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针对组合列车的同步制动系统结构复杂多变、分布控制的特点，设计了一种基于多智能体技术的在线诊断系统，将复杂的诊断任务逐级分解为一系列相对简单的子任务，由多个智能体协作完成诊断。给出了双层结构的多智能体诊断体系，并对其中各个组成部分的功能和设计方法进行了简单介绍。在完成诊断系统总体设计的基础上，重点研究了诊断任务的分解、分配及智能体间的协作策略等关键问题。实际应用结果证明了该技术的有效性，对保障组合列车安全运行有正面意义。