专家系统的实例分析
【教学目的】
以操作票专家系统中的操作校验功能为例，阐述以下问题：
1、专家系统的设计和开发过程
2、构造专家系统的关键问题：知识表示。不同知识表示方案，决定系统性能，适用不同目标，采用
最切合实际问题需要的方案。
【案例分析】
1、操作校验的功能需求
（1）调度/变电站的倒闸操作工作简介
图：两站一联络线（都是单母分段），一系统（每站有一线与系统连接）
11143 11143
1114 1114
11141 11141
龚家湾站 华林站
电气设备的四种运行方式：运行、热备用、冷备用、检修
联络线正常工作方式：运行 联络线检修的工作流程：
调度员 写 调度操作票：（华林站为受端）
令华林站：华龚线1114运行转冷备用 令龚家湾站：龚华线1114运行转检修 令华林站：华龚线1114冷备用转检修 华林站值班员 写 变电站操作票：
操作任务：华龚线1114运行转冷备用
操作步骤：（二次设备忽略）
拉开1114开关
拉开11143刀闸 拉开11141刀闸
（2）操作票专家系统的功能
目标：辅助调度/变电站值班员开票和管理票的审核、执行。 辅助开票方式：
短语开票
点图开票 自动开票
操作校验是智能操作票的核心之一，用来校验当前要操作的设备是否符合规程要求，操作后不会发生“五防”这样的恶性事故，不会违反现场的运行规程，符合本地区的操作习惯。
（3）（一次设备）操作校验的需求描述 已知：
电网的接线
操作前的开关、刀闸状态 初始态
现场的运行规程
要操作的设备、操作前状态、操作后状态
求：是否允许某设备在当前运行方式下，由操作前状态转换到操作后状态。
所有电网设备当前状态 所有电网设备操作规则 人机界面：取 设备名称，目标状态 生成操作术语 是 操作校验模块(推理机) 是否允许操作？ 否 提示不允许操作的原因 信息流图（系统结构图）
2、一次设备常用操作规则 （1）五防
带负荷拉合刀闸 带地线/地刀合刀闸
带电挂地线/合接地刀闸
（2）停送电顺序
停电：先负荷，后电源
＝》 出线：先出线刀闸，后母线刀闸 ＝》 联络线：先负荷站，后电源站 ＝》 主变：先低压，后高压
（3）等电位操作
3、用产生式表示刀闸的操作规则
规则一：IF 与刀闸同间隔的开关分 THEN 刀闸能分或合
规则二：IF 与刀闸相关的接地刀闸/线全部为分 THEN 刀闸能合
规则三：IF 刀闸是母线刀闸 且 停电操作 且出线刀闸分 THEN 刀闸能分 规则四：IF 刀闸两端具备等电位条件 THEN 刀闸能分或合
4、刀闸操作校验的实现方案1
为实现上述条件的匹配，必须描述开关刀闸的属性： 规则一：刀闸 开关 同间隔 规则二：刀闸 接地刀闸/线 相关？
规则三：母线刀闸 停电操作？ 出线刀闸 规则四：等电位？
设备类型 开关 刀闸 接地刀闸/线
（1）知识表示方法（数据库结构设计）
设备名称 设备类型 间隔名称 位置
设备名称 K85 S853 S851 S852 S856 S8510 S85J2 S85J1 S8530
方案2：以间隔为核心
数据类型 取值 间隔名称 字符型 开关名称 字符型 母线侧刀闸 字符型 出线侧刀闸 字符型 接地刀闸1 字符型 接地刀闸2 字符型 接地刀闸3 字符型 以间隔为中心的表示方法，与接线方式和间隔类型密切相关。
间隔名称 开关名称 母线侧刀闸 JG85 K85 S851; S852 （2）推理机的设计 产生式的操作规则嵌入推理源程序
输入变量：刀闸名、初态、终态、操作性质（停/送） 流程：按操作规则顺序推理
用间隔为中心的表示方法的推理流程(以校验规则一为例)：
由刀闸名，在间隔数据表中查找相关的开关；
由开关名，在设备状态表中查分合状态；
出线侧刀闸 S853 图2 典型间隔 Figure 2 Typical Unit
设备类型 1 2 2 2 2 3 4 4 3 间隔名称 JG85 JG85 JG85 JG85 JG85 JG85 JG85 JG85 JG85 位置 0 2 1 1 3 0 0 0 0 数据类型 字符型 整型 字符型 整型 取值 开关1/刀闸2/接地刀闸3/接地线4 母线侧1/出线侧2/旁路侧3 8530
方案1：以设备为核心
属性 间隔 间隔、位置（母线侧 出线侧） 间隔 856 853
85J2
85
8510
85J1
852 851
接地刀闸1 接地刀闸2 S8510 S85J1;S85J2 接地刀闸3 S8530