Реализация и применение механизмов правдоподобных рассуждений на основе аналогий и прецедентов

С целью применения механизмов правдоподобных рассуждений на основе аналогий и прецедентов в ИСППР РВ была выполнена программная реализация базовых модулей Конструктора Библиотек Прецедентов (КБП) и Редактора Семантических Сетей (РСС) в среде визуального программирования Borland C++ Builder под операционную систему Windows. РСС предназначен для представления знаний о предметной области (прецедентов) в виде СС и поиска решения (извлечения прецедентов) на основе аналогий в соответствии с представленными выше методами структурной аналогии с учетом контекста и на основе SMT, а также для оценки полученных аналогий. С помощью КБП решаются задачи связанные с организацией БП и реализацией основных этапов CBR-цикла, начиная с формирования структуры БП, ее настройки и заканчивая тестированием с применением CBR-метода и сохранением БП для последующей передачи ее в оперативную эксплуатацию. Кроме того, в КБП имеются средства для выявления противоречий в БП (контрпримеров), а для обобщения накопленного опыта и оптимизации БП используются индуктивные механизмы и, в частности, аппарат деревьев решений [1].

Разработанные программные средства применены в прототипе ИСППР РВ для решения задач экспертной диагностики и оперативного управления сложными объектами на примере подсистем энергоблока ВВЭР-1000 (подсистем компенсации объема (КО) и САОЗ) [9]. Схема функционирования ИСППР РВ с использованием разработанных программных средств приведена на рис. 4.

Под сложным объектом понимается объект типа энергоблока, имеющий сложную архитектуру с различными взаимосвязями, с большим количеством контролируемых и управляемых параметров и малым временем на принятие управляющих воздействий. Для описания сложного объекта и его подсистем используется конечное множество параметров (например, для подсистемы КО используется 79 аналоговых и дискретных параметров, а для САОЗ? 66 параметров). Состояние объекта характеризуется набором значений этих параметров.

В оперативном режиме считывание значений параметров с датчиков для всего объекта управления производится системой контроллеров с интервалом не более 4 секунд. За это время необходимо выдать ЛПР (оператору) диагноз по конкретной сложившейся ситуации и дать рекомендацию о необходимости того или иного управляющего воздействия или последовательности воздействий на объект. Диагностирование и обнаружение управляющих воздействий осуществляется на основе экспертных знаний, технологического регламента, оперативных инструкций, анализа архива системы и имевших место аварийных ситуаций [7, 9]. Как правило, для решения указанной задачи используется решатель, функционирующий на основе правил продукционного типа. В случае появления аномальных (нештатных) ситуаций на объекте возникает необходимость применения методов правдоподобных рассуждений, в частности, методов поиска решения на основе аналогий и прецедентов.

В работе рассмотрены методы правдоподобных рассуждений на основе аналогий и прецедентов для систем искусственного интеллекта типа ИСППР РВ. Исследованы различные способы представления и извлечения прецедентов из БП системы. Описаны возможности разработанных программных средств (КБП и РСС), базирующихся на CBR-технологии и методах структурной аналогии.

Реализованные программные средства использованы для решения задач экспертной диагностики в реальном времени и оперативного управления в прототипе ИСППР РВ для помощи оперативно-диспетчерскому персоналу при мониторинге и управлении сложными техническими объектами, разрабатываемом на кафедре Прикладной математики МЭИ (ТУ) совместно с компанией «ТАСМО-БИТ».