摘 要： 介紹了以Visual C++為工具開發(fā)的基于半自動化知識獲取的操作票專家系統(tǒng)，實現(xiàn)了圖形在線自動開票、手工開票、調(diào)典型票等多種開票方式，具有操作票管理、編輯及模擬仿真操作功能。具有一定的學習能力，能夠自動更新和完善專家知識庫，防誤功能強大，且圖形界面友好，易維護、易操作，具有較高的智能性和安全性。
　　關鍵詞： 操作票；專家系統(tǒng)；知識庫；半自動化知識獲取；知識表示

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??? 操作票又叫倒閘操作票，將設備由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過程叫做倒閘，所進行的操作叫做倒閘操作，操作票就是倒閘操作的操作步驟序列。電力系統(tǒng)中經(jīng)常涉及倒閘操作，倒閘操作必須首先擬寫操作票，然后按照操作票逐項執(zhí)行。
　　隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，運行操作也越來越復雜。每日的操作產(chǎn)生大量的操作票，這些操作票的產(chǎn)生和執(zhí)行使調(diào)度員的大腦一直處于緊張狀態(tài)，稍有疏忽，就會引發(fā)嚴重事故，造成巨大經(jīng)濟損失。為減輕運行人員的工作壓力，避免事故發(fā)生，減少經(jīng)濟損失，近幾年來，國內(nèi)外學者以及專業(yè)軟件公司研發(fā)了許多的操作票專家系統(tǒng)，取得了較好的應用效果。操作票專家系統(tǒng)利用計算機，采用專家系統(tǒng)技術進行設計，將電網(wǎng)操作規(guī)則和經(jīng)驗構成專家知識庫，由專家系統(tǒng)在線自動開具操作票^[1]。操作票專家系統(tǒng)一方面將調(diào)度員從復雜的勞動中解脫出來，集中精力去解決電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行中更深層的問題；另一方面彌補了新調(diào)度員操作經(jīng)驗不足的缺點，避免由于經(jīng)驗不足造成的疏漏^[2]。但是目前國內(nèi)外的大多數(shù)操作票專家系統(tǒng)都采用人工知識獲取方式，系統(tǒng)沒有學習能力，當電力系統(tǒng)接線方式發(fā)生變動時，系統(tǒng)知識不能自動更新，這給使用造成不便。
　　本文所設計的基于半自動化知識獲取的操作票專家系統(tǒng)具有一定的學習能力，能夠在運行實踐中從已有知識中演繹、歸納出新知識，且系統(tǒng)具有動態(tài)網(wǎng)絡拓撲著色功能，所以當電力系統(tǒng)接線方式發(fā)生變動時，專家系統(tǒng)能夠?qū)χR庫進行自動更新和完善。
1 操作票專家系統(tǒng)
　　操作票專家系統(tǒng)是一種基于知識的智能推理系統(tǒng)。它根據(jù)人工智能的原理，利用專家提供的電力領域的相關知識進行推理、模擬人類專家做出決定的過程，解決復雜問題^[3]。
　　知識表示、推理機和知識獲取是操作票專家系統(tǒng)的三個重點。
1.1 知識表示方法
　　知識是人們把實踐中獲得的信息關聯(lián)在一起所形成的信息結構^[4]。知識表示是將關于世界的事實、關系和過程等編碼成為一種合適的數(shù)據(jù)結構。知識表示的主要問題是設計各種知識的表示方法、表示與控制的關系、表示與推理的關系以及知識表示與其他領域的關系。在解決某一問題時，不同的表示方法可能產(chǎn)生完全不同的效果。
　　本系統(tǒng)的知識庫包括靜態(tài)設備庫和專家規(guī)則庫，靜態(tài)設備庫主要存放電氣運行設備的運行狀態(tài)及其屬性，專家規(guī)則知識的來源有電網(wǎng)調(diào)度、變電站運行規(guī)程、有關電氣運行安全規(guī)程以及電氣運行人員的現(xiàn)場經(jīng)驗知識。規(guī)則知識存儲在數(shù)據(jù)庫中，是推理機的知識來源。
　　本系統(tǒng)中靜態(tài)設備庫采用關系表來表示，專家規(guī)則知識采用產(chǎn)生式表示法，基本表達方式為IF（對某設備進行某種操作）THEN（相關設備應處于某種狀態(tài)），現(xiàn)舉例說明。
　　設301為35 kV高壓側(cè)斷路器，301-1為301上側(cè)刀閘，301-2為301下側(cè)刀閘，根據(jù)電力五防規(guī)則中的“防止帶負荷拉刀閘”原則，若要合上301斷路器，則要求先合上301-1刀閘和301-2刀閘，在本系統(tǒng)中該知識表示為：
　　如果合上301斷路器，則301-1刀閘處于合位，且301-2刀閘處于合位。
　　系統(tǒng)知識的錄入采用專門編制的人工智能知識編輯軟件——知識管理工具，錄入界面直觀，操作簡便。
1.2 推理實現(xiàn)
　　專家系統(tǒng)的推理機制又稱為控制策略，是專家系統(tǒng)的核心之一。操作票專家系統(tǒng)中的推理主要是一些邏輯判斷工作，不需要數(shù)值計算。推理機制包括正向推理、反向推理和混合推理。
　　本專家系統(tǒng)采用推理機與知識庫相分離的設計方法，當對知識庫進行增加、刪除、修改或更新時，推理機不需要做任何更改，系統(tǒng)仍能正確安全地運行。系統(tǒng)采用正向推理，利用深度優(yōu)先搜索算法。
　　調(diào)度人員下達操作任務后，進行任務分解，確定操作設備、設備類型、初態(tài)及末態(tài)，然后逐步進行操作。當對某設備進行操作時，系統(tǒng)先從靜態(tài)設備庫中取得該設備的運行狀態(tài)，然后進入防誤規(guī)則判斷模塊，采用正向推理機制，自動循環(huán)匹配該操作需要滿足的操作規(guī)則，匹配成功后從操作術語庫中讀取操作術語，把該操作轉(zhuǎn)換成一條操作項。當所有的操作都完成時就生成了實際的操作票。形成操作票的推理流程如圖1所示^[3]。

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