一種用于電網故障診斷的基于網絡的專家系統工具技術方案

一種用于電網故障診斷的基于網絡的專家系統工具：包括專家系統外殼以及智能故障診斷及控制范例；專家系統外殼包含知識庫、數據庫、推理機以及圖形用戶界面；知識庫分變量段、規則段和疑問段；數據庫表分：識別區、問題區和答案區；通過鍵入與查詢信息相關的關鍵字，就可以進入到數據庫中；而后，顯示出所有與關鍵字相關的問題；推理機提供系統控制，包括：匹配規則、選擇規則和執行規則。本發明專利技術能夠處理各種對象的故障，如變壓器、交直流電機、以及各種類型的配用電設備，能夠模仿專家，基于獲取的知識，利用知識庫和數據庫來推理故障場景。使用起來簡單、靈活且友好?？梢噪x線獨立運行，也可以基于網絡運行。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種專家系統工具，尤其是一種用于電網故障診斷的基于網絡的專家系統工具。
技術介紹
在電力系統配網自動化系統中，供電部門總是期望各種電力設備安全正常地運行，在實現這個目標的過程中，專家系統扮演著很重要的角色。然而傳統的專家系統是基于PC的，由于專家系統需要一個大型的網絡進行傳播，因此傳統方式顯得捉襟見肘?；ヂ摼W的到來深深地影響著現代配網自動化系統，基于網絡的專家系統應運而生。目前專家系統所采用的局域網方式已經逐步地被可隨時隨地獲取的萬維網所取代了。如今的配電網系統中，部署了大量的狀態監測、診斷、控制以及數據獲取的工具和系統。這產生了很多的問題，比如網絡中許多數據源的數據需要傳播、大量數據需要解析、數據解析出來后需要針對故障給出正確的診斷等等。現有的基于PC的專家系統難以及時傳輸、處理海量的數據、更做不到將數據分析給出正確的診斷。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題，就是提供一種用于電網故障診斷的基于網絡的專家系統工具，能夠處理大量的數據、可以將數據轉化為可用的信息且能夠在正確的時間向合適的人提供正確的信息。解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下一種用于電網故障診斷的基于網絡的專家系統工具，其特征是包括專家系統外殼以及智能故障診斷及控制范例；所述的專家系統外殼包含知識庫、數據庫、推理機以及圖形用戶界面；所述的知識庫中數據來源于不同區域專家的推理、故障事件歷史數據、以及通過簡單IF-THEN規則形成的數據，知識庫主要分為三個部分變量段、規則段和疑問段；變量段定義知識庫中所有的變量，規則段定義所有的可以用來代表知識的規則，疑問段包含了所有的問題以及選項，以生產規則的形式進行存儲，且包含著if-else規則；所述的數據庫是用來進行信息的收集和存儲，數據均以問題和答案的形式存儲在數據庫中，專家系統外殼的數據庫表分為三個區域識別區、問題區和答案區；通過鍵入與查詢彳目息相關的關鍵字，就可以進入到數據庫中；而后，顯不出所有與關鍵字相關的問題；所述的推理機提供系統控制，其利用專家領域的知識來了解清楚現狀，然后給出推理信息，推理機的機制是通過知識庫的規則將用戶輸入的問題和答案之間建立連接，并可以進行持續的會話，直到最終獲得結論；推理機可以被看作一種有限狀態機，包括三個動作狀態匹配規則、選擇規則、以及執行規則；在第一個匹配規則的狀態，推理機查詢所有滿足當前數據存儲內容的規則，并給出用于進一步執行的候選項，這些候選項統稱為沖突集；接著推理機將沖突集傳遞給第二個狀態，即選擇規則；在這個狀態，若干個選擇策略將由推理機決定到底哪一條規則會被實際執行；最后，選擇的實例化傳遞到第三個狀態，即執行規則，此時推理機以實例化的數據作為參數，執行或者拋棄選定的規則；所述的圖形用戶界面包括三個部分I)輸入界面輸入界面采用C#. NET技術開發，通過⑶I管理員頁面來訪問程序包，使專家意見以文本格式作為知識文檔進行上傳，且允許專家或者專業工程師作為管理員主動更新數據表;2)用戶界面用戶界面采用C#. NET技術開發，通過⑶I用戶頁面來訪問程序包，允許創建新用戶且允許用戶咨詢專家系統以獲得決策支持；3)工作存儲器工作存儲器用來存儲專家系統獲取的故障信息；所述的智能故障診斷及控制范例是基于專家系統外殼所開發的，該范例利用專家系統進行電力系統故障診斷和控制調用；通過采集大量的數據來實現，數據由知識工程師從現場專家、故障發生時的歷史數據等處采集。獲取的數據轉化為IF-THEN規則的形式存儲在知識庫中，或者轉化為問題和答案形式存儲在數據表里。所述的知識庫中所有采集到的數據首先按照各種設備的名稱、故障癥狀、故障原因以及解決方法的格式列成表格，然后轉換成決策樹，最后形成專家系統知識庫中的規則。專家系統工具包可以在網絡上建立服務器，支持互聯網和局域網，因而分散在各地的用戶都可以使用這個工具包。當選擇知識庫時，用戶會進入一個問答片段，讓用戶選擇故障的癥狀表現。當選擇數據庫時，頁面提供給用戶一個搜索引擎，用戶可以鍵入相關設備的關鍵字來進行搜索，從而得到詳細的答案。本專利技術利用廣泛且大量的信息和采集到的數據，針對配網自動化系統進行故障診斷和控制，具有友好的圖形用戶界面、一個連接到知識庫的專家系統外殼鏈接、以及一個連接到數據庫的數據庫工具鏈接。這三個方面都是基于標準技術開發的，如C#. NET、ASP. NET、MS Access數據庫工具、以及動態鏈接庫(DLL)文件。有益效果本專利技術能夠處理各種對象的故障，如變壓器、交直流電機、以及各種類型的配用電設備。該系統能夠模仿專家，基于獲取的知識，利用知識庫和數據庫來推理故障場景。使用起來簡單、靈活且友好?？梢噪x線獨立運行，也可以基于網絡運行。附圖說明圖1為本專利技術的基于網絡的專家系統外殼工具的結構示意圖；圖2為專家系統知識庫的典型格式示意圖。具體實施例方式如圖1所示，為本專利技術的基于網絡的專家系統外殼工具的結構示意圖。以下是一個利用本專利技術的專家系統工具來進行故障診斷和清除的例子。基于變電站的變壓器，由于與變壓器配套安裝了各種信息量采集的傳感器或錄波器，所以當變壓器當前的運行值偏離規定值時，操作員可以很輕易的發現，然后在本專利技術的專家系統工具的用戶界面中選擇故障變壓器的型號以及相應的故障癥狀(如溫度過高等)。此時程序包依次查詢數據庫中此類變壓器的相關信息，同時推理機根據知識庫進行推理判斷，最終顯示出變壓器故障清除的解決方案。仿照上述方法，關于配網以及電力系統設備的任何故障，都可以很容易的通過智能故障診斷和控制范例來解決。從故障中采集的大量數據都被存儲在程序工具包的知識庫和數據庫中。基于這些采集到的數據，程序包中的每種設備都會形成相應的表、決策樹以及知識庫規則。易擴展性是基于網絡的專家系統工具的主要特點，所以當新設備加入時，開發的專家系統工具中的知識庫規則和數據庫數據都會進行相應的更新。同時，這個工具包還可以在網絡上建立服務器，支持互聯網和局域網，所以全球各地的用戶都可以使用這個工具包。新用戶通過注冊，輸入用戶名和密碼就可以登錄到系統中來。登陸頁面連接了用戶和顯示選擇設備的主頁。在網頁上點擊所需設備的圖像，可以將用戶轉到相應的設備頁面，然后給出所選設備的知識庫或者數據庫選項。當選擇知識庫時，用戶會進入一個問答片段，讓用戶選擇故障的癥狀表現。在最終向用戶給出發生故障的解決方案后，問答片段結束。當選擇數據庫時，頁面提供給用戶一個搜索引擎，用戶可以鍵入相關設備的關鍵字來進行搜索，從而得到詳細的答案。這個頁面讓用戶很自由地從知識庫轉向數據庫。登陸管理員的用戶名和密碼可以登入管理員頁面，很方便的隨時上傳新加入的知識庫，并更新已存在的數據庫。專家系統工具包只要在互聯網上建立服務器，或者在本地局域網建立主機，所有注冊的用戶都可以無限制的使用。用戶可以通過各種瀏覽器使用專家系統工具包，不需要了解關于工具包的專業技術，只需要輸入網址、進入登陸界面，就可以使用它來進行故障診斷和控制。相比較傳統的只支持單一用戶、只兼容有限知識庫的專家系統結構，本專利技術中開發的專家系統外殼工具，完美支持知識庫以及數據庫，并允許全球各地若干用戶同時在線使用。如果現場需要專家數據和專家知識意見，但是苦于缺乏專業人員，或者現場人員不能從不同方面給出專業意見時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電網故障診斷的基于網絡的專家系統工具，其特征是：包括專家系統外殼以及智能故障診斷及控制范例；所述的專家系統外殼包含知識庫、數據庫、推理機以及圖形用戶界面；所述的知識庫中數據來源于不同區域專家的推理、故障事件歷史數據、以及通過簡單IF?THEN規則形成的數據，知識庫主要分為三個部分：變量段、規則段和疑問段；變量段定義知識庫中所有的變量，規則段定義所有的可以用來代表知識的規則，疑問段包含了所有的問題以及選項，以生產規則的形式進行存儲，且包含著if?else規則；所述的數據庫是用來進行信息的收集和存儲，數據均以問題和答案的形式存儲在數據庫中，專家系統外殼的數據庫表分為三個區域：識別區、問題區和答案區；通過鍵入與查詢信息相關的關鍵字，就可以進入到數據庫中；而后，顯示出所有與關鍵字相關的問題；所述的推理機提供系統控制，其利用專家領域的知識來了解清楚現狀，然后給出推理信息，推理機的機制是通過知識庫的規則將用戶輸入的問題和答案之間建立連接，并可以進行持續的會話，直到最終獲得結論；推理機可以被看作一種有限狀態機，包括三個動作狀態：匹配規則、選擇規則、以及執行規則；在第一個匹配規則的狀態，推理機查詢所有滿足當前數據存儲內容的規則，并給出用于進一步執行的候選項，這些候選項統稱為沖突集；接著推理機將沖突集傳遞給第二個狀態，即選擇規則；在這個狀態，若干個選擇策略將由推理機決定到底哪一條規則會被實際執行；最后，選擇的實例化傳遞到第三個狀態，即執行規則，此時推理機以實例化的數據作為參數，執行或者拋棄選定的規則；所述的圖形用戶界面包括三個部分：1）輸入界面輸入界面采用C#.NET技術開發，通過GUI管理員頁面來訪問程序包，使專家意見以文本格式作為知識文檔進行上傳，且允許專家或者專業工程師作為管理員主動更新數據表；2）用戶界面用戶界面采用C#.NET技術開發，通過GUI用戶頁面來訪問程序包，允許創建新用戶且允許用戶咨詢專家系統以獲得決策支持；3）工作存儲器工作存儲器用來存儲專家系統獲取的故障信息；所述的智能故障診斷及控制范例是基于專家系統外殼所開發的，該范例利用專家系統進行電力系統故障診斷和控制調用；通過采集大量的數據來實現，數據由知識工程師從現場專家、故障發生時的歷史數據等處采集。獲取的數據轉化為IF?THEN規則的形式存儲在知識庫中，或者轉化為問題和答案形式存儲在數據表里。...

【技術特征摘要】
1.一種用于電網故障診斷的基于網絡的專家系統工具，其特征是包括專家系統外殼以及智能故障診斷及控制范例；所述的專家系統外殼包含知識庫、數據庫、推理機以及圖形用戶界面；所述的知識庫中數據來源于不同區域專家的推理、故障事件歷史數據、以及通過簡單IF-THEN規則形成的數據，知識庫主要分為三個部分變量段、規則段和疑問段；變量段定義知識庫中所有的變量，規則段定義所有的可以用來代表知識的規則，疑問段包含了所有的問題以及選項，以生產規則的形式進行存儲，且包含著if-else規則；所述的數據庫是用來進行信息的收集和存儲，數據均以問題和答案的形式存儲在數據庫中，專家系統外殼的數據庫表分為三個區域識別區、問題區和答案區；通過鍵入與查詢/[目息相關的關鍵字，就可以進入到數據庫中；而后，顯不出所有與關鍵字相關的問題；所述的推理機提供系統控制，其利用專家領域的知識來了解清楚現狀，然后給出推理信息，推理機的機制是通過知識庫的規則將用戶輸入的問題和答案之間建立連接，并可以進行持續的會話，直到最終獲得結論；推理機可以被看作一種有限狀態機，包括三個動作狀態匹配規則、選擇規則、以及執行規則；在第一個匹配規則的狀態，推理機查詢所有滿足當前數據存儲內容的規則，并給出用于進一步執行的候選項，這些候選項統稱為沖突集；接著推理機將沖突...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳炯聰，陶維青，余南華，李林，高新華，何剛，李傳健，郭晉楠，李瑞，單開，周克林，柳慧超，
申請(專利權)人：廣東電網公司電力科學研究院，科大智能科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：