы V международной научно-производственной конференции. - Пенза: ПГСХА, 2012. - С. 56-60.

7. Дворянкин A.M., Исаид М.Д. Экспертные системы для поиска неисправностей технических объектов // Тезисы докладов международной конференции "Информационные технологии в проектировании". - Москва, 1996. - С. 56-60.

8. Камаев В.А., Дворянкин A.M., Исаид М.Д. Экспертная система диагностики и прогнозирования состояния узлов автомобиля // Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии: Сб. науч. тр. ВолгГТУ. - Волгоград, 1997. - С. 68-71.

9. Ручкин В.Н. Универсальный искусственный интеллект и экспертные системы / В.Н. Ручкин, В.А.Фулин - СПб.:БХВ-Петербург, 2009. - 240с.

10. Андрейчиков А.В. Интеллектуальные информационные системы: Учебник для вузов / А. В. Андрейчиков, О. Н. Андрейчи-кова. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 423 с.

11. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Интеллектуальные информационные технологии: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 304 с.