基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真

定性仿真是系统仿真技术中的重要研究和应用方向，同时也是人工智能技术的一个重要方面。近年来，随着现代计算机技术的日新月异，使得基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真研究和应用取得了显著进展。SDG模型能够表达复杂的因果关系，具有包容大规模潜在信息的能力，因此特别适合于过程系统危险评价(PHA)、危险识别与故障诊断。SDG模型结构简单，易于建立和修改。然而高质量的SDG模型必须采用经验数据和定量动态仿真检验和校正。采用SDG模型进行定性仿真的关键技术是高效双向推理“引擎”，由计算机软件自动完成。目前，在计算机辅助过程系统危险评价方面，SDG是最有效的方法；在过程系统故障诊断方面，其完备性较好，但诊断分辨率尚待提高。今后的研究应解决：定性仿真和定量仿真相结合；SDG自动建模；通用推理软件平台；大系统高分辨率故障诊断等问题。     

一种基于SDG用于危险分析的新型定性仿真技术

安全已经成为世界各国政府面临的一个重要问题。由于安全研究的实验无法在真实工厂中进行，因此仿真技术已经成为研究和解决安全问题的一个核心基础。然而，对于真实化工工厂的精确定量数学模型由于规模庞大和复杂而难以获得与计算。与此相反，定性模型相对容易建模，计算也相对较快。我们提出了一种基于符号有向图的定性仿真技术。它能够有效地针对复杂系统中各个组件间的原因与后果关系。通过网络拓朴和专家规则，SDG模型可以有效地找出系统中潜在的危险。结合目前最为广泛应用的过程危险分析方法，即HAZOP，提出一种新的SDG-HAZOP方法，以代替目前的人工安全分析。最后以65t／h锅炉为例，展示并讨论该新方法的优、缺点。     

集成化SDG建模、推理与信息处理软件平台

过程工业的安全问题正日益引起公众及政府的关注和担忧。大量的人力物力被投入到过程风险评价(PHA)中，而它们的大多数依靠人工完成。近年来，通过引入符号有向图(SDG)，基于计算机的自动PHA成为了可能。这项工作的首要任务是建立一个实用的SDG建模、推理平台。我们基于对HAZOP评价方法的研究，根据操作的步骤和需要，最终设计、开发了一个图形化、层次化、支持组件可复用的SDG软件平台，以供建模、推理和数据后处理使用。该平台基于自主开发的SDG推理引擎和图形建模环境，其设计充分考虑技术研究的持续和渐进性，利用迭代开发和面向对象的技术，支持多种算法的混合使用和组件的复用，从而在SDG的图形建模、推理引擎构架和双向推理方面做出了有益的探索。     

我国石油化工仿真技术20年成就与发展

我国近20年石油化工仿真技术的发展和突出的成就体现在两个方面,第一方面是定量动态仿真技术的研究、开发和大规模工业应用,主要包括化工过程动态流程模拟系统,仿真培训系统软件平台和仿真器硬件,用于大学和专业学校工程实践教学的仿真系统,多功能仿真实验系统,以及仿真工厂.第二方面是定性仿真技术的研究开发与应用,主要包括基于符号有向图(SDG)定性建模和计算机推理"引擎"技术,基于SDG技术的危险与可操作性安全评价(HAZOP)软件平台,基于SDG定性仿真技术的辅助过程系统危险识别与诊断技术,石油化工安全技术仿真试验平台,基于SDG技术的自解释仿真器等.此外对石油化工仿真技术的今后发展和预测进行了探讨.     

基于SDG的加热炉HAZOP与故障诊断

随着现代流程工业日益大型化和复杂化,生产中重大恶性事故不断发生,促使人们越来越重视对安全技术问题的研究,而安全评价与故障诊断正是安全工程领域中的两个重要方面。在分析符号有向图(SDG)技术的理论基础上,探讨了SDG定性模型在计算机辅助HAZOP安全评价和故障诊断中的实际应用,并针对石化领域中常用的加热炉设备,建立SDG模型进行HAZOP和故障诊断分析。实验结果表明,基于SDG的HAZOP和故障诊断技术具有完备性好、节省时间、人力、费用等众多优点。     

基于分级SDG的物资供应方案缺陷分析建模研究

针对物资供应方案缺陷分析困难,引入定性建模的符号定向图(SDG)方法进行建模研究.对物资供应方案的概念、缺陷分析的重要性和存在的主要缺陷进行概括,简明论述选择SDG法研究的优势并介绍分级SDG,建立了物资供应方案的缺陷分析定性模型,在研究定性推理方式的基础上对所建模型进行定性推理,设计实例获得唯一推理结果,对推理结果进行分析.结果证实了用SDG定性建模的方法研究物资供应问题的可行性.     

石油化工SDG故障诊断仿真试验系统

基于SDG深层知识模型的推理方法是一种完备的揭示系统故障的有效方法，石油化工的SDG故障诊断方法也是当前研究的热点问题。系统仿真技术在故障诊断系统中发挥了特殊的作用，建立用于故障诊断的仿真试验系统是必要的。本文给出了该系统的硬件和软件结构，讨论了其中的关键技术。该试验系统可用于辅助建立SDG故障诊断模型、阈值修正、案例试验、模型验证及模型简化等，并可依据国际标准对诊断系统进行系统安全整体性要求测试，包括软件可靠性试验和硬件可靠性试验。     

连续系统动态趋势分析的定性代数和SDG图论方法

采用定性代数方程表达动态过程的稳态行为是定性仿真的一个重要应用方面,定性代数方程的求解与应用是定性仿真的一个重要领域,基于符号定向图SDG的求解方法是在许多应用领域被证明为最具实用意义的方法.在全面综述SDG方法国内外研究进展的基础上,分析了定性代数人工试错法的局限性,并通过将定性代数方程向动态过程稳态行为描述扩展,结合SDG图论方法的优势,说明SDG方法是目前发展前景较好的一种定性仿真方法,已经在HAZoP危险与可操作性分析、安全评价及智能化自解释仿真训练方面取得了突破性进展,在故障诊断领域亦显示出明显的优势.探讨了SDG方法用于实时故障诊断的算法步骤,并根据SDG方法的不足,对SDG图论方法的研究与发展提出了建议,以提高故障诊断的精确性.     

一种求解子集问题的基于图的蚂蚁系统

提出了一种求解子集问题的基于图的蚂蚁系统。针对子集问题,定义了构造图和等效路径,提出了基于等效路径增强的信息素更新策略,将问题的无序信息转化为对蚂蚁的有序影响,增加蚂蚁搜索路径的信息量。引入路径变异机制,通过路径的改良调节信息素分布,防止算法陷入停滞状态。将信息素更新分为三种情况:本次迭代最优更新、变异更新和本次迭代不更新,兼顾算法的收敛速度和搜索能力。对算法进行了描述并分析了算法复杂度。以多维背包问题为例,对该蚂蚁系统的性能进行了测试,验证了系统的有效性和优越性。     

一种基于免疫遗传算法的认知决策引擎

为改善认知无线电的自适应参数调整功能,设计了一种基于免疫遗传算法的认知决策引擎。运用免疫遗传算法对无线电系统待优化的目标函数进行寻优,针对一种多载波系统对算法性能进行了仿真分析。结果表明,该认知无线电决策引擎在爬山能力、收敛精度和算法稳定度等方面要优于基于标准遗传算法和模拟退火遗传算法的决策引擎。     

可靠性工程中的经验Bayes方法(Ⅲ)

本文简要介绍了可靠性工程中广泛采用的经验Bayes方法,对这一方法的优缺点及其适用范围进行了系统的分析,对当前研究工作中存在的一些问题进行了评论.在此基础上,本文提出了根据实验数据对先验分布进行假设检验的必要性,给出了一些公式和若干可行的检验方法.     

可靠性强化试验及其在某通信产品中的应用研究

简要介绍了可靠性强化试验的概念及其国内外研究现状。以某公司通信产品的可靠性强化试验为例,阐述了强化试验的全过程和有关的试验技术与方法,给出了部分典型强化试验应力剖面和试验结果,通过对试验结果的分析得出了相关结论。在此基础上进一步总结了可靠性强化试验技术研究及应用中亟待解决的问题。     

一种复杂曲柄摇杆机构运动学的计算机仿真

插秧机构曲柄摇杆机构运动十分复杂，教学中依靠繁琐的公式推导，既枯燥又不直观，况且随着杆件及运动参数的变化，其运动形式千变万化。利用SIMULINK平台，首先建立了数学模型，进行了实时仿真，输出了运动轨迹，插秧速度，加速度等图形。同时将机械优化设计结果进行仿真并绘出曲线，结合曲柄摇杆机构静态，运动及田间工作实况拍成的录像片，应用于多媒体教学中，收到的良好的效果。     

导弹发射决策专家系统推理机研究与实现

介绍了一种基于灵活、通用的知识表达方法的推理机。它将面向对象方法和问题求解的黑板模型有机结合 ,自带各种控制信息和适宜的不确定性推理算法 ,将知识库分层和模块化 ,极大地提高了推理效率。推理机根据监控信息 ,推理计算出导弹允许发射的合格置信度 ,已应用于导弹发射决策专家系统设计中。     

基于SDG和灰色聚类的系统故障风险评估方法

开展风险评估研究对于提高民航安全具有重要意义.传统的系统故障风险评估的分析对象是故障模式,在实际中一个故障模式往往可作为另一故障模式的原因或者影响,故障影响是一个逐渐变化的过程.为更准确、客观地评估系统故障风险,本文把故障模式的传播过程描述为一故障链,运用SDG模型推理得出故障模式导致的各种故障序列,将故障模式及其各种后续故障序列看作灰色系统,将风险评估过程视为一灰色系统工程,用灰色聚类决策对这些序列进行风险评估,解决了风险评估过程中评价指标和属性值难以确定和量化,风险分析和评估缺乏系统性和一致性的问题.应用实例表明,基于SDG和灰色聚类决策的风险评估方法能有效地应用于民机系统故障风险评估.本论文研究结果对于复杂系统的故障风险分析具有重要的参考价值.     

神经网络与专家系统

本文通过对专家系统与神经网络各自特点的考察，探讨了将两者结合起来并保留各自优点的可行途径，进一步指出了有待解决的问题。同时通过对电力系统中ＮＮ应用状况的回顾，展望了这一技术在电力系统中的应用前景。