Джерело: Доклад на тему «Інформаційна частина експертної системи діагностування блоків теплових електричних станцій». День науки, ДонНТУ 22.05.2009
Вступ. Сучасні енергетичні об'єкти – досить складні і дорогі комплекси. Підвищення експлуатаційної надійності таких комплексів нерозривно зв'язано з розробкою сучасних засобів і систем технічного діагностування.
Аналіз сучасного стану діагностичного забезпечення в електроенергетиці України дозволяє відзначити ряд проблем, що стримують його розвиток. Ці проблеми зв'язані як з методологічним і апаратним забезпеченням, так і алгоритмічно–програмним забезпеченням. Так, документами по експлуатації устаткування регламентований ряд заходів для визначення його технічного стану. Однак у більшості випадків вони не розроблялися як єдина система з чіткими взаємозалежними окремими операціями, спрямованими на формування діагностичних висновків і рішень.
Навіть електроенергетичне обладнання, що вводиться знову в експлуатацію, недостатньо оснащується засобами технічного контролю. Існуючі ж засоби не є в строгому змісті системами діагностики, оскільки їхня основна функція полягає у вимірі, первинній обробці і відображенні окремих параметрів, діагностичний висновок дається персоналом.
В існуючій схемі обробки інформації відсутня можливість усебічного кількісного аналізу причин зниження надійності, з одного боку, і оцінки внеску різних факторів у її підвищення – з іншої.
Найбільш важливим результатом застосування експертних систем на електростанціях є можливість скорочення витрат на виробництво електроенергії. З цією метою розроблялися і найперші експертні системи для енергетики, що стало можливим після створення інформаційних технологій.
В останні роки все чіткіше виявляються основні розходження між системами керування і контролю складного енергетичного обладнання, з одного боку, і системами їхньої діагностики, з іншої сторони. Досвід застосування експертних систем показав, що найбільшу ефективність вони можуть принести в тих випадках, коли вони використовують оперативну інформацію в процесі роботи обладнання й інтегровані в автоматизовану систему керування ТЕС. Важливою частиною такої системи є інформаційна частина. Інформаційна модель експертної системи являє собою бази фактів, даних, знань.
База даних є частиною автоматизованої системи керування локальними об'єктами електроенергетичної системи. У базі даних реалізована реляційна модель даних. База даних експертної системи містить ту інформацію про об'єкт і його допоміжні системи, що необхідна в процесі ухвалення рішення при аналізі ненормальної ситуації. До такої інформації відносяться нормативні дані по експлуатації об'єкта – граничні значення.
Джерелами інформації для бази фактів є система збору інформації від установлених датчиків чи результатів іспитів устаткування.
База знань поділяється на два рівні. Нижній рівень представляє набори правил процедур, а верхній рівень – опис причинно-наслідкових ситуацій. Ці описи є логічною схемою протікання визначених порушень роботи об'єкта й систем, що забезпечують його роботу. Взаємодія персоналу з інформаційною моделлю здійснюється через відповідні інтерфейси.
Ведення бази знань зв'язано з використанням таблиць рішень, ідентифікаторів, що описують датчики, табло, реле-покажчики і властивості об'єкта й систем, що забезпечують. Підтримка цілісності бази знань, підвищення ефективності керування базою, зниження імовірності внесення помилки персоналом є необхідними вимогами до роботи інтерфейсу.
Метою роботи є вдосконалення баз знань, що є у наявності, для покращення якості аналізу процесів, що моделюються та розширення можливостей експертної системи, та оптимізація моделі для більш доцільного використання ресурсів ПЕОМ.
Матеріал і результати дослідження. Розглянемо структуру бази знань розроблену для діагностування блоку ТЕС . Кожній таблиці рішень відповідає чотири таблиці бази знань (рис.1). У табл. 1–3 описані структури запису відносин БЗ, що відповідають таблицям рішень.
Таблиця 1 – Структура запису відносини «Дії»
|
Поясненя для поля запису |
Ім'я поля |
Тип поля |
Довжина |
Точність |
|
Код дії |
K_D |
C |
2 |
|
|
Ознака дії |
P_D |
C |
2 |
|
|
Причина дії |
I_D |
С |
60 |
|
Таблиця 2 – Структура запису відносини «Умови»
|
Поясненя для поля запису |
Ім'я поля |
Тип поля |
Довжина |
Точність |
|
Код умови |
K_U |
C |
2 |
|
|
Логічне вираження(вміст умови) |
S_U |
C |
65 |
|
Таблиця 3 – Структура запису відносини «Правила – дії – умови»
|
Поясненя для поля запису |
Ім'я поля |
Тип поля |
Довжина |
Точність |
|
Код правила |
Pr |
C |
2 |
|
|
Код умови 1 |
U1 |
C |
2 |
|
|
Код умови 2 |
U2 |
C |
2 |
|
|
............ |
|
|
|
|
|
Код умови n |
Un |
C |
2 |
|
Кількість записів у таблиці «Умова» дорівнює числу полів - кодів умов, що містять значення логічних виражень умов, у таблиці «Правила – дії – умови».
Кількість записів таблиці «Дії» кількості записів таблиці «Правила – дії – умови».
Рисунок 1 – Схема бази знань експертної системи
На рис. 2 показаний зв'язок відносин таблиць рішень.
Рисунок 2 – Схема зв’язків відносин бази знань
На даний час розроблено таблиці рішень і файли бази знань для наступних ситуацій:
Висновки. Можна відмітити, що розроблена інформаційна система до бази знать під час тестових іспитів знаходила вірне рішення для всіх тестових завдань. Перевірялась також робота програмного забезпечення по корегуванню бази знань. Таким чином, на підставі результатів тестування можливо зробити висновок про ефективну роботу прикладної експертної системи.