基于可扩充知识库采煤面瓦斯治理专家系统研究

论文摘要

专家系统(ES)是人工智能领域的一个重要组成部分。目前专家系统大多采用产生式系统(Production System)技术实现,产生式规则表示法是产生式系统中用来表示专家知识的基本方法。本文在运用产生式规则和框架表示专家系统知识的同时,提出了建立动态可扩充知识库的思想,该方法实质性的改进了传统的产生式规则构建的静态知识库,可有效地解决知识组合爆炸及由此带来的搜索匹配效率低的问题。本文以采煤工作面瓦斯治理专业知识为背景,为了克服人为因素对瓦斯治理的正确性、准确性和科学性的影响,提出在收集专家知识的基础上,归纳总结实践中行之有效的采煤面瓦斯治理方法,运用专家系统原理和面向对象技术开发出“基于可扩充知识库采煤面瓦斯治理专家系统”。通过在矿区实际生产中的应用,证明该专家系统是稳定可行的,具有一定的专家水平。本文共有五部分,第一部分介绍了专家系统和瓦斯治理技术,提出了“基于可扩充知识库采煤面瓦斯治理专家系统”的思路;第二部分讨论了知识、知识表示和知识获取的概念和方法;第三部分介绍了开发专家系统的技术、方法和步骤;第四部分是研究工作的重点,主要内容有:(1)采煤面瓦斯治理专家系统的知识获取方法,(2)采煤面瓦斯治理专家系统的知识表示,(3)推理机的设计,(4)基本参数数据库的设计,(5)解释机制设计,(6)系统实现;第五部分介绍了“基于可扩充知识库采煤面瓦斯治理专家系统”的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 专家系统的综述
• 1.1.1 专家系统的概念
• 1.1.2 专家系统的发展
• 1.1.3 专家系统的前沿技术
• 1.2 矿山专家系统概述
• 1.2.1 现有矿山专家系统
• 1.2.2 现有矿山专家系统的不足
• 2 知识获取和知识表示
• 2.1 知识及知识获取的概念
• 2.1.1 知识的概念
• 2.1.2 知识获取的概念
• 2.2 知识获取的方法
• 2.2.1 知识获取的阶段
• 2.2.2 知识获取的难点
• 2.2.3 知识获取的技术
• 2.2.4 知识获取的方法
• 2.3 知识表示的方法
• 3 专家系统开发技术
• 3.1 专家系统开发的方法和步骤
• 3.1.1 专家系统设计的原则
• 3.1.2 开发专家系统的困难
• 3.1.3 建立问题模型
• 3.1.4 专家系统开发的基本步骤
• 3.2 专家系统（ES）的结构
• 3.2.1 基本结构
• 3.2.2 普遍结构
• 3.2.3 理想结构
• 3.3 常见的开发工具和技术
• 3.3.1 专家系统语言
• 3.3.2 专家系统的开发工具
• 4 采煤工作面瓦斯治理专家系统的研究
• 4.1 瓦斯治理技术综述
• 4.1.1 矿井瓦斯灾害
• 4.1.2 瓦斯治理技术的存在问题
• 4.1.3 采煤工作面瓦斯治理方法
• 4.2 采煤工作面瓦斯治理专家系统的总体设计及实现策略
• 4.2.1 系统结构
• 4.2.2 系统实现策略
• 4.3 采煤工作面瓦斯治理专家系统的知识库设计
• 4.3.1 采煤工作面瓦斯治理专家系统的知识获取方法
• 4.3.2 采煤工作面瓦斯治理专家系统的知识表示
• 4.4 推理机设计
• 4.4.1 产生式的定义与推理结构
• 4.4.2 产生式规则的推理过程
• 4.4.3 框架定义及其推理过程
• 4.4.4 采煤工作面瓦斯治理专家系统实现的正向推理过程
• 4.4.5 推理实例说明
• 4.5 数据库设计
• 4.5.1 煤层基本参数数据库
• 4.5.2 数据库管理
• 4.6 解释机制设计
• 4.7 系统实现
• 4.7.1 系统开发工具
• 4.7.2 系统实现流程图
• 5 采煤工作面瓦斯治理专家系统应用
• 5.1 软件的使用方法及步骤
• 5.1.1 欢迎界面
• 5.1.2 登录界面
• 5.1.3 判断采用通风或抽放方式进行瓦斯治理界面
• 5.1.4 采用通风方式治理瓦斯界面
• 5.1.5 工作面瓦斯抽放方法选择界面
• 5.1.6 推理结果界面
• 5.2 采煤工作面瓦斯治理专家系统软件应用实例解析
• 5.2.1 新庄孜煤矿52010工作面瓦斯治理
• 5.2.2 软件求解的实现
• 5.2.3 实际生产52010工作面瓦斯治理情况
• 5.3 系统的测试和评价
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果