1、專家系統的實例分析【教學目的】以操作票專家系統中的操作校驗功能為例，闡述以下問題：1、專家系統的設計和開發過程2、構造專家系統的關鍵問題：知識表示。不同知識表示方案，決定系統性能，適用不同目標，采用 最切合實際問題需要的方案。【案例分析】1、操作校驗的功能需求（1）調度/變電站的倒閘操作工作簡介圖：兩站一聯絡線（都是單母分段），一系統（每站有一線與系統連接）111431114 1114111143111411141華林站龔家灣站電氣設備的四種運行方式：運行、熱備用、冷備用、檢修聯絡線正常工作方式：運行聯絡線檢修的工作流程：調度員寫調度操作票：（華林站為受端）令華林站：華龔線 1114運行轉冷備

2、用令龔家灣站：龔華線 1114運行轉檢修令華林站：華龔線 1114冷備用轉檢修 華林站值班員 寫 變電站操作票：操作任務：華龔線1114運行轉冷備用 操作步驟：（二次設備忽略）拉開1114開關拉開11143刀閘拉開11141刀閘（2）操作票專家系統的功能目標：輔助調度/變電站值班員開票和管理票的審核、執行。 輔助開票方式：短語開票點圖開票自動開票操作校驗是智能操作票的核心之一，用來校驗當前要操作的設備是否符合規程要求，操作后不會發生“五 防”這樣的惡性事故，不會違反現場的運行規程，符合本地區的操作習慣。（3）（一次設備）操作校驗的需求描述 已知：電網的接線操作前的開關、刀閘狀態初始態現場的運行

3、規程要操作的設備、操作前狀態、操作后狀態求：是否允許某設備在當前運行方式下，由操作前狀態轉換到操作后狀態。信息流圖（系統結構圖）2、一次設備常用操作規則（1）五防帶負荷拉合刀閘帶地線/地刀合刀閘帶電掛地線/合接地刀閘（2）停送電順序停電：先負荷，后電源= 出線：先出線刀閘，后母線刀閘= 聯絡線：先負荷站，后電源站=主變：先低壓，后高壓（3）等電位操作3、用產生式表示刀閘的操作規則規則一：IF 與刀閘同間隔的開關分 THEN 刀閘能分或合規則二：IF 與刀閘相關的接地刀閘/線全部為分 THEN 刀閘能合規則三：IF 刀閘是母線刀閘 且 停電操作 且出線刀閘分 THEN 刀閘能分 規則四：IF 刀

4、閘兩端具備等電位條件 THEN 刀閘能分或合4、刀閘操作校驗的實現方案 1為實現上述條件的匹配，必須描述開關刀閘的屬性: 規則一：刀閘開關同間隔規則二：刀閘 接地刀閘/線相關？設備類型屬性開關間隔刀閘間隔、位置（母線側 出線側）接地刀閘/線間隔規則三：母線刀閘停電操作?規則四：等電位？出線刀閘（1）知識表示方法（數據庫結構設計） 方案1:以設備為核心設備名稱設備類型I間隔名稱位置K851JG850S8532 JG852 :S8512JG851S8522JG851S8562JG853S85103JG850S85J24JG850 S85J14JG850S8530：3JG850853085385J2

5、85J1數據類型取值設備名稱字符型設備類型整型:開關1/刀閘2/接地刀閘3/接地線4 間隔名稱字符型位置整型母線側1/出線側2/旁路側3圖2典型間隔Figure 2 Typical Un it數據類型取值間隔名稱字符型開關名稱字符型母線側刀閘字符型出線側刀閘字符型接地刀閘1字符型接地刀閘2字符型接地刀閘3字符型以間隔為中心的表示方法，與接線方式和間隔類型密切相關。方案2:以間隔為核心間隔名稱開關名稱母線側刀閘出線側刀閘接地刀閘1接地刀閘2接地刀閘3JG85K85S851; S852:S853S8510S85J1;S85J2S8530（2）推理機的設計產生式的操作規則嵌入推理源程序輸入變量：刀閘

6、名、初態、終態、操作性質（停 /送） 流程：按操作規則順序推理用間隔為中心的表示方法的推理流程 （以校驗規則一為例）： 由刀閘名，在間隔數據表中查找相關的開關； 由開關名，在設備狀態表中查分合狀態；IF 開關分THEN 刀閘能分或合，置“規則一”成立標志用設備為中心的表示方法的推理流程（以校驗規則一為例）： 由刀閘名，在設備數據表中查找所在的間隔； 在設備數據表中查找該間隔的開關 由開關名，在設備狀態表中查分合狀態；IF 開關分THEN 刀閘能分或合，置“規則一”成立標志（3）方案評價優點：能實現規則13的校驗缺點：操作規則嵌入源程序，不能維護（增加） 要解決的問題：如何將操作規則和推理機分離

7、。5、刀閘操作校驗的實現方案 2（1）操作規則的知識表示1的間隔描述）8568530853設備名稱S853設備狀態ON五防邏輯S8530= “OFFand S85J仁 “OFF”andS85J2= “OFF and S8510= “OFF錯誤類型帶接地刀閘或接地線合刀閘85851085185J285J1采用邏輯公式的方法（不需要方案圖2典型間隔（2）推理機的設計Figure 2 Typical Unit流程：由（刀閘名、目標狀態），在操作規則表中查相應的五防邏輯表達式 解析并計算邏輯表達式的值如果值為1,刀閘可操作（3）方案評價優點：推理機和知識庫分離缺點：知識庫維護工作量大方案1和方案2表達

8、等電位的知識較困難要解決的問題：能實現五防和等電位判斷，且與接線形式無關，不需要維護規則庫6、刀閘操作校驗的實現方案 3采用拓撲搜索，搜索目標：搜索刀閘兩端是否有等電位路徑。搜索刀閘兩端所帶的電源和負荷情況，判斷是否會帶負荷操作。搜索刀閘兩端所在的系統是否有閉合的接地刀閘。重點在搜索，因此，搜索方法和系統拓撲關系的知識表示是兩個關鍵問題。（1）系統拓撲關系的知識表示參考“接線分析”，再加入設備屬性（2）推理機的設計流程：網絡接線分析閉合的開關刀閘合并為節點：端點節點對照表 有設備相連的節點合并為子系統：節點子系統對照表 操作規則分析斷開刀閘兩端的端點屬于同一節點，表明具備等電位操作條件【結論】

9、 1、專家系統的設計和開發過程 （1）深入理解并掌握領域知識。研究什么，先要體驗工作，多問經驗和知識的深層原理 （2）較好把握系統需求，輸入和輸出 2、構造專家系統的關鍵問題：知識表示。知識表示的本質是如何讓計算機理解人的知識，設計者將人的經驗知識歸納為計算機能識別的信息， 設計者的專業程度決定歸納的知識是否符合系統需求。不同知識表示方案，決定系統性能，適用不同目標 采用最切合實際問題需要的方案。 知識表示反映系統的設計思想，但必須和推理機共同完成系統功能MIS 看似簡單，實際上是最不好做的項目，其難點不在程序實現，而在設計內容是否滿足用戶需求。作業：用上述任一種方法，編程實現隔離開關的操作校驗功能 電網規模：雙母線（ 1 個母聯， 2 個出線間隔，分別接電源和負荷） 或 采用接線分析作業的電