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针对Petri网系统故障检测与诊断过程中存在状态枚举及随后的状态爆炸问题，采用整数线性规划方法，提出了Petri网系统的在线故障诊断算法。算法将故障表示为Petri网模型的不可观变迁，定义了故障诊断器函数，通过可观的变迁序列，诊断系统行为是否出现故障。该算法避免了状态空间爆炸，降低了在线运算量的复杂性。以地铁列车进出站系统为实例，对地铁列车进出站系统进行含不可观变迁Petri网建模，应用提出的算法对铁列车进出站系统故障进行诊断。试验表明，该算法能有效应用于地铁列车进出站过程在线故障诊断。