基于智能变电所拓扑操作票专家系统知识表达方法综述

董开河（中国石油广西石化公司，广西钦州 535000）

基于智能变电所拓扑操作票专家系统知识表达方法综述

董开河（中国石油广西石化公司，广西钦州 535000）

1 操作票专家系统的知识表达方法

计算机专家系统所包含的知识是和其他软件系统的知识是不同的，这是一个极其重要的特征。所以说，专家系统的中心就是知识库，专家系统功能的卓越性取决于知识库里知识的数量和质量。那么为了使专家系统具有智能，让它可以模仿出好似人类的智能活动，那么就必须使它具备知识。

知识的表达只是研究机械的一般方法，也就是说一种数据的结构是否具备有效性和可行性就决定于知识，知识是数据结构和控制结构的根基。我们不仅要考虑知识的运用，还要琢磨知识的保存，知识可以拿来表示描绘事物的一个群体，于是，人类的知识可用来表示成机械处理的数据结构。会直接影响专家系统的办事功效及专家系统的通用性在于知识表达的好坏。

当前最常用表达知识的方法主要包含以下几种：一阶谓词逻辑表示法、框架表示法、产生式表示法、语义网络表示法等。

1.1 一阶谓词逻辑表示法

逻辑表示是基于离散数学的理论基础命题逻辑和谓词逻辑，它作为一个原子命题存在于自然语言的语句中，每个原子命题可以分成两部分，个人和谓词，逻辑表示法可以用来描述大多数自然语言逻辑公式，这是一种应用程序更早、更广泛的表示方法，是一个成功的知识表示方式，适合使用定理系统的方法来解这个问题。

1.2 框架表示法

世界上别样的事物有着各色各样的属性，就像不同的东西之间平常有自己的规律一样。这种规律性的知识一旦经过细化，就可以形成一种人们用来认识某一类事物的一种固定的框架（Frame）。框架表示法是一种用于表示经验性知识的知识表示法。在使用框架来表示知识的时候，一个类型的实体，框架是一种属性，它可以用来描绘一个数据结构的对象些都是视具体情况而定的。根据实际情况的需要每个槽又可以分为若干个“侧面”。槽是用来描述对象属性，或者一个状况和某一方面，一个方面可以用一个侧面来描述相应的属性。侧面和槽所具有的属性值分别称为侧面值和槽值。

框架是继承性和实用层次结构。通过使用一个框架的继承和槽值，可以用来构建一个知识表示体系。数据结构是一种多层框架下可以建立的框架，框槽架之间的关系可以通过该框架到网络。

可以使用框架的内外嵌套的结构来表达不同档次的知识是它的优点，可以随意的填写、修改、添加其说明和内容，人在观察事物时的思维活动可以用框架表示法来反映，当人观察失误适合固定概念、行为和事件，但框架本身还是没有形成一个比较完整的理论体系，框架槽和侧面之间缺乏一个清晰的语义知识表示单位，这会使户构建立知识库的负担变重，所以对于一个给定的问题领域，仅仅用于正式化领域知识的框架系统是不容易的

1.3 产生式表示法

用来表示因果关系的知识通常用产生式，它的基本形式是：“如果…然后…”。一组产生式可以放在一起，使它们协同作用，互相配合；得出的结论产生式可以使用另一个产生式可以作为已知事实使用，从而求得解决问题的方案，产生式系统就是这样一个系统。产生式系统的基本结构包括事实库、规则器和控制器这三个主要部分。它们之间的关系如图2-2所示。

图2-2 产生式系统的基本结构

1.3.1 事实库。事实库也被称为综合的数据库，是一个用于存储当前信息和解决各种问题的数据结构。例如，问题的初始状态、推理结论得到的中间结论及输入的事实和最终的结论等。在推理的过程中，在某些规则的前提下我们可以在规则库中匹配和事实库中的已知事实，那么该规则将被激活和作为新的事实被放入事实库中，可以作为已知事实后面的推理。

1.3.2 规则库。规则库是一个用来解决存储的所有规则和有关问题的集合。其中包含了从初始状态到目标状态转换问题所需要的所有转换规则。这些规则可以用来描述问题领域的一般知识。可见，产生式系统解决问题的基础是规则库，规则库的效率取决于其知识的准确性、灵活性、一致性、完整性和知识组织的合理性等。

1.3.3 控制器。推理机构或推理机也称为控制器，它由一组程序组成，操作运行是用来控制整个产生式系统的，求解过程决策问题的推理，实现解决方案的问题。

所以，固定的表达格式是产生式规则，形式很单一，推理路径很容易做出解释，接近人的自然推理系统的，便于理解和学习。推理方式是很简单的，复杂化的计算是无用功，并且分离的是推理机和知识库，从而知识库的修改便捷了很多。通过很多操作票专家系统所操作并采用这种方法。

1.4 语义网络表示法

语义网络表示的守则是通过对语义关系及其和概念来进行知识表达的一种网络构图。语义网络是简洁而且直观明了的，并在解决问题时可以通过网络的连接关系来推导有关对象和概念，并不需要遍布整个巨大的知识库，从而获得领域的专家系统自然语言理解在领域内被宽泛应用，但尝试用节点来代表世界上的各色各样的事物，各种形式之间的弧代表事物形式上过于简略，如果节点间的关系来保持几种较典型的关系，那么关系到其他的各种联系将难以表达，使表达内容受到了限制，而加大联系会极大地提升网络的复杂性。

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