Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Мягкий Алексей Евгеньевич

Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер"
<
Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер"
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мягкий Алексей Евгеньевич. Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер" : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 : Краснодар, 2003 160 c. РГБ ОД, 61:04-5/1760

Содержание к диссертации

Введение

1 Гибридные интеллектуальные системы - основа для создания информационных систем диспетчерского управления 11

1.1 Основные типы интеллектуальных систем 11

1.1.1. Продукционные интеллектуальные системы 11

1.1.2 Фреймовые интеллектуальные системы 13

1.1.3 Интеллектуальные системы на основе семантических сетей.15

1.1.4 Интеллектуальные системы на основе формальных логических моделей 16

1.1.5 Гибридные интеллектуальные системы 16

1.2 Обзор существующих информационных систем диспетчерского управления 18

1.5 Недостатки существующих информационных систем 25

1.4 Преимущества гибридных интеллектуальных информационных систем 27

1.5 Выводы 30

2 Математическое обеспечение гибридной - интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления 31

2.1 Принципы построения и структура гибридной интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления 31

2.2 Математическое обеспечение интеллектуальной подсистемы 34

2.2.1 Метод идеальной точки 37

2.3 Математическое обеспечение подсистемы вычислительных модулей 43

2.4 Выводы 54

3 Структура и программная реализация гибридной интеллектуальной информационной системы «диспетчер» 55

3.1 Структура ГИИС «Диспетчер» 55

3.2 База данных и подсистема вычислительных модулей 57

3.2.1. База данных конфигурации РЭС 57

3.2.2 Модуль расчета послеаеарийного устоявшегося режима 60

3.2.3 Модуль расчета утяжеленного режима 62

3.2.4 Модуль расчета оптимальной последовательности оперативных переключений 64

3.3 Продукционно-фреймовая интеллектуальная подсистема формирования бланков переключений 72

3.4 Инструментарий разработки и программная реализация ГИИС «Диспетчер» 76

3.5 Сценарий работы ГИИС 84

3.5.1 Сцена «Работа с базой данных» S4

3.5.2 Сцена «Расчет послеаварийного режима сети» 86

3.5.3 Сцена «Поиск последовательности переключений, составление бланка переключений» 87

3.6 Выводы 90

4 Экспериментальные исследования работо способности и эффективности ГИИС «диспетчер» 91

4.1. Верификация ГИИС «Диспетчер» . 91

4.2 Результаты тестирования ГИИС «Диспетчер» 99

4.3 Скоростные характеристики ГИИС «Диспетчер» 105

4.4 Требования к оборудованию и оценка экономической эффективности ГИИС «Диспетчер» 106

4.5 Выводы 108

Заключение 109

Список использованных источников 1)1

Приложение 1 119

Введение к работе

Актуальность исследования. Внедрение информационных систем в повседневную работу диспетчеров стало остро необходимым по мере роста современных коммуникационных сетей и, соответственно, усложнения управления сетью в послеаварииных режимах с целью локализации и отключения поврежденного оборудования и быстрого восстановления питания всех потребителей после возможных аварийных возмущений.

Существующие на сегодняшний день информационные системы имеют, существенные недостатки. Методы, используемые данными системами для расчета послеаварииных режимов, являются недостаточно эффективными. Традиционные информационные системы, использующие только лишь вычислительные методы, не позволяют персоналу диспетчерских служб учитывать накопленный опыт при определении последовательности оптимальных действий для ликвидации аварийной ситуации. Использование для этих целей автономных интеллектуальных систем из-за невозможности использовать методы теории графов, алгебры матриц, вычислительной математики нерационально.

Эти обстоятельства сделали актуальной задачу создания гибридной интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления, включающей в себя подсистему вычислительных модулей и продукционно-фреймовую интеллектуальную подсистему, и ориентированную на оказание помощи оперативному персоналу при возникновении сетевых аварий.

Цель работы- Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления Задачи исследования:

- разработать структуру, принципы построения и функционирования гибридных интеллектуальных информационных систем для диспетчерского управления;

- разработать структуру подсистемы вычислительных модулей;

- разработать структуру продукционно-фреймовой интеллектуальной подсистемы формирования бланков оперативных переключений;

- разработать методику верификации продукционно-фреймовых интеллектуальных систем;

- осуществить программную реализацию гибридной интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления РЭС 6-10 кВ;

- провести исследование разработанной продукционно-фреймовой интеллектуальной подсистемы на наличие аномалий.

Методы исследования. Поставленные задачи решены с использованием методов теории графов, алгебры матриц, вычислительной математики, теории множеств, методов инженерии знаний и технологии построения экспертных систем.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

1. сформулированы принципы построения и разработана структура гибридных интеллектуальных информационных систем для диспетчерского управления;

2. разработана структура подсистемы вычислительных модулей;

3. разработаны модули расчета послеаварийного установившегося и утяжеленного режимов;

4. создан модуль расчета оптимальной последовательности оперативных переключений;

5. разработана структура продукционно-фреймовой интеллектуальной подсистемы формирования бланков оперативных переключений; . предложена новая методика верификации продукционно-фреймовых интеллектуальных систем. Прикладная ценность полученных результатов состоит в создании эффективно работающей ГИИС «Диспетчер».

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций обусловлена корректным использованием методов теории графов, алгебры матриц, вычислительной математики, теории множеств, методов инженерии знаний и технологии построения экспертных систем, а также системным подходом к решаемым проблемам. Достоверность подтверждена работоспособностью и эксплуатацией ГИИС «Диспетчер» (служащей для диспетчерского управления РЭС 6-10 кВ).

Практическая ценность. Создана гибридная интеллектуальная информационная система для диспетчерского управления РЭС 6-Ю кВ «Диспетчер», выполняющая следующие функции:

- расчет послеаварийного установившегося режима;

- расчет усиленного режима;

- расчета оптимальной последовательности оперативных переключений;

- формирование бланков оперативных переключений,

ГИИС «Диспетчер» требует следующей конфигурации системы: процессор Pentium 166 и выше, 16 - 32 MB ОЗУ, не менее 3.5 Кб жесткого диска. Для более комфортной работы с программой рекомендуется использовать ее в системе с характеристиками выше необходимого минимума, хотя при выполнении минимальных требований возможности предлагаемого программного продукта не ограничиваются.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены (в виде ГИИС «Диспетчер») в Динских РРЭС, Ленинградских РРЭС, 000 «Краснодарнефтегаз-Энергия».

Апробация результатов исследования. Основные положения были доложены и обсуждены на конференциях:

- IV Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные процессы в высшей школе» (г. Краснодар, 2000 г.);

- Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Перспективы развития современных информационных технологий» (г. Краснодар, 2000 г.);

- V Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (г. Таганрог, 2000 г,);

- Международной научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (г, Новочеркасск, 2000 г.);

- ТІ Международной научно-практической конференции «Информационные технологии в моделировании и управлении» (г. Санкт - Петербург, 2000 г.);

- Международной научно-практической конференции «Развивающие интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управление» (г, Новочеркасск, 200! г.);

- Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении и технике» (г. Пенза 2001 г.);

- Международной научно-технической конференции «Гибридные системы MODEL VISION SUD1UM» (г. Санкт-Петербург 2001 г.).

Работа удостоена диплома I степени на Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Перспективы развития современных информационных технологий» (г. Краснодар, 2000 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей и 6 тезисов докладов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- структура и принципы построения гибридной интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления;

- структура подсистемы вычислительных модулей;

- модули расчета послеаварийного установившегося и утяжеленного режимов;

- модуль расчета оптимальной последовательности оперативных переключений;

- структура продукционно-фреймовой интеллектуальной подсистемы формирования бланков оперативных переключений;

- методика верификации продукционно-фреймовых интеллектуальных систем;

- гибридная интеллектуальная информационная система для диспетчерского управления РЭС 6-10 кВ «Диспетчер».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит ич введения, четырех разделов (глав) и заключения, изложенных на П8 страницах.

Работа содержит 12 таблиц и 40 рисунков, список использованных источников из 83 наименований и приложение на 40 страницах.

В первой главе выполнен анализ основных типов интеллектуальных систем. Выявлены их достоинства и недостатки. Проведен обзор шести существующих в настоящее время информационных систем, предназначенных для диспетчерского управления. Рассмотрены недостатки данных информационных систем. Обоснована актуальность разработки гибридной интеллектуальной информационной системы. Разрабочаны требования к разрабатываемой информационной системе.

Вторая глава посвящена описанию математического обеспечения разработанной гибридной интеллектуальной информационной системы (ГИИС). Для формирования стоимости правил в продукционно- фреймовой интеллектуальной подсистеме, а так для выбора оптимальной последовательности переключений предлагается использовать метод идеальной точки. Для расчета устоявшегося послеаварийного режима вг подсистеме вычислительных модулей разработан модифицированный метод узловых напряжений. Данный метод позволяет значительно сократить время расчета послеаварийного режима, сохраняет при этом удовлетворительную точность результатов. На основе модифицированного метода узловых напряжений разработан метод расчета усиленного режима.

В третьей главе приведено описание структуры и программной реализации разработанной гибридной интеллектуальной информационной системы «Диспетчер»,

Четвертая глава излагает результаты экспериментального исследования работоспособности и эффективности ГИИС «Диспетчер».

Каждая глава заканчивается краткими выводами, а вся работа -заключением. В приложении приведен листинг основных модулей ГИИС «Диспетчер».

Обзор существующих информационных систем диспетчерского управления

Традиционно в представлении знаний выделяют формальные логические модели [13, 38, 4L, 57, 64] основанные на классическом исчислении предикатов 1-го порядка, когда предметная область или задача описываются в виде набора аксиом. Исчисление предикатов 1-го уровня в промышленных интеллектуальных системах практически не используется. Эта логическая модель применима в основном в исследовательских «игрушечных.» системах, так как предъявляет очень высокие ограничения к предметной области.

Гибридные интеллектуальные системы [13, 27, 30-34, 57] представляют собой программный комплекс, агрегирующий пакеты прикладных программ (например, математическую статистику, линейное программирование или системы управления базами данных) и средства манипулирования знаниями. Это может быть интеллектуальная надстройка над пакетами прикладных программ или интегрированная среда для решения сложной задачи с элементами экспертных знаний.

Существует ряд предметных областей, где применение традиционных автономных экспертных систем, работающих только в режиме консультации, нецелесообразно. Автономные интеллектуальные системы, создаваемые с помощью существующих на данный момент средств разработки не позволяют использовать методы теории графов, алгебры матриц, вычислительной математики и т.п. для обработки фактов, используемых механизмом логического вывода. Использование гибридных интеллектуальных систем позволяет решить данную проблему.

Гибридные интеллектуальные системы состоят из двух основных подсистем [27, 30-34, 37]: интеллектуальной подсистемы, состоящей из базы знаний, базы фактов и механизма логического вывода; подсистемы вычислительных модулей, обрабатывающих данные, хранящиеся в базе фактов, по запросу интеллектуальной подсистемы. Гибридные интеллектуальные системы могут базироваться на любом из вышеперечисленных способов представления знаний. Однако наиболее перспективным является использование комбинированного продукционно-фреймового способа представления знаний. В настоящее время гибридные интеллектуальные системы применяются для решения задач в различных предметных областях. В зависимости от типа решаемых задач существующие гибридные интеллектуальные системы можно подразделить на следующие группы. Проектирование. Наиболее распространенная область применения гибридных интеллектуальных систем. (CADHELP - проектирование БИС, Т1ЖВ - проектирование турбин, SYN синтез электрических цепей и т.д.) Обучение, (PROF - гибридная интеллектуальная система для профессиональной ориентации.) Поддержка принятия решений. (CRISYS - гибридная интеллектуальная система для выбора стратегии выхода фирмы из кризисной ситуации). Одной из предметных областей, для решения задач которой актуально применение гибридных интеллектуальных систем, является разработка информационных систем диспетчерского управления. 1.2 Обзор существующих информационных систем диспетчерского управления В процессе углубленного анализа отечественной и зарубежной литературы, а также сайтов Интернет, посвященных разработке программных продуктов в области диспетчерского управления, были обнаружены шесть информационных систем диспетчерского управления, Разработчик - ОАО Мосэнерго. Программный продукт «Советчик Диспетчера ЦДП» состоит из четьфех основных блоков: - интерфейса с отображением всей схемы энергосистемы с требуемой детализацией и с возможностью управления состоянием элементов; - логического блока, вырабатывающего советы по ликвидации перегрузки; - блок сервисных программ, обеспечивающих взаимодействие интерфейса, логического блока с базой данных. Среди различных вариантов ликвидации аварии может быть выбран наилучший с точки зрения определенного критерия: надежности, минимума потерь в сети, и т, д. СД вырабатывает рекомендации по восстановлению режима электросети после возмущение приводящих к появлению перегруженных ветвей. Недостатки. - Основой логического блока является одноуровневая продукционная экспертная система. Такой подход накладывает существенные ограничения на количество узлов в расчетной схеме и отличается низкой скоростью работы.

Принципы построения и структура гибридной интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления

Продукционные интеллектуальные системы не могут работать с большим количеством узлов, каждый из которых характеризуется несколькими параметрами, так как для этого требуется объявление слишком большого числа переменных. Использование продукционно-фреймового способа представления знаний позволяет: снять это ограничение. В продкционно-фреймовых интеллектуальных системах для хранения данных используются не переменные, а слоты фреймов. В результате появляется возможность легко создавать . множество экземпляров различных фреймов, помимо этого процедура наследования позволяет создавать новые фреймы, отличающиеся от исходных наличием нескольких дополнительных слотов. Это особенно важно для работы с узлами сети, оборудование которых имеет отличия от типового, ввиду его изношенности или использования оригинальных комплектующих.

Подсистема вычислительных модулей осуществляет расчет режимов работы управляемой системы. Структура подсистемы вычислительных модулей и ее математическое обеспечение, зависит от предметной области разрабатываемой интеллектуальной информационной системы. Проведен анализ основных, типов интеллектуальных систем. Выявлены их достоинства и недостатки. Проведен обзор шести существующих в настоящее время информационных систем, предназначенных для диспетчерского управления. Углубленный анализ данных систем показал, что все существующие информационные системы имеют существенные недостатки. Обоснована неэффективность применения информационных систем, использующие только лишь вычислительные методы, так как они не позволяют персоналу диспетчерских служб учитывать накопленный опыт при определении последовательности оптимальных действий для ликвидации аварийной ситуации. Использование для этих целей автономных интеллектуальных систем из-за невозможности использовать методы теории графов, алгебры матриц, вычислительной математики. Именно это делают актуальной задачу разработки информационной системы для диспетчерского управления, ориентированной на обработку послеаварийных ситуаций, В результате проведенного исследования разработаны требования к информационной системе, что позволило определить методы решения научной задачи. Для решения данной задачи предлагается разработка гибридной интеллектуальной информационной системы. Показаны преимущества данной системы над другими типами информационных систем. Гибридная интеллектуальная информационная система для диспетчерского управления в различных предметных областях состоит из трех основных блоков [27, 30-34, 37]: базы данных, содержащей информацию о текущем коммутационном состоянии и значения параметров управляемой сети; интеллектуальной подсистемы, осуществляющей выбор оптимальной последовательности действий персонала диспетчерских служб; подсистемы вычислительных модулей, рассчитывающей параметры сети и выполняющей формирование множества возможных вариантов последовательности действий. Структура гибридной интеллектуальной информационной системы для диспетчерского управления представлена на рисунке 2.1, База данных состоит из следующих видов таблиц [21, 30-32]: фиксированные таблицы (журнал, справочники), содержащие информацию о типовых устройствах, изменяемые только администратором базы данных в режиме редактирования; динамические таблицы, содержащие информацию о текущих значениях параметров сети, изменяемые в процессе работы информационной системы. В основу интеллектуальной подсистемы положен продукционно-фреймовый способ представления знаний. Структура управляемой сети отображается с помощью фреймов. Каждому типу узлов и ветвей сети соответствует фрейм-образеи. На основе фреймов-образцов создаются фреймы-экземпляры, описьшшоїдие узлы и вегаи сети. Значения параметров узлов хранятся в соо і неїствующих слотах фреймов-экземпляров. Такой подход дает возможность описывать сложные системы, состоящие из большого количества типовых элементов (электрические сети, водопроводные сети, системы газопроводов и т.д.) [27, 30-34, 37], Выбор оптимальной последовательности действий и заполнение отчетных документов осуществляется с помощью продукций/ Применение для данной цели продукций дает возможность использовать при принятии решения знания экспертов, накопленные в конкретной предметной области [33, 34, 37], В плане структурной организации в интеллектуальной подсистеме выделяются следующие компоненты: база знаний и фактов, механизм логического вывода. На рисунке 2.2. представлена структура интеллектуальной подсистемы.

Модуль расчета послеаеарийного устоявшегося режима

Результатом первого шага алгоритма является измененная топология схемы графа сети. Следующий шаг - непосредственный поиск маршрута в графе от вершин, являющихся корнями отключенных поддеревьев, до центров питания сети, с целью восстановить электроснабжение обесточенных участков.

Поиск производится рекурсивно по матрице связей между вершинами. Выбор следующей проверяемой вершины зависит от предварительно утвержденных условий, соответствующих критериям оптимизации поиска. В зависимости от этих условий, определены две альтернативы поиска: - выбор всех возможных маршрутов, удовлетворяющих заданным критериям; - выбор оптимального варианта в рамках принятых ограничений. Результатом поиска состава ОП является список возможных маршрутов, по которым подается питание на отключенное поддерево графа сети, в случае поиска всех вариантов или один оптимальный вариант, отвечающий критериям поиска. Независимо от условий и типа выбора ОП каждый предлагаемый маршрут характеризуется следующими параметрами: - общее количество ветвей (или посещаемых узлов); - число оперативных переключений, которые необходимо провести для подключения отключенного поддерева и, соответственно, ликвидации последствий аварии; - общая длина маршрута, равная сумме длин линий сети; - суммарные потери мощности в сети, в результате перехода в новое коммутационное состояние. Первые три характеристики рассчитываются одновременно с записью следующей вершины в маршрут, т. е, параллельно с процессом поиска. Потери мощности вычисляются после окончательного утверждения варианта пути, т,е, когда последняя вершина в маршруте -центр питания. Выделяются следующие этапы расчета: - имитация перехода в новое коммутационное состояние, что означает изменение матрицы смежности графа сети в соответствии со списком ветвей, по которым подается питание; - пересчет элементов матрицы проводимостей, которых коснулись изменения; - расчет напряжений в узлах сети на основе предыдущего режима, т. е. с. вектором начального приближения равным данным последнего расчета; - вычисление токов в ветвях графа; - определение потерь мощносч и в ветвях и суммарны мої ерь мощности в текущем коммутационном состоянии. Третий этап работы - утверждение варианта переключения. "Renи найден один вариант, выбор оптимальной последовательности очевиден, иначе существует две возможности: - непосредственный выбор оптимального в конкретной ситуации состава ОП диспетчером, принимающим решение в данном случае основываясь на свой опыт, или когда список маршрутов невелик, и решение в достаточной степени очевидно; - фильтрация решения по ряду параметров. Фильтрация списка вариантов путей аналогична по своей сути выбору оптимального маршрута и заключается в отборе одного варианта, удовлетворяющего одному или группе условий фильтрации, к числу которых относятся ограничения по количеству ОП, минимизация потерь мощности в найденном финальном состоянии, а также ряд других параметров. Утвержденный вариант переключения анализируется: ветви, включенные в исходном состоянии, игнорируются, отключенные -«включаются», т. е. производится имитация переключений в сети и параллельная запись данных действий в бланк ОП, Если необходимо, новое коммутационное состояние записывается в базу данных. Работа по определению состава оперативных переключений завершена. Поиск вариантов переключения в РЭС реализован с помощью рекурсивной процедуры FindPath. Это процедура поиска маршрутов по графу сети5 началом которых являются корни отключенных поддеревьев, а концом —центры питания. Параметрами FindPath являются: - номер узла — корня отключенного поддерева; - номер узла — центра питания; - следующий анализируемый узел. Входными данными для поиска, кроме узлов начала и конца маршрутов, которые определяются в программе, являются матрица смежности, задающая топологию графа сети, а также длины ветвей и номера узлов, считываемые из базы данных.

Процесс поиска вариантов ОП может быть представлен как последовательность шагов. На каждом шаге с использованием системы критериев отбора выбирается вершина, в которую можно попасть из текущей. Если очередной выбранный узел является центром питания, то маршрут найден Переход к следующей вершине осуществляется при выполнении условия отбора, которое является комбинацией функций, соответствующих критериям оптимизации. Каждая из функций возвращает TRUE, если узел удовлетворяет ее ограничениям или если не требуется проверка критерия, за который она отвечает.

Верификация ГИИС «Диспетчер»

Маркирование М может быть разделено на два различных типа {Мг, Ms}, где Мс - маркирование узла маркером экземпляра класса, a Ms -маркирование узла маркером состояния.

Использование РПСП для верификации продукционно-фреймовых интеллектуальных систем позволяет обнаруживать следующие виды аномалий: избыточность (невыполнимое условие правила, дублирование правил, избыточные слоты, дублирование слотов), противоречивость (противоречивые правила, несогласованность фреймов), периодичность, неполнота (пропущенные правила, пропущенные слоты и фреймы). Для отображения классов объектов и предикатов, наследования и правил используются соответственно одни и те же компоненты РПСП. Поэтому при проверке достижимости узлов сети поиск аномалий производится одновременно в продукционной и во фреймовой части экспертом системы.

Соответствие между структурой ИС и РПСП отражено в таблице 2.2. Как показывает Таблица 2.2 все компоненты ИС, как фреймовой, так и продукционной её части, могут быть с достаточной точностью смоделированы с помощью РПСП. Элементы множества цветов связаны с типами классов, так как количество слотов и их длина могут быть различными для каждого типа класса. Узлы данной сети соответствуют предикатам (узлы предикатов) и классам объектов (узлы классов), пересечением множества" узлов классов и множества узлов предикатов являются предикаты типа IS-А (В IS-A member of Class Y), определяющие принадлежность к классу. С помощью переходов представляются правила экспертной системы (переходы предикатов) и отношения наследования (переходы наследования).

Выполнение переходов представляет собой запуск правил, либо осуществление наследования. Если ИС содержит к правил, каждое из которых имеет и условий и v заключений, и m классов объектов, то общее количество узлов РПСП не более k(u+v)+m, а общее количество переходов не превышает k+(m-l). Существует два основных типа маркеров, один из них - маркер состояния, который показывает состояние предиката и информацию о типе класса (правило может быть выполнено или объектом родительского класса или объектом дочернего класса). Второй тип маркера - маркер экземпляра класса, который представляет экземпляр класса в иерархии объектов. Общее количество маркеров не превышает 2k(u+v)+2m. Инициализирующим маркером является маркер, который получается в результате вычисления инициализирующего выражения. Слоты фреймов отображаются в виде переменных в маркера, а запись факта в слот соответствует связыванию данной переменной с константой, Выполнение переходов представляет собой запуск правил, либо осуществление наследования, Каждому входу правила соответствует дуга, предназначенная для установки состояния предиката. Входу наследования так же соответствует дуга, отображающая выполнение наследования. Методы и демоны представляются функциями, отображенными в надписях над дугами РПСП. Результатом работы сети является переход цветных маркеров из одного узла сети в другой.

Для облегчения проверки РПСП делится на несколько подсетей, называемых модулями. Анализ каждого модуля производится независимо от Других. Проверка достижимости узлов сети может выполняться при помощи алгоритма поиска «сначала в глубину», либо «сначала в ширину», но наиболее предпочтительным является применение эвристического поиска. Алгоритм эвристического поиска строит для каждого перехода, соответствующего тестируемому узлу, матрицу расстояний между данным переходом и достижимыми переходами. Расстояние между двумя переходами равно общему количеству литералов в этих переходах, дленному на количество перекрываемых литералов. Переходы, которым соответствует наименьшее расстояние, должны быть проверены первыми, так как вероятность того, что они содержат аномалию, наиболее велика. Использование алгоритма эвристического поиска позволяет сократить время, затрачиваемое на обнаружение аномалий.

Рассмотрим практическое применение механизма верификации продукционно-фреймовых интеллектуальных систем на фрагменте интеллектуальной подсистемы формирования бланков оперативных переключений ГИИС «Диспетчер».

Похожие диссертации на Разработка и исследование гибридной интеллектуальной информационной системы "Диспетчер"