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外文翻譯
為太陽能加熱系統(tǒng)診斷的智能系統(tǒng)
Chi Ki Suna, Christine W. Chana,*, Paitoon Tontiwachwuthikulb
摘要：在大學(xué)里，專家系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)了太陽能供熱系統(tǒng)的故障排除。專家系統(tǒng)同時采用啟發(fā)式和一般知識，診斷在太陽能采暖系統(tǒng)中觀察到的異常行為。該啟發(fā)式和通用診斷知識來自太陽能采暖系統(tǒng)的設(shè)計師和教科書。專家系統(tǒng)實施了G2的診斷助理（GDA），可用于解決其他類似的太陽能供熱系統(tǒng)中。（q1999 Elsevier科學(xué)有限公司保留所有權(quán)利）
關(guān)鍵詞：專家系統(tǒng)，太陽能采暖系統(tǒng)，故障診斷
1， 簡介
當(dāng)一個物理器材出現(xiàn)故障時，或者是一個人生病時，這就需要運用推理和觀察來做出診斷。診斷的目的就是為了確定原因。如果不能查出原因就不能對癥下藥。在復(fù)雜的系統(tǒng)里，比如說，生物體、電子器材、化學(xué)反應(yīng)過程、機械系統(tǒng)，診斷都發(fā)揮著及其重要的作用。系統(tǒng)里的一個錯誤，往往會導(dǎo)致經(jīng)濟損失，甚至人員傷亡。因此，診斷必須準(zhǔn)確有效的進行，“troubleshooting”指的是對物理裝置例如機械、電子系統(tǒng)進行診斷。
在診斷應(yīng)用領(lǐng)域，專家系統(tǒng)（ES）技術(shù)已經(jīng)彰顯了很有希望的結(jié)果。很多新的方法已經(jīng)被應(yīng)用于生產(chǎn)更好的專家系統(tǒng)。其中，以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)是最成熟，最有前途的一個。一些 基于規(guī)則的專家系統(tǒng)已加強人力診斷能力，而其他的已經(jīng)取代了人類診斷專家的作用。
這篇報告是關(guān)于一個實時的以規(guī)則為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)的發(fā)展問題，它發(fā)展為以方便監(jiān)測效益的任務(wù)和診斷的太陽能系統(tǒng)問題SAE的建設(shè)。專家系統(tǒng)收集測量由傳感器，監(jiān)測太陽的表現(xiàn)系統(tǒng)，測量和分析異常表現(xiàn)故障診斷。此外，專家系統(tǒng)可以比較實際測量值與預(yù)期的表現(xiàn)，以確定太陽系內(nèi)的任何故障。
第2節(jié)提出了一些以相關(guān)文獻的規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)。第3節(jié)討論了應(yīng)用程序問題域的太陽能供熱系統(tǒng)。第4節(jié)介紹了知識獲取過程。第5節(jié)詳細(xì)介紹了實施工具開發(fā)系統(tǒng)，并介紹了第6節(jié)發(fā)展過程中使用的工具。第7節(jié)是一個簡短的用戶手冊。第8節(jié)展現(xiàn)從原型驗證的一些結(jié)果系統(tǒng)。第9節(jié)給出了一個結(jié)論，并概述今后工作的方向。
2， 知識背景
以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用進行了研究。他們的表現(xiàn)診斷納入實驗知識，這被收購的人類專家對生物或物理系統(tǒng)或從課本或提取分析數(shù)據(jù)。經(jīng)驗知識通常含有“規(guī)則拇指”或聯(lián)營公司的歷史資料癥狀可能出現(xiàn)的原因。最具吸引力的規(guī)則方面的診斷專家系統(tǒng)是，他們擁有的實時效率。許多診斷專家系統(tǒng)的開發(fā)完全或部分基于經(jīng)驗知識實時診斷的應(yīng)用。例如，Yeh et al.（1991）描述了一個專家系統(tǒng)診斷中的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土樁。Liddle and Reilly（1993）專家系統(tǒng)在解決旋轉(zhuǎn)機械問題。Ng et al.（1990）討論了專家系統(tǒng)，診斷異常鋼板計劃視圖形狀中的中厚板軋機。Van
Blaricum et al.（1994年）提出了一種診斷專家系統(tǒng)陰極保護系統(tǒng)的故障排除。Yang and Okrent（1991）討論了專家系統(tǒng)在檢測傳感器在焚燒爐控制系統(tǒng)中的故障。Bernard and Durocher（1994）描述了一個專家系統(tǒng)，集成到現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)報警信息的分析在水電系統(tǒng)中的應(yīng)用。
以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)有很多優(yōu)勢（鋼，1989年）：
·他們擁有的實時效率：主要的計算在以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷費用涉及搜索導(dǎo)致匹配問題的癥狀。今天的先進的硬件和軟件能夠在一個巨大的知識網(wǎng)絡(luò)中快速搜索基地，因此許多以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)被設(shè)計為實時診斷應(yīng)用。
·診斷知識的主要部分來自于人類專家，生產(chǎn)規(guī)則表現(xiàn)直觀，提供了一個自然手段代表和從診斷知識推斷。推斷過程模仿人類如何利用并存儲信息。這種表示方法之間的溝通機制，也增強人與計算機之間的溝通，因為人類獲得這些知識更舒適與更具體，而非通過定量信息去獲取。
·知識開發(fā)以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)這是一個沒有必要的診斷，因為它使用了啟發(fā)式的知識，高度編譯。因此，以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)更易于開發(fā)。
在以規(guī)則為基礎(chǔ)的診斷專家系統(tǒng)機制（Hayes-Roth，1984）中反向鏈接是最常用的推理方式，癥狀與原因的聯(lián)系以以下最有可能的方式存在：
如果一個癥狀被觀察（啟動報警）
那么原因1
和原因2
或其他原因
在基于規(guī)則的診斷專家系統(tǒng)，一些警報將被觸發(fā)時癥狀已被偵破。然后，專家系統(tǒng)將以其知識為基礎(chǔ)，嘗試匹配這個檢測癥狀并發(fā)掘診斷特征。
3，問題域
太陽能的直接作用是作為替代能源，提供給商業(yè)和空間加熱住宅樓宇。太陽能清潔，廉價，豐富。相對于傳統(tǒng)的加熱最為商業(yè)和住宅樓宇使用的系統(tǒng)，太陽能采暖系統(tǒng)有更多的組件。主要項目包括太陽能集熱器，太陽能儲熱系統(tǒng)，太陽能熱分布系統(tǒng)，輔助電力系統(tǒng)。
廣泛采用太陽能采暖系統(tǒng)可能是受制于普遍認(rèn)為太陽能采暖系統(tǒng)是不可靠的。這種不可靠性可歸于如下原因：
·與傳統(tǒng)的加熱系統(tǒng)相比，每個太陽能加熱系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是不同的。因此，太陽能采暖系統(tǒng)和專業(yè)知識人才稀缺。
·當(dāng)太陽能加熱系統(tǒng)的組成部分開始被打破或出現(xiàn)故障時，問題不容易被檢測。
· 適當(dāng)調(diào)整太陽能組件加熱系統(tǒng)是必要的，該系統(tǒng)優(yōu)化性能與這些調(diào)整通常是由初級用戶操作不當(dāng)引起的。
以上所有的這些問題都會降低太陽能加熱系統(tǒng)的作用。
為了研究太陽能采暖系統(tǒng)的特點，我們審查了在里賈納大學(xué)特定系統(tǒng)的新的實用構(gòu)造建設(shè)里賈納學(xué)生章學(xué)會汽車工程師協(xié)會（SAE）。新的SAE的建筑被設(shè)計用來為使用主動式太陽能供熱采暖系統(tǒng)提供空間。太陽能采暖系統(tǒng)采用黑色管道加熱的傳熱流體。被加熱的液體，然后分發(fā)，建筑物的混凝土樓板被加熱了。如果太陽能采暖系統(tǒng)無法提供足夠的建筑所需熱量，輔助動力系統(tǒng)將提供補充的熱量。
若干傳感器置于建筑物周圍的SAE和太陽能系統(tǒng)探測的溫度房與太陽能收集器，會檢測傳熱的流體，以及整體系統(tǒng)的壓力?；裟犴f爾公司溫控器（太陽能恒溫器），一個Johnson 19A條溫控器（太陽能集熱器溫控器），一個Polytherm恒溫（一輔助溫控器），雙桿，doublethrow（DPDT）開關(guān)，和一個主開關(guān)是用來控制太陽能系統(tǒng)運作的主要元件。
4， 知識習(xí)得
對知識獲取過程的目標(biāo)是確定所需的知識進行故障診斷的主動式太陽能采暖系統(tǒng)。所獲得的知識包括對主動式太陽能采暖透徹的了解空間加熱所用的系統(tǒng)，預(yù)期的問題，和他們的解決方案。
采暖系統(tǒng)。所獲得的知識包括對主動式太陽能采暖透徹的了解空間加熱用的系統(tǒng)，預(yù)期的問題，和他們的解決方案。
知識是需要開發(fā)的知識來源這個專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括經(jīng)營SAE的建設(shè)手冊和專門知識設(shè)計師為SAE的建設(shè)太陽能采暖系統(tǒng)。
知識獲取（KA）與有關(guān)專家包括兩個階段，每個組成的三個步驟。本階段會議六個星期。在第一階段的第一作者，作為知識工程師，他會解釋太陽能系統(tǒng)是如何工作以及如何與其它組件配合工作的?；谥R獲取的要求，知識工程師構(gòu)建了一個原型專家系統(tǒng)。在第二現(xiàn)階段，專家和知識工程師審查專家系統(tǒng)原型。知識工程師展示給專家如何診斷專家系統(tǒng)原型以及如何構(gòu)建可用于排查太陽能系統(tǒng)的問題。然后，專家和知識工程師討論了如何做才能提高專家系統(tǒng)。期間進行三個步驟，第一和第二進程的階段包括畫像，問題，解釋。圖解過程包括或者專家展示了太陽能供熱系統(tǒng)，或者知識工程師展示了專家系統(tǒng)，并解釋其他各系統(tǒng)如何工作。在圖解后的過程中，涉及的問題過程將被提供資料，并要求各其他相關(guān)信息與之配合。對任何一方提出的問題作出解釋。
附錄三 外文翻譯原文
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