基于Ontology的火电厂安全评价系统研究

论文摘要

安全评价在电力安全生产中占有极其重要的位置,但是,在目前电力行业安全评价中,缺乏对设备故障特征概念的公共一致的认识、理解和描述,急需一种新的技术对评价对象领域的知识重新组织和管理。本体,作为一种对知识表示语言的建构和约束作普通的语义解释和处理的方法,支持本体的不同使用者之间进行语义层面的信息共享和互操作。本研究将本体思想引入到火电厂安全评价系统中,为安全评价系统提供了一个本领域内通用的受热管故障特征本体模型和概念层次的统一标识,降低了原始信息的模糊性,提高了故障检测系统的准确性和可信度。因此,基于Ontology的火电厂安全评价系统具有重要的研究价值。课题主要做了以下工作:针对传统的主要依赖人工总结和组织评价信息的安全评价系统的不足,提出了一种基于本体的火电厂安全评价系统框架,该架构具有一定的智能化优点;在关键技术的研究中,将领域本体构建方法骨架法、本体开发工具protégé-2000、网络本体语言OWL和统一建模语言UML等引入到领域本体的构建过程中。重点利用了骨架法和网络本体语言OWL,构建了评价对象本体,故障特征本体和锅炉故障特征本体等知识库模块,并利用OWL自身的推理机制,对知识库的推理技术做了一定的探讨,从而为构建智能型安全评价系统提供了一个新的思路;最后分析并设计了一个基于本体的火电厂安全评价信息系统,对提出的基于Ontology的系统框架的可行性做了部分验证。文中构建的领域本体不仅可以为电力企业进行安全评价提供一个特定领域知识的公共一致的理解,促进电力企业知识的共享和重用,还可进一步为电力企业内部及企业间知识管理和信息交换带来便利,对于电力企业采用先进安全评价理念,完成故障的信息获取、检测分析,定位故障元件以和实施对故障元的评价具有重要的指导和促进作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 问题的提出
• 1.3 安全性评价的基本概念
• 1.3.1 安全性评价的理论基础
• 1.3.2 以系统安全工程的理论研究生产过程
• 1.3.3 危险故障元件辨识和安全性评价
• 1.4 国内外安全性评价现状
• 1.4.1 国外的安全性评价技术发展现状
• 1.4.2 国内的安全性评价技术发展现状
• 1.5 安全性评价的类型和方法
• 1.5.1 安全性评价的类型
• 1.5.2 安全性评价的方法
• 1.6 选题的作用和意义
• 1.7 论文结构
• 第2章 ONTOLOGY 技术及其应用
• 2.1 ONTOLOGY 理论基础
• 2.2 ONTOLOGY 的定义
• 2.3 ONTOLOGY 建模元语
• 2.4 ONTOLOGY 描述语言及编辑工具
• 2.4.1 Ontology 描述语言
• 2.4.2 Ontology 描述语言OWL
• 2.4.3 Ontology 编译工具
• 2.5 ONTOLOGY 的功能
• 2.6 ONTOLOGY 工程
• 2.6.1 构造Ontology 的原则
• 2.6.2 Ontology 建模的主要方法
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于OWL 语言的评价对象体系的知识表示
• 3.1 评价对象体系描述
• 3.2 基于评价对象体系的知识表示
• 3.2.1 评价对象类结构
• 3.2.2 评价对象知识资源类结构
• 3.3 评价对象知识资源类的简单定义
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于OWL 语言的故障特征内容的知识表示
• 4.1 评价项目故障特征的ONTOLOGY 知识表示
• 4.1.1 基于设备故障体系的Ontology 知识表示方法
• 4.1.2 故障特征本体主要类的定义
• 4.2 过热器爆管ONTOLOGY 论知识表示
• 4.2.1 过热器爆管结构图
• 4.2.2 过热器爆管类的OWL 描述
• 4.3 报表的ONTOLOGY 论知识表示
• 4.3.1 报表类结构图
• 4.3.2 报表类的OWL 描述
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于骨架法的锅炉故障领域本体的建立和推理研究
• 5.1 锅炉故障领域本体的建立
• 5.1.1 受热管故障特征知识分类
• 5.1.2 锅炉受热管故障特征知识的形式化表示和编码实现
• 5.2 知识推理算法研究
• 5.2.1 Ontology 知识表示的推理
• 5.2.2 基于前述知识表示方法的推理算法
• 5.2.3 深度优先（depth-first）搜索算法
• 5.2.4 广度优先（breadth-first）搜索算法
• 5.3 本章小结
• 第6章 基于ONTOLOGY 的火电厂安全评价系统的分析与设计
• 6.1 系统开发技术介绍
• 6.1.1 C/S 与B/S 模式概述
• 6.1.2 主流B/S 模式技术简述
• 6.1.3 B/S 编程模式介绍
• 6.2 系统分析与设计
• 6.2.1 系统开发所需软件结构
• 6.2.2 系统功能分析
• 6.2.3 Ontology 在数据库中的存储
• 6.2.4 数据流图
• 6.2.5 实体联系图
• 6.2.6 系统实现
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论
• 7.1 总结
• 7.2 有待解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果