事故树分析法在采矿专家系统设计中的应用

事故树 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法在采矿专家系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中的应用 事故树分析法在采矿专家系统设计中的应 用 S (长沙工业高等专科学校,长沙,410012) 摘要事故树分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 在采矿工程专家系统设计中的应用,证明j安全系统.工程 中的分析方法可以发展为专家系统设计中的推理和搜索过程的重要手菝. 关键词采矿专家系统设计事故树分析法 AnApplicationoftheFaultTi'eeAnalysisintheDesignofMiningExpertSystem QYejian (ChangshaCollegeofTechnology,Changsha,410012) AbstractAnapplicationofthefaulttreeanalysisinthedesignofminingexpertsys— ternhasprovedthattheanalysismethodusedforthesafetysystemengineeringcanbe developedastheimportanttechniquesorreasoningandsearchingprocessinthedesign ofminingexpertsystem. KeywordsMining,Expertsystemdesign,Faulttreeanaysls 专家系统是一个包含大量专r】知识和经 验的程序系统.它应用人工智能技术,根据许 多专家提供的特殊领域的知识,经验进行推 理判断:模拟人类专家作出决策,解决那些需 要专家决定的复杂问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .近年来,专家系统的 研制几乎遍及国民经济和人类生活各个方 面,也得到采矿领域的设计研究人员的青睐, 并获得成功的应用. 专家系统的基本结构大致包括五个部 分:数据库,知识库,推理机,解释部分,知识 获取部分,此外还有输入和输出系统.一个专 家系统水平的高低,主要取决于它的知识库t 知识库所拥有的专家专门知识和经验越完 整,越真实,则专家系统的水平越高.因此,拥 有大量知识是专家系统成功的关键,而知识 表达也就成为专家系统设计的关键.事故树 分析方法为专家系统的设计(尤其是对于知 识库的建造)提供了方便 作者:讲师;收稿日期:1998一-02…12 1事故树的表示类别 1.1用于表示系统知识的事故树 对一个系统的描述,当其真实性与完整 性一经核实,就能建造若干棵描述系统性能 故障(或成功)的事故树(或成功树),这些树 可为系统描述所包含的知识和专家系统要用 到的知识库之问提供联系.图1(a),(b)分别 用专家系统推理网络和事故树表示的充填采 矿法初选简图 1.2表示系统知识之间逻辑关系的事故树 事故树分析法的主要特征是它能把一特 定系统的知识转化成一逻辑图(即事故树). 在事故树中一定数量的基本事件的组合可得 出系统的某些不希望的或关键性的状态,这 些不同事件间的关系被称为基本事件或底事 件,可借助于逻辑与门,逻辑或门,条件与门, 条件或门,限制门,排斥或门,顺序与门,表决 第4期邱业建事故柑分析法在采矿专家系统设计中的应用 门等来建立.例如,采场冒顶的分析可用图2式,可直接用于专家系统中. 的事故树表示.该树所用的逻辑结构表达形 下 向 分 层 腔 结 充 填 法 上! 苴 层 胶 结 充 填 法 图1充填采矿法韧选的表示法 (a)专家系统推理阿络表示(b)事故树表示 匪亘 /\ /?,/ 检石日落l【解冻大自然影响7里外力作用7 地压过大 /?, 图2采场冒顶事故树 2直接编入专家系统中的事故 树信息 包含于事故树中的信息可以通过以 几个途径之一,综合编人专家系统中. 2l应用IFTHEN规则直接转化 应用IFTHEN(如果一则)规则,事故 树可以直接转化成有通用目的的专家系统 软件包.从事故树应用IFTHEN规则是 非常简单的,图3表示一个或门如何转化为 与输入或门事件相等的多规则. 一『j鄹.?到刘引 6矿业研究与开发第18卷 图3事故树中或门转化成IF—H{EN的规则 2.2最小割(径)集概念的应用 知识表达是计算机科学中研究的重要 领域,而知识必须有适当的表示形式才便于 在计算机储存,检索,使用和修改.因此.在 专家系统中,知识表示就是研究如何以最合 适的形式来组织知识,使对所要解决的问题 最为有利.通常,为求解某一问题,首先要将 该问题转化为精确的描述,即先定义问题的 状态空间以及在该空问中移动的一组算子, 然后,在该空间中搜索一条从一开始状态到 一 目标状态的路径便可解决问题.因此,搜 索是问题求解的基础:应当注意,如果被搜 索的空间太大,即使很有效的搜索方法也是 很难奏效的.在求解无直接技术可用的难题 时,搜索是一个非常重要的过程,图4是对一 给定目标状态T所构成的扩展式与或搜索 树,附表是对应于图4中5个结点连接的5条 产生式规则. 附表与圉4相对应的产生式规则 图4扩展式与或搜索树 图4的与或搜索树也可用类似图2的事 故树表示.这个事故树是由所有能引起顶上 事件发生的基本事件的集合而确定的,用布 尔代数运算规律或富塞尔法(Fussed简化就 可求得该事故树的最小割集和最小径集以 及它们的等效图.图5(a),(b)是分别用最小 割集和径集表示的事故树等效图.图5(a)表 示只要三个最小的割集K={x,X},K一 {Xl,X,X},K.一{X,X}之一中的基本事 件集合同时发生,则顶上事件T就发生i图5 (b)表示只要四个最小径集P一{X-,X},P = {Xl,X},Ps={Xz,X.},P一{Xz,Xs)之一 中的基本事件集合同时不发生,则顶上事件 就不发生.因此.在最小割径集中可以最有 效的方式存贮有关系统状态和专家的经验. 利用事故树最小割径集来建造知识库,它可 以用较为有效方法对各种信息进行离线前 处理,因而,在与专家系统的交互操作过程 可大量减少搜索空间. 2.3事故树结构重要度分析的应用 掌握知识库中各项条件对目标状态影 响的重要程度,对提高状态空间的搜索效率 和效果是非常有用的.通过对事故树的结构 重要度分析,可以判别事故树结构上各基本 事件的发生对顶上事件发生所产生的影响 程度,用结构重要系数的大小来排列各基本 事件的重要顺序,而且这种方法同样可用于 第4期邱业建事故树分析法在采矿专家系统设计中的应用7 计算机编程计算. 2.4特别适合工程知识表达的事故捌 用事故树分析法来建造知识库,当这些 知识可以用工程图形,运行规则,维护步骤 以及试探规则等形式表示时,或是当知识具 有程序性,并可从人类专家 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 ,指南中直 接获得时,用逻辑流程图(事故树)表示非常 合适. 圉5事故树等效图 (a)一用最小割榘最示 事故树的建造既可以用手工,也可以借 助于计算机程序,而事故树的自动建造待别 适合于专家系统知识库的发展,因为它只需 要有系统元件性能,元件关连和分析的系统 故障模式等的描述即可. 3结语 综上所述,事故树分析方法在采矿工程 专家系统的设计中有许多可用之处,特别是 在专家系统知识库的建造中更有其独特的优 越性.迄今,系统安全分析方法已发展到多达 数十种;各种应用于采矿工程的专家系统也 正在不断涌现.随着设计研究人员的不断努 力,这两门技术将会得到更广泛的桐互渗透. (b)一用最小径集表示 参考文献 1傅京孙苷.人工智能及其应用.北京;清华大学出版社. 1987 2云庆夏等采矿方法选择专家系统.金属矿山,1989(6) 3MarcdLMl~mme&JeanLucCellins.Mu]dp|eregression 仰ahsvsexperts~temf0rthestudy0ftherelati~shEp betweenmineproducttvtityandothersignificantvariables such.踮bonusIn:ComputerApplicationsintheMineral Industry.Quebec,Canada;AA.Ba]kema,1988 4LeoKNenonen,Mak~mScoble&JohnHadjigeorgiou. Development0faknowledge—baseddecisionsupportsys— t甘ntotsur~cemining.In=ComputerApplicationsinthe MineralIndustry.Q眦becCanna:AABalbama1988 5吴超等编,矿山安全系统工程,长沙:中南工业大学出版 社,1998 欢迎订阅