基于最小评价窗口的高效事实评价方法和装置与流程

本发明属于专家系统
技术领域：
，特别涉及一种基于最小评价窗口的高效事实评价方法和装置。
背景技术：
当前，随着人工智能技术的普及，专家系统也越来越多地被应用于大型的、复杂的过程控制系统之中，为系统的精确控制、维护和故障诊断提供及时有效的决策信息。其中，以产生式系统为基础的专家系统，以其技术成熟，系统结构简单、高效而被广泛应用。在这一类专家系统中，领域知识的表示都是采用产生式。产生式规则的基本形式为：p→q或者ifpthenq其中，p被称为前件，它常常是一些事实ai的合取,即：p＝a0^a1^…^amq被称为后件，它是某一事实b，在考虑不确定性时，则附加其可信度度量值。整个规则语义表达为：如果p成立，则输出或者执行q。在过程控制系统中，构成前件的合取项的事实ai通常是多个系统监测变量的函数，即：ai＝fi(x0,x1,…,xn)fi(0≤i≤m)为事实ai的评价函数，其中xj(0≤j≤n)为系统中被实时监测的变量。传统方案中，都采用系统的采样周期作为评价函数的评价周期，即每当采集一个新xj，就重新计算一次fi的值。这种方法是以采样周期作为评价函数的评价周期，它会使得系统计算评价函数频率很高，从而给系统带来了很大的计算负载。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种基于最小评价窗口的高效事实评价方法。所述方法包括：确定各个事实ai的评价函数fi的评价窗口长度wi，其中，ai＝fi(x0,x1,…,xn)，x0,x1,…,xn为被实时采样的变量，若某个变量的采样值连续至少若干次符合预设条件使得事实ai为真实值，则该次数为评价窗口长度wi；根据各个评价窗口长度wi确定最小评价窗口wmin；根据最小评价窗口wmin确定所有评价函数的评价周期te，其中te＝ts*wmin，ts为采样周期；在每个评价周期到达时，根据评价函数fi计算各个事实ai的值；根据各个事实ai的值计算得到前件p，其中p＝a0^a1^…^am。进一步的，所述在每个评价周期到达时，根据评价函数fi计算各个事实ai的值包括：根据评价窗口获取采样序列，其中所述采样序列为从当前采样周期向前包括当前采样周期的wi个采样值；根据采样序列，通过fi计算事实ai的值。进一步的，所述方法还包括：根据前件p，输出或执行后件q。另一方面提供了一种基于最小评价窗口的高效事实评价装置，包括：评价窗口长度确定模块，用于确定各个事实ai的评价函数fi的评价窗口长度wi，其中，ai＝fi(x0,x1,…,xn)，x0,x1,…,xn为被实时采样的变量，若某个变量的采样值连续至少若干次符合预设条件使得事实ai为真实值，则该次数为评价窗口长度wi；最小评价窗口确定模块，用于根据各个评价窗口长度wi确定最小评价窗口wmin；采样周期确定模块，用于根据最小评价窗口wmin确定所有评价函数的评价周期te，其中te＝ts*wmin，ts为采样周期；事实计算模块，用于在每个评价周期到达时，根据评价函数fi计算各个事实ai的值；前件计算模块，用于根据各个事实ai的值计算得到前件p，其中p＝a0^a1^…^am。进一步的，所述事实计算模块包括：采样序列确定单元，用于根据评价窗口获取采样序列，其中所述采样序列为从当前采样周期向前包括当前采样周期的wi个采样值；事实计算单元，用于根据采样序列，通过fi计算事实ai的值。进一步的，所述装置还包括：后件执行模块，用于根据前件p，输出或执行后件q。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明根据最小评价窗口确定采样函数的采样周期，降低了采样函数的计算次数，降低了系统负载。同时，本发明还可以将具有不同评价周期的评价函数，进行统一的归并处理，从而增加了对知识表达的丰富性。附图说明图1为本发明实施例提供的一种基于最小评价窗口的高效事实评价方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的一种基于最小评价窗口的高效事实评价装置一个实施方式的示意图；图3为本发明实施例提供的一种基于最小评价窗口的高效事实评价装置另一个实施方式的示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。参见图1，本发明实施例提供了一种基于最小评价窗口的高效事实评价方法，其包括：步骤s100：确定各个事实ai的评价函数fi的评价窗口长度wi，其中，ai＝fi(x0,x1,…,xn)，x0,x1,…,xn为被实时采样的变量，若某个变量的采样值连续至少若干次符合预设条件使得事实ai为真实值，则该次数为评价窗口长度wi。在计算评价函数fi时，往往需要根据多个连续采样值的评价结果得出事实ai的值。此时，所要求满足条件的次数被称之为评价窗口长度。例如：当x0连续4次以上大于0时，事实ai为真值，则评价函数的评价窗口长度为4，记为wi＝4。若评价函数的参数为多个，通常各参数对应的评价窗口长度是相同的，即具有相同评价窗口长度的各参数，才能够放到一起评价，此时以某一参数对应的评价窗口长度作为评价函数的评价窗口长度。在其他的实施中，各参数下评价函数的评价窗口长度也可以不同，此时需根据预设规则，确定评价函数的评价窗口长度。预设规则可以为：采用评价窗口长度最大值作为评价函数的评价窗口长度。如：一个参数连续5次以上大于0时，事实为真值，则其对应的评价窗口长度为5。另一个参数连续3次以上大于0时，事实为真值，则其对应的评价窗口长度为3。由于5大于3，所以评价函数的评价窗口长度为5。步骤s200：根据各个评价窗口长度wi确定最小评价窗口wmin。步骤s300：根据最小评价窗口wmin确定所有评价函数的评价周期te，其中te＝ts*wmin，ts为采样周期。步骤s400：在每个评价周期到达时，根据评价函数fi计算各个事实ai的值。传统方案中，都采用系统的采样周期作为评价函数的评价周期，即每当采集一个新x0，就重新计算一次fi的值，te＝ts。本发明中，使用wmin倍的ts作为评价函数的评价周期，即若干个采样周期计算一次fi的值，降低了fi的计算次数，降低了系统负载。步骤500：根据各个事实ai的值计算得到前件p，其中p＝a0^a1^…^am，前件为p一些事实ai的合取。本发明根据最小评价窗口确定采样函数的采样周期，降低了采样函数的计算次数，降低了系统负载。同时，本发明还可以将具有不同评价周期的评价函数，进行统一的归并处理，从而增加了对知识表达的丰富性。作为本发明的一种改进，步骤s400包括：步骤s410：根据评价窗口获取采样序列，其中采样序列为从当前采样周期向前包括当前采样周期的wi个采样值。采样序列是指从当前时刻(当前采样周期)tc采样值sc开始，向tc之前所采集的样值中取n-1(wi＝n)个值，也就是从tc-(n-1)ts时刻到tc时刻的采样值，即采样序列为[sc-n-1,sc-n-2,…,sc]，其长度为n。步骤s420：根据采样序列，通过fi计算事实ai的值。进一步的，该方法还包括：步骤600：根据前件p，输出或执行后件q。即p→q或者ifpthenq。现在，通过一个实例分析，来描述本方法的有益效果。假设规则r1由两个合取的事实组成：r1:p→qp＝a1^a2a1:f1(x0)当x0连续5次以上等于0时，为1，其他情况为0，则评价窗口长度为5；a2:f2(x1)当x1连续3次以上等于1时，为1，其他情况为0，则评价窗口长度为3。因此，wmin＝min{5,3}＝3，te＝ts*3，ts为采样周期。下表给出了x0和x1的采样序列，以及f1(x0)与f2(x1)的评价结果。ts0123456789101112131415161718x01111111100000000000f100011x10000111111111111111f2001111p00011通过上面的计算过程可以看出，在5ts后，评价周期确定为3倍的采样周期，相对于现有的评价周期(即由于两个评价函数的评价周期不同，需在每个采样周期计算各评价函数值，然后再计算合取式的值)，从而有效地减低了计算评价函数的计算负载。同时，这种算法还可以将具有不同评价周期的评价函数，进行统一的归并处理，从而增加了对知识表达的丰富性。另一方面，本发明提供一种基于最小评价窗口的高效事实评价装置，如图2所示，包括：评价窗口长度确定模块11，用于确定各个事实ai的评价函数fi的评价窗口长度wi，其中，ai＝fi(x0,x1,…,xn)，x0,x1,…,xn为被实时采样的变量，若某个变量的采样值连续至少若干次符合预设条件使得事实ai为真实值，则该次数为评价窗口长度wi。最小评价窗口确定模块12，用于根据各个评价窗口长度wi确定最小评价窗口wmin。采样周期确定模块13，用于根据最小评价窗口wmin确定所有评价函数的评价周期te，其中te＝ts*wmin，ts为采样周期。事实计算模块14，用于在每个评价周期到达时，根据评价函数fi计算各个事实ai的值。前件计算模块15，用于根据各个事实ai的值计算得到前件p，其中p＝a0^a1^…^am。本发明根据最小评价窗口确定采样函数的采样周期，降低了采样函数的计算次数，降低了系统负载。同时，本发明还可以将具有不同评价周期的评价函数，进行统一的归并处理，从而增加了对知识表达的丰富性。作为本发明的一种改进，事实计算模块包括：采样序列确定单元，用于根据评价窗口获取采样序列，其中采样序列为从当前采样周期向前包括当前采样周期的wi个采样值。事实计算单元，用于根据采样序列，通过fi计算事实ai的值。进一步的，如图3所示，该装置还包括：后件执行模块16，用于根据前件p，输出或执行后件q。由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。当前第1页12