安全生產(chǎn)智能化保障技術(shù) 第2版 課件全套 蔣永清 第1-8章 緒論 -智能安全信息管理系統(tǒng)

安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

第一章前言開設(shè)該課程的必要性：安全生產(chǎn)智能化保障技術(shù)是安全工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課，是數(shù)字化技術(shù)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)、電子信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等在安全領(lǐng)域的具體應(yīng)用。背景：智能化技術(shù)已成為我國(guó)創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，“互聯(lián)網(wǎng)+安全”、“中國(guó)制造2025”、“寬帶中國(guó)”、“數(shù)字中國(guó)”、“大數(shù)據(jù)”、“云計(jì)算平臺(tái)”等創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略都為智能化提供了廣闊的應(yīng)用平臺(tái)，智能科技將給工業(yè)生產(chǎn)方式帶來重大變化和深刻變革。課程特點(diǎn)：安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課“大”安全理念涉及面廣、新、雜，多學(xué)科交叉課程現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)知識(shí)儲(chǔ)備安全生產(chǎn)領(lǐng)域中具體應(yīng)用案例課程涉及到的領(lǐng)域：智能化技術(shù)智能算法

智能傳感器

智能專家系統(tǒng)智能控制智能監(jiān)測(cè)與檢測(cè)智能診斷與預(yù)測(cè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域智能油田

智能礦山智能樓宇、智能消防智能交通運(yùn)輸智能儀器儀表智能管理信息系統(tǒng)課程目標(biāo)：了解智能化相關(guān)技術(shù)（智能算法，智能傳感器，智能控制等）；培養(yǎng)利用智能化技術(shù)進(jìn)行安全信息管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與分析、事故診斷與預(yù)測(cè)、安全監(jiān)測(cè)的能力；結(jié)合其它課程的學(xué)習(xí)，為解決安全工程領(lǐng)域中復(fù)雜工程問題打下基礎(chǔ)。

第一章緒論安全生產(chǎn)概述智能技術(shù)與安全生產(chǎn)安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)內(nèi)涵和框架

泛指沒有危險(xiǎn)、不出事故的狀態(tài)。詞典對(duì)安全的定義為“沒有傷害、損傷或危險(xiǎn)，不遭受危害或損害的威脅，或免除了危害、傷害或損失的威脅”。風(fēng)險(xiǎn)論認(rèn)為：不可接受風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制，環(huán)境處在可接受風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，才叫安全。安全是相對(duì)的，沒有絕對(duì)安全71.什么是“安全”？？2.什么是安全生產(chǎn)？

生產(chǎn)過程中的安全，即安全生產(chǎn)，指的是“不發(fā)生工傷事故、職業(yè)病、設(shè)備或財(cái)產(chǎn)損失的狀況；即指人不受傷害，物不受損失”。8

安全生產(chǎn)工作特點(diǎn)長(zhǎng)期性復(fù)雜性艱巨性性質(zhì)開放性人為性社會(huì)性行為模糊性特點(diǎn)全員全天候全過程全方位無所不在安全生產(chǎn)安全生產(chǎn)3.引起事故高發(fā)原因1、粗放型的發(fā)展方式2、安全監(jiān)管體系不鍵全，力度不足3、企業(yè)主體責(zé)任不落實(shí)4、安全投入不足5、負(fù)責(zé)人、安管人員、從業(yè)人員安全素質(zhì)不能適應(yīng)安全生產(chǎn)要求94.準(zhǔn)確理解和把握安全發(fā)展的含義“安全發(fā)展”是指國(guó)民經(jīng)濟(jì)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)、各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域、各類生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的發(fā)展，必須自覺遵循黨和國(guó)家安全生產(chǎn)方針政策和法律法規(guī)，“把安全真正作為發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，使經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展切實(shí)建立在安全保障能力不斷增強(qiáng)、勞動(dòng)者生命安全和身體健康得到切實(shí)保障的基礎(chǔ)之上，確保人民群眾平安幸福地享有經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的成果”。105、準(zhǔn)確和把握黨和國(guó)家安全生產(chǎn)工作方針。11安全第一預(yù)防為主綜合治理安全生產(chǎn)工作方針6.做好安全生產(chǎn)工作的重大意義安全生產(chǎn)事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，事關(guān)改革發(fā)展穩(wěn)定，事關(guān)黨和政府的形象，事關(guān)國(guó)家發(fā)展大局。安全生產(chǎn)是重大的政治問題；安全生產(chǎn)是現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)問題；安全生產(chǎn)是基本的民生問題；安全生產(chǎn)是重要的社會(huì)問題；12我國(guó)安全生產(chǎn)形勢(shì)：外部環(huán)境生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)依然頻繁，安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、面持續(xù)擴(kuò)大新型城鎮(zhèn)化推進(jìn)加速，局部安全風(fēng)險(xiǎn)聚集，城市運(yùn)行管控和人員安全管理難度加大。事故形式我國(guó)處于事故的易發(fā)多發(fā)期和向平穩(wěn)期過渡的轉(zhuǎn)型期重特大事故尚未得到有效遏制，且分布范圍更加廣泛。地區(qū)間事故分布不均衡，部分地區(qū)出現(xiàn)反彈我國(guó)安全生產(chǎn)形勢(shì)：安全生產(chǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不合理，落后生產(chǎn)能力和工藝大量存在從業(yè)人員受教育程度偏低，安全素質(zhì)能力和意識(shí)不足職業(yè)病人員數(shù)量有所上升，風(fēng)險(xiǎn)仍在累計(jì)。安全監(jiān)管監(jiān)察安全監(jiān)管方式手段相對(duì)落后，監(jiān)管監(jiān)察能力有待提高部分監(jiān)管監(jiān)察人員理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足執(zhí)法裝備條件和信息化水平不高我國(guó)安全生產(chǎn)形勢(shì)：

目前我國(guó)安全生產(chǎn)監(jiān)管力量、應(yīng)急處置、救援能力、科技手段尚不滿足現(xiàn)實(shí)需要，信息化、智能化、一體化水平仍需提高，亟需用科技來支撐安全生產(chǎn),用科技引領(lǐng)安全形勢(shì)好轉(zhuǎn)。

安全科技工作的發(fā)展方向是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成人與人、人與物、物與物相聯(lián)，感知人、機(jī)、環(huán)的安全狀態(tài)智能技術(shù)與安全生產(chǎn)也稱作機(jī)器智能，人工智能就是認(rèn)識(shí)智能機(jī)理，建造智能實(shí)體，用人工的方法去模擬和實(shí)現(xiàn)人類智能。通常人工智能是指通過普通計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的智能。智能及人工智能概念人工智能的應(yīng)用和研究領(lǐng)域17人工智能應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)自然語言理解智能檢索機(jī)器人學(xué)無人駕駛?cè)四樧R(shí)別場(chǎng)景感知?dú)庀箢A(yù)報(bào)文獻(xiàn)篩選污染預(yù)報(bào)醫(yī)學(xué)影像分析虹膜識(shí)別視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī)春聯(lián)手寫數(shù)字識(shí)別智能交通智能客服智能庭審記錄小米基因篩選網(wǎng)絡(luò)安全計(jì)算機(jī)寫詩專家系統(tǒng)模式識(shí)別智能技術(shù)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用企業(yè)安全信息管理系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備性能智能保障重大危險(xiǎn)源智能監(jiān)控智能應(yīng)急救援及事故調(diào)查安全生產(chǎn)智能技術(shù)內(nèi)涵和框架安全生產(chǎn)智能保障的定義

安全生產(chǎn)智能保障在自動(dòng)化生產(chǎn)基礎(chǔ)上，借助先進(jìn)信息技術(shù)和專業(yè)技術(shù)，全面感知生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，自動(dòng)操控生產(chǎn)行為，預(yù)測(cè)生產(chǎn)狀態(tài)變化趨勢(shì)，持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)安全管理，科學(xué)輔助安全生產(chǎn)決策，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)智能管理安全生產(chǎn)。安全生產(chǎn)智能技術(shù)內(nèi)涵和框架安全生產(chǎn)智能保障特征

安全生產(chǎn)智能保障的特征主要體現(xiàn)在6個(gè)方面：實(shí)時(shí)感知、全面聯(lián)系、自動(dòng)處理、預(yù)測(cè)預(yù)警、輔助決策、分析優(yōu)化安全生產(chǎn)智能技術(shù)內(nèi)涵和框架安全生產(chǎn)智能保障基本框架安全生產(chǎn)智能保障系統(tǒng)為安全生產(chǎn)過程提供了兩種智能化工作環(huán)境：

自動(dòng)操控安全生產(chǎn)活動(dòng)的智能化工作環(huán)境

虛擬專家輔助綜合研究的智能化工作環(huán)境安全生產(chǎn)智能技術(shù)內(nèi)涵和框架自動(dòng)操控安全生產(chǎn)活動(dòng)的智能化工作環(huán)境安全生產(chǎn)智能技術(shù)內(nèi)涵和框架虛擬專家輔助綜合研究的智能化工作環(huán)境思考題

1.安全生產(chǎn)的內(nèi)涵是什么？其作用是什么？2.我國(guó)安全生產(chǎn)的現(xiàn)狀是什么？3.什么是人工智能？4.試論述智能技術(shù)對(duì)安全生產(chǎn)有什么影響及作用？5.安全生產(chǎn)智能保障的特征是什么？6.安全生產(chǎn)智能保障的基本框架是什么？第二章現(xiàn)代智能技術(shù)安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

主要內(nèi)容2.1概述2.2遺傳算法2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2.4粒子群算法2.5蟻群算法2.6免疫算法2.7應(yīng)用概述

人工智能的成就與生物有著密切的關(guān)系，不論是結(jié)構(gòu)模擬的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、功能模擬的模糊邏輯系統(tǒng)，還是著眼于生物進(jìn)化微觀機(jī)理和宏觀行為的進(jìn)化算法，都有仿生的痕跡。也正是由于模仿生物智能行為，借鑒其智能機(jī)理，許多解決復(fù)雜問題的新方法不斷涌現(xiàn)，豐富了人工智能的研究領(lǐng)域。背景：生物進(jìn)化基本循環(huán)圖

依據(jù)生物進(jìn)化論的“適者生存”規(guī)律而提出：遺傳算法群體競(jìng)爭(zhēng)變異種群婚配子群淘汰的群體遺傳算法基本思想：

通過隨機(jī)方式產(chǎn)生若干個(gè)所求解問題的編碼，形成初始種群；通過適應(yīng)度函數(shù)給每個(gè)個(gè)體一個(gè)數(shù)值評(píng)價(jià)，淘汰低適應(yīng)度的個(gè)體，選擇高適應(yīng)度的個(gè)體參加遺傳操作，經(jīng)過遺傳操作后的個(gè)體集合形成下一代新的種群。再對(duì)這個(gè)新種群進(jìn)行下一輪的進(jìn)化。遺傳操作可使問題的解一代一代地優(yōu)化，并逼近最優(yōu)解。遺傳算法構(gòu)成要素：?jiǎn)栴}的每個(gè)有效解被稱為一個(gè)“染色體”，對(duì)應(yīng)于群體中的每個(gè)生物個(gè)體。染色體的具體形式是一個(gè)使用特定編碼方式生成的編碼串，其等位基因是由二值符號(hào)集{0,1}遺傳算法通過比較適應(yīng)值區(qū)分染色體的優(yōu)劣，適應(yīng)值越大的染色體越優(yōu)秀。評(píng)估函數(shù)用來計(jì)算并確定染色體對(duì)應(yīng)的適應(yīng)值。遺傳算法構(gòu)成要素：選擇算子按照一定的規(guī)則對(duì)群體的染色體進(jìn)行選擇，得到父代種群。一般情況下，越優(yōu)秀的染色體被選中的次數(shù)越多。交叉算子作用于每?jī)蓚€(gè)成功交配的父代染色體，染色體交換各自的部分基因，產(chǎn)生兩個(gè)子代染色體。子代染色體取代父代染色體進(jìn)入新種群，而沒有交配的染色體則直接進(jìn)入新種群。變異算子使新種群進(jìn)行小概率的變異。染色體發(fā)生變異的基因改變數(shù)值，得到新的染色體。經(jīng)過變異的新種群替代原有群體進(jìn)入下一次進(jìn)化。遺傳算法遺傳算法實(shí)現(xiàn)：個(gè)體適應(yīng)度評(píng)價(jià)：適應(yīng)度函數(shù)是根據(jù)目標(biāo)函數(shù)確定的用于區(qū)分群體中個(gè)體好壞的標(biāo)準(zhǔn)，總是非負(fù)的，希望它的值越大越好。比例選擇算子：也叫做賭盤選擇，指?jìng)€(gè)體被選中并遺傳到下一代群體中的概率與該個(gè)體的適應(yīng)度大小成正比。

假設(shè)一個(gè)具有N

個(gè)扇區(qū)的輪盤，每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)群體中的一個(gè)染色體，扇區(qū)的大小與對(duì)應(yīng)染色體的Pi值成正比。遺傳算法遺傳算法實(shí)現(xiàn)：?jiǎn)吸c(diǎn)交叉算子：在個(gè)體串中隨機(jī)設(shè)定一個(gè)交叉點(diǎn)，實(shí)行交叉時(shí)，該點(diǎn)前或后的兩個(gè)個(gè)體的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行互換，并生成兩個(gè)新個(gè)體?；疚蛔儺愃阕樱簩?duì)個(gè)體的每一個(gè)基因座，依變異概率指定其為變異點(diǎn)；對(duì)每一個(gè)指定的變異點(diǎn)，對(duì)其基因值做取反運(yùn)算或用其他等位基因值來代替，從而產(chǎn)生出一個(gè)新的個(gè)體。遺傳算法遺傳算法實(shí)現(xiàn)：終止條件：當(dāng)最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度達(dá)到給定的閾值，或者最優(yōu)個(gè)體的適應(yīng)度和群體適應(yīng)度不再上升時(shí)，或者迭代算次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的代數(shù)時(shí)，算法終止。在實(shí)際應(yīng)用中，兩種終止準(zhǔn)則通常同時(shí)使用，滿足其中一條準(zhǔn)則時(shí)算法即終止。遺傳算法遺傳算法的特點(diǎn)遺傳算法以決策變量的編碼作為運(yùn)算對(duì)象遺傳算法直接以目標(biāo)函數(shù)值作為搜索信息遺傳算法同時(shí)使用多個(gè)搜索點(diǎn)的搜索信息，即對(duì)搜索空間中的多個(gè)解進(jìn)行評(píng)估遺傳算法不是采用確定性規(guī)則，而是采用概率的變遷規(guī)則來指導(dǎo)它的搜索方向。遺傳算法遺傳算法的應(yīng)用函數(shù)優(yōu)化組合優(yōu)化總體方案設(shè)計(jì)反求工程可靠性分析生產(chǎn)調(diào)度問題神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模擬動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進(jìn)行分布式并行信息處理的算法。這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系，從而達(dá)到處理信息的目的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述構(gòu)成：大量簡(jiǎn)單的基本元件——神經(jīng)元相互連接工作原理：模擬生物的神經(jīng)處理信息的方式功能：進(jìn)行信息的并行處理和非線性轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：比較輕松地實(shí)現(xiàn)非線性映射過程具有大規(guī)模的計(jì)算能力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)就是利用計(jì)算機(jī)語言模擬人類大腦做決定的過程做決定距離味道價(jià)格神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述樹突細(xì)胞核細(xì)胞體軸突突觸神經(jīng)末梢大腦可視作為1000多億神經(jīng)元組成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的解剖圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)神經(jīng)元模型按一定規(guī)則將神經(jīng)元連接成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并使網(wǎng)絡(luò)中各神經(jīng)元的連接權(quán)按一定規(guī)則變化。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元常稱為節(jié)點(diǎn)或處理單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均具有相同的結(jié)構(gòu)，其動(dòng)作在時(shí)間和空間上均同步。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)前饋網(wǎng)絡(luò)單層前饋網(wǎng)絡(luò)多層前饋網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)反饋網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)有導(dǎo)師學(xué)習(xí)——也稱為有監(jiān)督學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)模式采用的是糾錯(cuò)規(guī)則。無導(dǎo)師學(xué)習(xí)——無監(jiān)督學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程中，需要不斷地給網(wǎng)絡(luò)提供動(dòng)態(tài)輸入信息，網(wǎng)絡(luò)能根據(jù)特有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)規(guī)則，在輸入信息流中發(fā)現(xiàn)任何可能存在的模式和規(guī)律灌輸式學(xué)習(xí)——將網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成能記憶特別的例子，以后當(dāng)給定有關(guān)該例子的輸入信息時(shí)，例子便被回憶起來。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——信息處理的并行性、信息存儲(chǔ)的分布性、信息處理單元的互聯(lián)性、結(jié)構(gòu)的可塑性。性能特點(diǎn)——高度的非線性、良好的容錯(cuò)性和計(jì)算的非精確性。能力特征——自學(xué)習(xí)、自組織與自適應(yīng)性。神經(jīng)生物類比性——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是由與人腦的類比引發(fā)的，人腦是一個(gè)容錯(cuò)的并行處理的實(shí)例，說明這種處理不僅在物理上是可實(shí)現(xiàn)的，而且是快速高效的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用自動(dòng)控制——漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)系統(tǒng)由時(shí)間序列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成多級(jí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。時(shí)間序列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于識(shí)別溫度的上升和下降模式，空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于識(shí)別結(jié)晶器內(nèi)溫度移動(dòng)的模式。當(dāng)輸出層的輸出值超出預(yù)定閾值時(shí)輸出漏鋼預(yù)報(bào)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用智能檢測(cè)以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為智能檢測(cè)中的信息處理元件便于對(duì)多個(gè)傳感器的相關(guān)信息（如溫度、濕度、風(fēng)向和風(fēng)速等）進(jìn)行復(fù)合、集成、融合、聯(lián)想等數(shù)據(jù)融合處理，實(shí)現(xiàn)單一傳感器所不具備的功能。汽車工程自動(dòng)換擋、剎車自動(dòng)控制水利工程水力發(fā)電過程辨識(shí)和控制、河川徑流預(yù)測(cè)、河流水質(zhì)分類、水資源規(guī)劃、混凝土性能預(yù)估、拱壩優(yōu)化設(shè)計(jì)、頂應(yīng)力混凝土樁基等結(jié)構(gòu)損傷診斷、砂土液化預(yù)測(cè)、巖體可爆破性分級(jí)及爆破效應(yīng)預(yù)測(cè)、巖土類型識(shí)別、地下工程圍巖分類、大壩等工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)等許多實(shí)際問題中。鳥食鳥優(yōu)化策略為兩個(gè)動(dòng)作的合成：（1）鳥群向距離食物最近的那只鳥的方向飛行（2）每只鳥向自身的最優(yōu)方向飛行已知：（1）鳥的位置；（2）距離食物最近

的那只鳥求解：這群鳥在最短時(shí)間搜尋到這塊食物的飛行策略模擬群鳥覓食過程：

粒子群算法鳥群：

假設(shè)一個(gè)區(qū)域，所有的鳥都不知道食物的位置，但是它們知道當(dāng)前位置離食物的遠(yuǎn)近程度。粒子群算法

每個(gè)解看作一只鳥，稱為“粒子(particle)”，所有的粒子都有一個(gè)適應(yīng)值（離食物的遠(yuǎn)近程度），每個(gè)粒子都有一個(gè)速度決定它們的飛翔方向和距離，粒子們追隨當(dāng)前最優(yōu)粒子在解空間中搜索。粒子群算法的生物學(xué)特征

粒子群算法算法流程

粒子群算法(1)屬仿生算法：PSO主要模擬鳥類覓食；GA主借用生物進(jìn)化的規(guī)律。(2)屬全局優(yōu)化方法：在解空間中都隨機(jī)產(chǎn)生初始種群，因而算法在全局的

解空間中進(jìn)行搜索，且將搜索重點(diǎn)集中在性能高的部分。(3)屬隨機(jī)搜索算法：PSO中個(gè)體認(rèn)知項(xiàng)和社會(huì)認(rèn)知項(xiàng)前都加有隨機(jī)數(shù)；GA的遺傳操作均屬隨機(jī)操作。(4)隱含并行性：搜索過程是從問題解的一個(gè)集合開始的，而不是從單個(gè)個(gè)

體開始，具有隱含并行搜索特性，從而減小了陷入局部極小的可能性。

由于這種并行性，易在并行計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，以提高算法性能和效率。(5)不受函數(shù)約束條件的限制，如連續(xù)性、可導(dǎo)性等。(6)對(duì)高維復(fù)雜問題，往往會(huì)遇到早熟收斂和收斂性能差的缺點(diǎn)，都無法保

證收斂到最優(yōu)點(diǎn)。

遺傳算法與粒子去算法共性粒子群算法(1)PSO沒有交叉和變異，根據(jù)自己的速度來決定搜索。(2)PSO的信息共享機(jī)制與遺傳算法不同。在遺傳算法中，染色體(chromosomes)互相共享信息，所以整個(gè)種群的移動(dòng)是比較均勻的向最優(yōu)區(qū)域移動(dòng)在PSO中,只有g(shù)best

給出信息給其他的粒子，這是單向的信息流動(dòng)，整個(gè)搜索更新過程是跟隨當(dāng)前最優(yōu)解的過程。(3)與遺傳算法比較,在大多數(shù)的情況下，所有的粒子

可能更快的收斂于最優(yōu)解。(4)PSO算法相對(duì)于GA，對(duì)種群大小不十分敏感，即

種群數(shù)目下降時(shí)性能下降不是很明顯。粒子群算法遺傳算法與粒子去算法不同點(diǎn)概述蟻群算法蟻群算法的核心內(nèi)容是螞蟻在運(yùn)動(dòng)的過程中依靠一種外激素來同其他的個(gè)體進(jìn)行交流、通訊。螞蟻經(jīng)過的地方都會(huì)留下一種特殊的激素，并且可以識(shí)別這種物質(zhì)存在，感知該物質(zhì)濃度的強(qiáng)弱，螞蟻趨于向這種物質(zhì)濃度高的路徑前進(jìn)。這種搜索過程可以用兩個(gè)基本階段來報(bào)述自身調(diào)整階段——個(gè)體根據(jù)積累的信息不斷調(diào)整自身結(jié)構(gòu)和群體協(xié)作階段——個(gè)體之間通過信息交流，以期產(chǎn)生性能更好的解基本原理蟻群算法在蟻群尋找食物時(shí)，它們總能找到一條從食物到巢穴之間的最優(yōu)路徑。這是因?yàn)槲浵佋趯ふ衣窂綍r(shí)在它所經(jīng)過的路徑上釋放出一種特殊的激素，并以此指導(dǎo)自己的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)它們碰到一個(gè)還沒有走過的路時(shí)，就隨機(jī)地挑選一條路徑前行，與此同時(shí)釋放出相應(yīng)的激素，路徑越長(zhǎng)，相同時(shí)間經(jīng)過的螞蟻數(shù)越少，釋放的激素濃度越低。當(dāng)后來的螞蟻再次碰到這個(gè)路口的時(shí)候，選擇激素濃度較高路徑概率就會(huì)相對(duì)較大，這樣形成一個(gè)正反饋。最優(yōu)路徑上的激素濃越來越大，而其他的路徑上激素濃度卻會(huì)隨著時(shí)間的流逝而消減。螞蟻個(gè)體之間就是通過這種信息交流達(dá)到搜索食物的目的?；驹硐伻核惴ㄋ形浵佊龅秸系K物時(shí)按照等概率選擇路徑，并留下信息素隨著時(shí)間的推移，較短路徑的信息素濃度升高螞蟻再次遇到障礙物時(shí)，會(huì)選擇信息素濃度高的路徑較短路徑的信息素濃度繼續(xù)升高，最終最優(yōu)路徑被選擇出來算法流程蟻群算法算法特點(diǎn)蟻群算法蟻群算法是一種自組織的算法蟻群算法是一種本質(zhì)上并行的算法蟻群算法是一種正反饋的算法蟻群算法是一種通用性隨機(jī)方法蟻群算法具有較強(qiáng)的魯棒性算法應(yīng)用蟻群算法車輛路徑問題（VehicleRoutingProblem，VRP）車間作業(yè)調(diào)度問題（Job-ShopSchedulingProblem，JSP）二次分配問題（Quadraticassignmentproblem,QAP）網(wǎng)絡(luò)路由（NetworkRouting）其他……子集問題（SetProblem）ACO圖像處理數(shù)據(jù)挖掘二維格模型蛋白質(zhì)折疊問題最短公共超序列問題概述免疫算法

人工免疫算法將優(yōu)化問題中待優(yōu)化的問題對(duì)應(yīng)免疫應(yīng)答中的抗原，可行解對(duì)應(yīng)抗體（B細(xì)胞），可行解質(zhì)量對(duì)應(yīng)免疫細(xì)胞與抗原的親和度，如此則可以將優(yōu)化問題的尋優(yōu)過程與生物免疫系統(tǒng)識(shí)別抗原并實(shí)現(xiàn)抗體進(jìn)化的過程對(duì)應(yīng)起來。

將生物免疫應(yīng)答中的進(jìn)化鏈（抗體群→免疫選擇→細(xì)胞克隆→高頻變異→克隆抑制→產(chǎn)生新抗體→新抗體群）抽象為數(shù)學(xué)上的進(jìn)化尋優(yōu)過程，形成智能優(yōu)化算法。概述免疫算法生物免疫系統(tǒng)概念人工免疫算法的概念抗原要解決的問題抗體（B細(xì)胞）最優(yōu)候選解抗原識(shí)別確定問題類型從記憶細(xì)胞產(chǎn)生抗體聯(lián)想過去成功解淋巴細(xì)胞分化優(yōu)化解記憶細(xì)胞抑制剩余候選解的消除細(xì)胞克隆利用遺傳算子產(chǎn)生新抗體免疫系統(tǒng)概念人工免疫算法概念抗原優(yōu)化問題抗體（B細(xì)胞）優(yōu)化問題的可行解親和度可行解質(zhì)量生物免疫系統(tǒng)概念與人工免疫算法概念對(duì)應(yīng)得關(guān)系免疫算法分類免疫算法1、模仿免疫系統(tǒng)抗體與抗原識(shí)別，結(jié)合抗體產(chǎn)生過程而抽象出來的免疫算法2、基于免疫系統(tǒng)中的其他特殊機(jī)制抽象出的算法，例如克隆選擇算法3、與遺傳算法等其他計(jì)算智能融合產(chǎn)生的新算法，例如免疫遺傳算法算法流程免疫算法算法特點(diǎn)免疫算法不依賴于問題本身的嚴(yán)格數(shù)學(xué)性質(zhì)（如連續(xù)性和可導(dǎo)性等），不需要建立關(guān)于問題本身的精確數(shù)學(xué)描述或邏輯模型具有分布式、并行件、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、魯棒性等優(yōu)良特性具有噪聲忍耐、無教師學(xué)習(xí)、自組織等進(jìn)化學(xué)習(xí)機(jī)理具有潛在的并行性，并且易于并行化易于與其他智能計(jì)算方法相結(jié)合算法應(yīng)用免疫算法柔性車間調(diào)度問題物流配送問題生產(chǎn)批量計(jì)劃問題現(xiàn)代智能技術(shù)在油田安全中的應(yīng)用1、基于遺傳算法的地層壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

地層壓力是油氣安全鉆井的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)參數(shù)。根據(jù)地層壓力的變化，合理選擇鉆井液密度將有利于鉆井安全及井身結(jié)構(gòu)和套管柱的合理設(shè)計(jì)。遺傳算法可以綜合利用欠壓實(shí)、流體膨脹和源異常引起的異常地層壓力參數(shù)，利用鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地從鉆速中分離出井底壓力變化信息，實(shí)現(xiàn)地層壓力的實(shí)時(shí)計(jì)算。根據(jù)鉆井液密度和地層水的密度可計(jì)算出初始的井底壓差。如果根據(jù)實(shí)鉆數(shù)據(jù)提取得到的井底壓差系數(shù)在異常壓力層段比正常壓力井段呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，而且壓力越高，下降越大，則可把地層壓力信息從鉆速中直接分離出來。再用遺傳算法可計(jì)算得到機(jī)械鉆速，機(jī)械鉆速除以實(shí)測(cè)機(jī)械鉆速可直接得到壓力計(jì)算模型應(yīng)用遺傳算法預(yù)測(cè)地層壓力不受壓力形成因素和巖性限制，應(yīng)用前景廣闊?，F(xiàn)代智能技術(shù)在油田安全中的應(yīng)用2、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鉆進(jìn)過程安全監(jiān)控專家系統(tǒng)

采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為鉆進(jìn)過程安全監(jiān)控與事故診斷智能系統(tǒng)知識(shí)獲取的工具。若鉆進(jìn)過程能夠獲取的鉆井參數(shù)有m個(gè)，則可以構(gòu)造一個(gè)有m個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于監(jiān)控，鉆進(jìn)過程的運(yùn)行狀況可以通過這m個(gè)量反映出來，輸出節(jié)點(diǎn)的輸出量分別對(duì)應(yīng)鉆進(jìn)過程中的n個(gè)事故類型。用若干組特征數(shù)據(jù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)。訓(xùn)練成功后，就能識(shí)別自動(dòng)送鉆過程的正常狀態(tài)與事故類型。因此，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)就可獲取所需要的知識(shí)?，F(xiàn)代智能技術(shù)在油田安全中的應(yīng)用3、基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的油氣管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)

管道在輸送流體的過程中。由于管道周圍介質(zhì)的擴(kuò)散、管道的摩阻以及外輸泵的運(yùn)轉(zhuǎn)特性的影響，使得管道兩端測(cè)得的壓力、流量、溫度信號(hào)帶有很大的噪聲。根據(jù)流體及管道的特性，可以證明此噪聲是平穩(wěn)隨機(jī)的，有很大的不可預(yù)知性。

自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有非線性映射和自學(xué)習(xí)能力的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)其用于噪聲信號(hào)的非線性建模，不但可以獲取信號(hào)的最佳估計(jì)，并且能夠克服信號(hào)處理中存在的模型和噪聲的不確定性、不完備性。而且能快速、有效地消除流量、壓力信號(hào)中的各種噪聲，有利于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)缺陷類型識(shí)別，提高泄漏檢測(cè)和定位的精度。思考題什么是計(jì)算智能？簡(jiǎn)述人工智能與計(jì)算智能的區(qū)別？遺傳算法的本質(zhì)是什么？遺傳算法的基本算子有哪些？作用分別是什么？什么是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)？它有哪些特征？神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)模式有哪些？分別如何學(xué)習(xí)的？粒子群算法的基本原理和特點(diǎn)是什么？粒子群算法主要用于解決哪些類型的問題？蟻群算法對(duì)搜索空間的了解機(jī)制主要包括哪幾方面？10.簡(jiǎn)述蟻群算法的工作流程。11.蟻群算法主要用來解決哪些類型的問題？12.什么是人工免疫系統(tǒng)？13.目前常用的人工免疫算法有哪些？14.簡(jiǎn)要敘述人工免疫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。15.試論述各類智能算法在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

第三章智能傳感器

1智能傳感器概述

2智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑

3MEMS傳感器

4智能傳感器在工業(yè)安全中的應(yīng)用主要內(nèi)容傳感器與傳感技術(shù)

傳感器：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置傳感技術(shù)：傳感技術(shù)是研究傳感器的材料、設(shè)計(jì)、工藝、性能和應(yīng)用的綜合技術(shù)。傳感技術(shù)是門涉及邊緣學(xué)科的高新技術(shù)，它涉及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、工藝學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和各種現(xiàn)代前沿的學(xué)科技術(shù)。傳感器內(nèi)涵①傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；②它的輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等;③它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量可以是氣、光、電物理量，但主要是電物理量；④輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。

智能傳感器的概念

智能傳感器的概念于20世紀(jì)80年代由美國(guó)宇航局首次提出，是在傳統(tǒng)的傳感器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它與傳統(tǒng)傳感器有著密不可分的關(guān)系，但絕不是傳統(tǒng)概念中的傳感器。所謂傳統(tǒng)傳感器是指:能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。

智能傳感器克服了傳統(tǒng)傳感器只獲取而不處理信息的不足。智能傳感器技術(shù)是一門正在蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代傳感器技術(shù)，它涉及到傳感技術(shù)、微機(jī)械與微電子技術(shù)、信號(hào)與信息處理技術(shù)、電路與系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種學(xué)科。

智能傳感器基本結(jié)構(gòu)

智能傳感器的功能和特點(diǎn)——功能1、信息存儲(chǔ)和傳輸2、自補(bǔ)償和計(jì)算功能3、自檢自校、自診斷功能4、復(fù)合敏感功能5、組態(tài)功能6、數(shù)字通訊功能

智能傳感器的功能和特點(diǎn)——特點(diǎn)1、高精度2、高可靠性3、高信噪比4、高自適應(yīng)性5、高性價(jià)比

智能傳感器的發(fā)展趨勢(shì)1、向高精度發(fā)展2、向高可靠性、寬溫度范圍發(fā)展3、向微型化發(fā)展4、向微功耗和無源化發(fā)展5、向智能化數(shù)字化發(fā)展6、向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)

智能傳感器的發(fā)展趨勢(shì)1、應(yīng)用機(jī)器智能的故障探測(cè)和預(yù)報(bào)2、非常態(tài)和誤動(dòng)作下對(duì)故障的探測(cè)和預(yù)測(cè)3、多維狀態(tài)傳感的研究與開發(fā)4、目標(biāo)成分分析的遠(yuǎn)程傳感5、用于資源有效循環(huán)的傳感器智能發(fā)展重點(diǎn)

智能傳感器的發(fā)展趨勢(shì)1、物理轉(zhuǎn)換機(jī)理的研究2、多數(shù)據(jù)融合的研究發(fā)展熱點(diǎn)

智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑利用計(jì)算機(jī)合成1、非集成化實(shí)現(xiàn)非集成化智能傳感器是將傳統(tǒng)的基本傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、帶數(shù)字總線接口的微處理器組合為一個(gè)整體而構(gòu)成的智能傳感器系統(tǒng)。

智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑利用計(jì)算機(jī)合成2、集成化實(shí)現(xiàn)集成化智能傳感器系統(tǒng)是采用微機(jī)械加工技術(shù)和大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)，利用硅作為基本材料制作的敏感元件、信號(hào)調(diào)理電路、微處理器單元，并把它們集成在一塊芯片上而構(gòu)成的

智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑利用計(jì)算機(jī)合成3、混合實(shí)現(xiàn)所謂混合實(shí)現(xiàn)智能傳感器，是將智能傳感器的各個(gè)子系統(tǒng)，如敏感單元、信號(hào)調(diào)理電路、微處理器單元、數(shù)字總線接口，以不同的組合方式集成在兩塊或三塊芯片上，并封裝在同一殼體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)智能傳感器的混合集成

智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑利用智能材料——智能血糖儀在生物傳感器中酶和微生物對(duì)特殊物質(zhì)具有高選擇性，有時(shí)甚至能辨別出一個(gè)特殊分子，現(xiàn)已廣泛使用的血糖傳感器就是酶?jìng)鞲衅鞯囊粋€(gè)典型例子

智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑利用智能材料——“電子鼻”由不同的傳感材料制成厚膜氣體傳感器，對(duì)各種待測(cè)氣體有不同的敏感性。這些氣體傳感器被安裝在一個(gè)普通的基片上，用于各種氣體的傳感器的敏感模式辨識(shí)

智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑利用智能結(jié)構(gòu)利用智能結(jié)構(gòu)途徑實(shí)現(xiàn)的智能傳感器又稱為幾何結(jié)構(gòu)型智能傳感器。其信號(hào)處理功能是通過傳感器裝置的幾何結(jié)構(gòu)或機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。MEMS傳感器概述MEMS傳感器是微機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)微機(jī)電系統(tǒng)感知、信號(hào)處理的功能器件。MEMS傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1、開始由毫米、微米器件向更微小、更集成方向發(fā)展2、逐漸向非硅工藝與硅基MEMS傳感器工藝相兼容的方向發(fā)展3、感知檢測(cè)與信號(hào)處理、通信功能一體化已經(jīng)成為MEMS發(fā)展的主方向4、向智能復(fù)合多功能MEMS傳感器集成5、向標(biāo)準(zhǔn)化集成快速轉(zhuǎn)換MEMS傳感器的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)MEMS傳感器、器件

汽車安全系統(tǒng)MEMS硅加速計(jì)、角速度計(jì)、微慣性傳感器，位移、位置和壓力傳感器，微閥，硅陀螺儀發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力控制系統(tǒng)硅壓阻、硅電容歧管（絕對(duì)）壓力傳感器，胎壓計(jì)、MEMS硅胎壓監(jiān)測(cè)芯片、ABS硅壓力傳感器、診斷和健康檢測(cè)系統(tǒng)壓阻型壓力傳感器、硅微動(dòng)壓力開關(guān)

工業(yè)過程控制

力學(xué)量控制系統(tǒng)（力學(xué)、壓力、流體、慣性、角度姿態(tài)等）硅壓阻、硅電容、硅諧振、陶瓷電容、石英壓電、濺射薄膜等壓力、壓差、絕對(duì)壓力傳感器（變送器）、硅微應(yīng)變計(jì)、多軸硅慣性器件環(huán)境控制系統(tǒng)（溫濕度、氣體等）硅材料、多晶硅材料、薄膜等溫濕度、氣體傳感器（變送器）電磁電量控制系統(tǒng)硅電磁電量、霍爾、多晶硅電磁電量（變送器）應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)MEMS傳感器、器件

生物醫(yī)療臨床化驗(yàn)系統(tǒng)生化分析儀用生物傳感器（硅微閥、微通道、微噴管）基因分析和遺傳診斷系統(tǒng)硅微鏡陣列、電泳微器件顱內(nèi)壓力檢測(cè)系統(tǒng)硅電容式壓力傳感器微型手術(shù)硅微驅(qū)動(dòng)器超聲成像系統(tǒng)微型成像探測(cè)器（探頭）電磁微機(jī)電系統(tǒng)MEMS硅微磁泳器件、微電磁膜片鉗人工／仿生器官電子鼻、植入式微軸血泵液體測(cè)控系統(tǒng)微噴、微管路、微腔室、微閥、微泵、微傳感器藥物控釋系統(tǒng)微泵、微注射管陣列、微閥、微針刀、微傳感器、微激勵(lì)器

航空航天微型慣性導(dǎo)航系統(tǒng)微陀螺儀、微加速度計(jì)、壓力微傳感器空間姿態(tài)測(cè)定系統(tǒng)微型太陽和地球傳感器、磁強(qiáng)計(jì)、推進(jìn)器動(dòng)力和推進(jìn)系統(tǒng)微噴嘴、微噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、微壓力傳感器、化學(xué)傳感器、微推進(jìn)器、陣列、微開頭通信和雷達(dá)系統(tǒng)RF微開頭、微鏡、微可變電容器、電導(dǎo)諧振器、微光機(jī)電系統(tǒng)控制和監(jiān)視系統(tǒng)微熱管、微散熱器、微熱控開頭、微磁強(qiáng)計(jì)、重力梯度監(jiān)視器微型衛(wèi)星微馬達(dá)、微傳感器、微處理器、微型火箭、微控制器等信息通訊光纖通信系統(tǒng)光開關(guān)、光檢測(cè)器、光纖耦合器、光調(diào)制器、光圖像顯示器無線通信系統(tǒng)微電感器、微電容器、微開關(guān)、微諧振器能源微動(dòng)力系統(tǒng)微內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、靜電、電磁、超聲微電機(jī)、微發(fā)電機(jī)、微渦輪機(jī)微電池微燃料電池、微太陽能電池、微鋰電池、微核電池智能傳感器在工業(yè)安全中的應(yīng)用1、智能傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的應(yīng)用汽車超聲波智能傳感器測(cè)距系統(tǒng)自動(dòng)酒精檢測(cè)傳感器系統(tǒng)智能胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能雨刷系統(tǒng)智能傳感器在工業(yè)安全中的應(yīng)用2、在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用民用氣體探測(cè)網(wǎng)絡(luò)家用燃?xì)夤芫W(wǎng)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域氣體監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用石化工業(yè)、電力工業(yè)、半導(dǎo)體微電子工業(yè)、食品工業(yè)、

汽車和窯爐工業(yè)智能傳感器在工業(yè)安全中的應(yīng)用2、在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用環(huán)境檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)氣象部門對(duì)于氮的氧化物、硫的氧化物、氫化氫等引起酸雨的氣體的檢測(cè)環(huán)保領(lǐng)域?qū)τ诙趸?、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟利昂等溫室效?yīng)氣體的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)市政系統(tǒng)對(duì)于氨氣、硫化氫和其他難聞氣體的檢測(cè)氣體傳感器在化工、石油、冶金領(lǐng)域應(yīng)用智能傳感器在工業(yè)安全中的應(yīng)用3、在煤炭安全中的應(yīng)用

在煤礦瓦斯安全監(jiān)測(cè)中，應(yīng)用基于模糊傳感技術(shù)的智能傳感器不僅可以給出瓦斯量測(cè)量結(jié)果的數(shù)值測(cè)量值，而且還可以給出測(cè)量結(jié)構(gòu)的擬人類語言描述。另外，模糊傳感器還可以將領(lǐng)域?qū)＜以谠摐y(cè)量領(lǐng)域的研究成果與有益經(jīng)驗(yàn)融入到測(cè)量過程，從而減少井下復(fù)雜環(huán)境中非目標(biāo)參量對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾，提高瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性。智能傳感器在工業(yè)安全中的應(yīng)用4、在航空航天、通信領(lǐng)域中的應(yīng)用在航空航天中的應(yīng)用監(jiān)視飛行器各分系統(tǒng)與部件在飛行過程中的工作狀態(tài)監(jiān)視飛行器自身的工作狀態(tài)與相對(duì)位置等運(yùn)動(dòng)信息，向載人飛行器的測(cè)控系統(tǒng)中的故障檢測(cè)、環(huán)境控制逃逸救生、飛船艙外活動(dòng)與再入登陸等系統(tǒng)提供有用信息在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用如智能手機(jī)廣泛采用智能圖像傳感器、指紋別傳感器、智能光電傳感器、智能加速度傳感器。思考題什么是智能傳感器？具有哪些特點(diǎn)？簡(jiǎn)述智能傳感器的功能。智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑有哪些？簡(jiǎn)述如何利用計(jì)算機(jī)合成智能傳感器的途徑。什么是MEMS傳感器？舉例說明常用的MEMS氣體傳感器有哪些？試論述不同種類智能傳感器在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。專家系統(tǒng)安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

1.專家系統(tǒng)的概述2.專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)與類型3.專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)4.金屬非金屬礦山安全評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)5.成套裝置動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理專家系統(tǒng)

主要內(nèi)容

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)概念

專家系統(tǒng)是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類專家的知識(shí)和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。專家系統(tǒng)應(yīng)該具備以下四個(gè)要素：

(1)應(yīng)用于某專門領(lǐng)域；

(2)擁有專家級(jí)知識(shí)；

(3)能模擬專家的思維；

(4)能達(dá)到專家級(jí)水平。簡(jiǎn)而言之，專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展產(chǎn)生

（第一代）

世界第一個(gè)專家系統(tǒng)叫DENDRAL，它是由美國(guó)斯坦福大學(xué)的費(fèi)根鮑姆教授于1965年開發(fā)的。與DENDRAL系統(tǒng)同時(shí)開發(fā)的，還有數(shù)學(xué)專家系統(tǒng)MACSYMA。它是一個(gè)大型的人機(jī)交互式系統(tǒng)。第四代

第四代專家系統(tǒng)是以大型多專家協(xié)作系統(tǒng)、多種知識(shí)表示、綜合知識(shí)庫、自組織解題機(jī)制、多學(xué)科協(xié)同解題與并行推理、專家系統(tǒng)工具與環(huán)境、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)獲取及學(xué)習(xí)機(jī)制等最新人工智能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)具有多知識(shí)庫、多主體的專家系統(tǒng)。第二代

70年代的中期，MYCIN、PROSPECTOR、HEARSAY等一批卓有成效的專家系統(tǒng)相繼研制成功。人們稱這一批專家系統(tǒng)為第二代專家系統(tǒng)。第三代

第三代專家系統(tǒng)屬多學(xué)科綜合性系統(tǒng)，采用多種人工智能語言，綜合采用各種知識(shí)表示方法和多種推理機(jī)制及控制策略，并開始運(yùn)用各種知識(shí)工程語言、骨架系統(tǒng)及專家系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境研制大型綜合專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)的特點(diǎn)啟發(fā)性專家系統(tǒng)能運(yùn)用專家的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理、判斷和決策透明性專家系統(tǒng)能夠解釋本身的推理過程和回答用戶提出的問題，以便讓用戶能夠了解推理過程，提高對(duì)專家系統(tǒng)的信賴感靈活性專家系統(tǒng)能不斷地增長(zhǎng)知識(shí)，修改原有知識(shí)，不斷更新

專家系統(tǒng)的概述專家系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)專家系統(tǒng)能夠高效率、準(zhǔn)確、周到、迅速和不知疲倦地進(jìn)行工作不受周圍環(huán)境的影響，也不可能忘記或遺漏專家的專長(zhǎng)不受時(shí)間和空間的限制使各領(lǐng)域?qū)＜业膶I(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)得到總結(jié)和精煉，能夠廣泛而有力地傳播專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力專家系統(tǒng)能夠匯集和集成多領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及他們協(xié)作解決重大問題的能力，擁有更淵博的知識(shí)、更豐富的經(jīng)驗(yàn)和更強(qiáng)的工作能力軍事專家系統(tǒng)的水平是一個(gè)國(guó)家國(guó)防現(xiàn)代化和國(guó)防能力的重要標(biāo)志之一專家系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想

專家系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想是將知識(shí)和控制推理策略分開，形成一個(gè)知識(shí)庫。專家系統(tǒng)在控制推理策略的引導(dǎo)下，利用存儲(chǔ)起來的知識(shí)分析和處理問題，在解決問題時(shí)，用戶為系統(tǒng)提供一些已知數(shù)據(jù)，然后從系統(tǒng)中獲得專家水平的結(jié)論。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前常談提及的有三種：基本結(jié)構(gòu)、一般結(jié)構(gòu)和理想結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)——只包括兩個(gè)主要部分：知識(shí)庫和推理機(jī)

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)——它包括六部分：知識(shí)庫、推理機(jī)、綜合數(shù)據(jù)庫、人機(jī)接口、解釋程序和知識(shí)獲取程序

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理想結(jié)構(gòu)——理想結(jié)構(gòu)是著名的知識(shí)工程和專家系統(tǒng)學(xué)者F.Hayes-Roth、D.A.Waterman和D.B.Lenat等提出的。目前還沒有專家系統(tǒng)能包括這個(gè)結(jié)構(gòu)的所有部件。此結(jié)構(gòu)的思想是來源于HEARSAY系統(tǒng)的黑板控制結(jié)構(gòu)和基于結(jié)構(gòu)的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

專家系統(tǒng)包括兩個(gè)主要模塊：知識(shí)庫和推理機(jī)。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成

下圖為通用專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。由于每個(gè)專家系統(tǒng)所需要完成的任務(wù)和特點(diǎn)不同，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不盡相同，一般只具有圖中部分模塊。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（1）知識(shí)庫知識(shí)庫用于存放系統(tǒng)求解問題所需要的領(lǐng)域?qū)ｉT知識(shí)，知識(shí)獲取過程中獲得的專門知識(shí)，以適當(dāng)?shù)闹R(shí)表達(dá)式和結(jié)構(gòu)形式存入知識(shí)庫中。知識(shí)庫一般由規(guī)則庫、事實(shí)庫和語義網(wǎng)絡(luò)組成。規(guī)則庫存放啟發(fā)式知識(shí)；事實(shí)庫存放應(yīng)用領(lǐng)域所需的數(shù)據(jù)、信息和事實(shí)；語義網(wǎng)絡(luò)用于表達(dá)領(lǐng)域的概念、事實(shí)、實(shí)體以及它們之間的關(guān)系。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（2）數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫用于存放所解問題的原始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的各種中間信息。隨著問題的不同，數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容也是動(dòng)態(tài)變化的。為了使推理機(jī)能方便地求解問題，數(shù)據(jù)的表示和組織形式應(yīng)盡量和知識(shí)庫的表示相容。（3）推理機(jī)推理機(jī)是一組程序，用來控制和協(xié)調(diào)整個(gè)專家系統(tǒng)的工作。當(dāng)用戶的要求、數(shù)據(jù)和事實(shí)輸入到系統(tǒng)以后，推理機(jī)在一定的控制策略下，搜索知識(shí)庫中的規(guī)則、事實(shí)和語義網(wǎng)絡(luò)，并按正向推理或逆向推理的方式進(jìn)行推理和判斷，最后獲得推理結(jié)果。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（4）解釋器解釋器負(fù)責(zé)對(duì)推理出的結(jié)果做出必要的解釋，包括系統(tǒng)的解題步驟、處理策略和選擇處理方法的理由等內(nèi)容。以便向用戶說明推理過程，使用戶容易接受推理結(jié)果，同時(shí)也有利于新手向?qū)＜蚁到y(tǒng)學(xué)習(xí)，為用戶維護(hù)和管理提供方便。（5）知識(shí)獲取知識(shí)獲取為建立知識(shí)庫、修改知識(shí)庫中已有知識(shí)和擴(kuò)充新知識(shí)提供手段，用于把專家的知識(shí)轉(zhuǎn)換和加工為計(jì)算機(jī)的內(nèi)部表示，從而實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)知識(shí)庫的不斷更新。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的主要組成（6）人機(jī)接口

人機(jī)接口用于專家系統(tǒng)和用戶之間的交互作用，負(fù)責(zé)把用戶熟悉的自然語言、表格和圖形等信息表示手段轉(zhuǎn)換成內(nèi)部表示形式，再交給各相應(yīng)的組成部分去處理。專家系統(tǒng)輸出的信息也用人機(jī)接口轉(zhuǎn)換成用戶能理解的形式，并顯示給用戶。◆

解釋專家系統(tǒng)◆

預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)◆

診斷專家系統(tǒng)◆

設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)◆

規(guī)劃專家系統(tǒng)◆監(jiān)視專家系統(tǒng)◆控制專家系統(tǒng)◆調(diào)試專家系統(tǒng)◆教學(xué)專家系統(tǒng)◆修理專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型解釋專家系統(tǒng)◆任務(wù)：通過對(duì)已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它們的含義。◆特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量很大，常不準(zhǔn)確、有錯(cuò)誤、不完全。能從不完全的信息中得出解釋，并能對(duì)數(shù)據(jù)做出某些假設(shè)，推理過程可能很復(fù)雜和很長(zhǎng)?！衾樱赫Z音理解、圖象分析、系統(tǒng)監(jiān)視、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析和信號(hào)解釋等。如，衛(wèi)星圖像（云圖等）分析、集成電路分析、DENDRAL化學(xué)結(jié)構(gòu)分析等實(shí)用專家系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)◆任務(wù)：通過對(duì)過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可能發(fā)生的情況。◆特點(diǎn)：系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化，且可能是不準(zhǔn)確和不完全，系統(tǒng)需要有適應(yīng)時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)模型，能夠從不完全和不準(zhǔn)確的信息中得出預(yù)報(bào)，并達(dá)到快速響應(yīng)的要求?！衾樱簹庀箢A(yù)報(bào)、軍事預(yù)測(cè)、人口預(yù)測(cè)、交通預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)和谷物產(chǎn)量預(yù)測(cè)等。如，惡劣氣候（包括暴雨、颶風(fēng)、冰雹等）預(yù)報(bào)、戰(zhàn)場(chǎng)前景預(yù)測(cè)和農(nóng)作病蟲害預(yù)報(bào)等專家系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型診斷專家系統(tǒng)◆任務(wù)：根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來推斷出某個(gè)對(duì)象機(jī)能失常(即故障)的原因。◆特點(diǎn)：能夠了解被診斷對(duì)象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系；能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象；能夠向用戶提出測(cè)量的數(shù)據(jù)，并從不確切信息中得出盡可能正確的診斷?！衾樱横t(yī)療診斷、電子機(jī)械和軟件故障診斷以及材料失效診斷等。如，用于抗生素治療的MYCIN,肝功能檢驗(yàn)的PUFF和血清蛋白診斷等醫(yī)療專家系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)故障診斷系統(tǒng)，雷達(dá)故障診斷系統(tǒng)和太空站熱力控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)◆任務(wù)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，求出滿足設(shè)計(jì)問題約束的目標(biāo)配置?！籼攸c(diǎn)：善于從多種約束中得到符合要求的設(shè)計(jì)結(jié)果；系統(tǒng)需要檢索較大的可能解空間；能試驗(yàn)性地構(gòu)造出可能設(shè)計(jì)，并易于對(duì)所得設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改；善于分析各種子問題，并處理好子問題間的相互作用；能夠使用已有的正確設(shè)計(jì)來解釋當(dāng)前新的設(shè)計(jì)。◆例子：VAX計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、花布立體感圖案設(shè)計(jì)和花布印染專家系統(tǒng)、大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)以及齒輪加工工藝設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型規(guī)劃專家系統(tǒng)◆任務(wù)：尋找出某個(gè)能夠達(dá)到給定目標(biāo)的動(dòng)作序列或步驟?！籼攸c(diǎn)：所要規(guī)劃的目標(biāo)可能是動(dòng)態(tài)的或靜態(tài)的，需要對(duì)未來動(dòng)作做出預(yù)測(cè)，所涉及的問題可能很復(fù)雜，要求系統(tǒng)能抓住重點(diǎn)，處理好各子目標(biāo)間的關(guān)系和不確定的數(shù)據(jù)信息，并通過實(shí)驗(yàn)性動(dòng)作得出可行規(guī)劃?！衾樱很娛轮笓]調(diào)度系統(tǒng)、ROPES機(jī)器人規(guī)劃專家系統(tǒng)、汽車和火車運(yùn)行調(diào)度專家系統(tǒng)以及小麥和水稻施肥專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型監(jiān)視專家系統(tǒng)◆任務(wù)：對(duì)系統(tǒng)、對(duì)象或過程的行為進(jìn)行不斷觀察，并把觀察到的行為與其應(yīng)當(dāng)具有的行為進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出警報(bào)?！籼攸c(diǎn)：系統(tǒng)應(yīng)具有快速反應(yīng)能力，應(yīng)在造成事故之前及時(shí)發(fā)出報(bào)警；發(fā)出的警報(bào)要有很高的準(zhǔn)確性，不能假報(bào)警；能夠隨時(shí)間和條件的變化動(dòng)態(tài)地處理其輸入信息?！衾樱嚎捎糜诤穗娬镜陌踩O(jiān)視、防空監(jiān)視與預(yù)警、國(guó)家財(cái)政的監(jiān)控、傳染病疫情監(jiān)視及農(nóng)作物病蟲害監(jiān)視與報(bào)警等。如粘蟲測(cè)報(bào)專家系統(tǒng)是監(jiān)視專家系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型控制專家系統(tǒng)◆任務(wù)：自適應(yīng)地管理一個(gè)受控對(duì)象或客體的全面行為，使之滿足預(yù)期要求?！籼攸c(diǎn)：控制專家系統(tǒng)具有解釋、預(yù)報(bào)、診斷、規(guī)劃和執(zhí)行等多種功能?！衾樱嚎罩薪煌ü苤啤⑸虡I(yè)管理、自主機(jī)器人控制、作戰(zhàn)管理、生產(chǎn)過程控制和生產(chǎn)質(zhì)量控制等方面。如，已經(jīng)對(duì)海、陸、空無人駕駛車，生產(chǎn)線調(diào)度和產(chǎn)品質(zhì)量控制等課題進(jìn)行控制專家系統(tǒng)的研究。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型調(diào)試專家系統(tǒng)◆任務(wù)：對(duì)失靈的對(duì)象給出處理意見和方法。◆特點(diǎn)：同時(shí)具有規(guī)劃、設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)和診斷等專家系統(tǒng)的功能?！衾樱嚎捎糜谛庐a(chǎn)品或新系統(tǒng)的調(diào)試，也可用于維修站進(jìn)行被修設(shè)備的調(diào)整、測(cè)量與試驗(yàn)。在這方面的實(shí)例還比較少見。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型教學(xué)專家系統(tǒng)◆任務(wù)：根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、弱點(diǎn)和基礎(chǔ)知識(shí)，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)?！籼攸c(diǎn)：同時(shí)具有診斷和調(diào)試等功能；具有良好的人機(jī)界面?！衾樱?/p>

MACSYMA符號(hào)積分與定理證明系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言和物理智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型修理專家系統(tǒng)◆任務(wù)：對(duì)發(fā)生故障的對(duì)象(系統(tǒng)或設(shè)備)進(jìn)行處理，使其恢復(fù)正常工作。◆特點(diǎn)：具有診斷、調(diào)試、計(jì)劃和執(zhí)行等功能?！衾樱好绹?guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的ACI電話和有線電視維護(hù)修理系統(tǒng)。此外，還有決策專家系統(tǒng)和咨詢專家系統(tǒng)等。

專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和類型專家系統(tǒng)的類型

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)知識(shí)表示◆

邏輯表示法◆

產(chǎn)生式表示法◆

框架表示法◆

語義網(wǎng)絡(luò)表示法◆本體表示法◆過程表示法◆面向?qū)ο蟊硎痉?/p>

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)知識(shí)表示◆

邏輯表示法邏輯表示法以謂詞形式來表示動(dòng)作的主體、客體，是一種敘述性知識(shí)表示方式。利用邏輯公式，人們能描述對(duì)象、性質(zhì)、狀況和關(guān)系。主要分為命題邏輯和謂詞邏輯。例：用謂詞邏輯表示知識(shí)“所有教師都有自己的學(xué)生”。首先定位謂詞：TEACHER(x)：表示x是教師。STUDENT(y)：表示y是學(xué)生。TEACHES(x，y)：表示x是y的老師。此時(shí)，該知識(shí)可用謂詞表示：該謂詞公式可讀作：對(duì)所有x，如果x是一個(gè)教師，那么一定存在一個(gè)個(gè)體y，x是y的老師，且y是一個(gè)學(xué)生。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)知識(shí)表示◆

產(chǎn)生式表示法

產(chǎn)生式表示法又稱規(guī)則表示法，表示一種條件-結(jié)果形式，是目前應(yīng)用最多的一種知識(shí)表示方法，也是一種比較成熟的表示方法。其一般形式為：前件→后件，前件為條件，后件為結(jié)果，由邏輯運(yùn)算符AND、OR、NOT組成表達(dá)式。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)知識(shí)表示◆

框架表示法

框架表示法適用于表達(dá)結(jié)構(gòu)性的知識(shí)，概念、對(duì)象等知識(shí)最適用于框架表示?？蚣苓€可以表示行為（動(dòng)作），有些過程性事件或情節(jié)也可用框架網(wǎng)絡(luò)來表示。例：框架名：<診斷規(guī)則>癥狀1：咳嗽癥狀2：發(fā)燒癥狀3：打噴嚏infer:<結(jié)論>可信度：0.8框架名：<結(jié)論>病名：感冒用藥：口服感冒清

服法：一日三次，每次2粒

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)知識(shí)表示◆

語義網(wǎng)絡(luò)表示法

語義網(wǎng)絡(luò)表示法是通過概念及其語義關(guān)系來表示知識(shí)的一種網(wǎng)絡(luò)圖，利用結(jié)點(diǎn)和“帶標(biāo)記的有向圖”，描述時(shí)間、概念、狀況、動(dòng)作以及客體之間的關(guān)系。語義網(wǎng)絡(luò)通常由語法、結(jié)構(gòu)、過程和語義4部分組成。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)知識(shí)表示◆

本體表示法

本體表示法適用于知識(shí)庫的知識(shí)建模，建立領(lǐng)域本體知識(shí)庫，用概念對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示，解釋知識(shí)之間內(nèi)在的關(guān)系?！?/p>

過程表示法

過程表示方法將知識(shí)的控制性策略均表述為求解問題的過程。過程表示法適用于子程序或模塊實(shí)現(xiàn)。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)知識(shí)表示◆

面向?qū)ο蟊硎痉?/p>

面向?qū)ο蟊硎痉ㄊ前凑彰嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)原則組成一種混合知識(shí)表示形式，以對(duì)象為中心，把對(duì)象的屬性、動(dòng)態(tài)行為、領(lǐng)域知識(shí)和處理方法的有關(guān)知識(shí)封裝在表達(dá)對(duì)象的結(jié)構(gòu)中。例：Class<類名>[:<超類名>][<類變量名表>]Structure<對(duì)象的靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述>Method<關(guān)于對(duì)象的操作定義>

Restraint<限制條件>End

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)推理技術(shù)推理的基本任務(wù)是從一種判斷推出另一種判斷，從新判斷出的途徑來分類，推理可分為演繹推理、歸納推理及默認(rèn)推理。演繹推理演繹推理使用問題事實(shí)、公理、規(guī)則等形成相關(guān)的一般性知識(shí)。該過程首先比較公理和規(guī)則集，然后得出新的公理。例如：規(guī)則：如果我站在雨中，我會(huì)淋濕。公理：我站在雨中。結(jié)論：我會(huì)淋濕。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)推理技術(shù)歸納推理通過一般化過程從有限的事實(shí)得出一般性結(jié)論。

前提：吉林動(dòng)物園的猴子吃香蕉。前提：長(zhǎng)沙動(dòng)物園的猴子吃香蕉。結(jié)論：一般來說，所有猴子都吃香蕉。通過歸納推理，在有限的案例基礎(chǔ)上得出某種類型所有案例的一般化結(jié)論默認(rèn)推理

默認(rèn)推理又稱為缺省推理，它是在知識(shí)不完全的情況下假設(shè)某些條件已經(jīng)具備所進(jìn)行的推理。例如，在條件A已成立的情況下，如果沒有足夠的證據(jù)能證明條件B不成立，則就默認(rèn)B是成立的，并在此默認(rèn)的前提下進(jìn)行推理，推導(dǎo)出某個(gè)結(jié)論。

專家系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)機(jī)器知識(shí)的獲取領(lǐng)域?qū)＜姨峁?/p>

領(lǐng)域?qū)＜以谔峁╊I(lǐng)域知識(shí)的同時(shí)，也能夠提供某種類型的關(guān)于鄰域知識(shí)的知識(shí)，如用于選擇規(guī)則的策略元知識(shí)，用于論證規(guī)則的元知識(shí)等。

知識(shí)工程師提供通過分析獲取領(lǐng)域知識(shí)從有長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)工程師或書本中獲取元知識(shí)機(jī)器自動(dòng)歸納

系統(tǒng)本身能夠從成功的和失敗的決策過程實(shí)例分析中自動(dòng)歸納出關(guān)于領(lǐng)域知識(shí)的元知識(shí)金屬非金屬礦山安全評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)系統(tǒng)模型建立金屬非金屬礦山安全評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例成套裝置動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理專家系統(tǒng)系統(tǒng)總體框架思考題什么是專家系統(tǒng)？按照專家系統(tǒng)處理的問題類型，專家系統(tǒng)可分為哪幾種類型？簡(jiǎn)述專家系統(tǒng)的一般特點(diǎn)。畫出專家系統(tǒng)的一般組成框圖，說明各組成部分的主要功能。簡(jiǎn)述一般的知識(shí)表示方法有哪些？何為推理技術(shù)？常用的推理技術(shù)有哪些？簡(jiǎn)述知識(shí)獲得途徑有哪些？各有什么特點(diǎn)？何為機(jī)器學(xué)習(xí)？機(jī)器學(xué)習(xí)有哪些主要的學(xué)習(xí)方法？簡(jiǎn)述它們之間的區(qū)別。10.試論述專家系統(tǒng)如何在各行業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)保障智能控制安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

1.智能控制概述2.智能控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法4.智能控制在安全工程中的的應(yīng)用主要內(nèi)容

智能控制概述智能控制概念

“智能控制”包含“智能”與“控制”兩個(gè)關(guān)鍵詞?？刂埔话闶亲詣?dòng)控制的簡(jiǎn)稱，而自動(dòng)控制通常指反饋控制。因此，“智能控制”即為“智能反饋控制”。因此，智能控制遵循著反饋制的基本原理，它是基于智能反饋的自動(dòng)控制。三元論的智能控制概念：IC=AC∩AI∩ORIC：智能控制（IntelligentControl）；AI：人工智能（ArtificialIntelligence）；AC：自動(dòng)控制（AutomaticControl）；OR：運(yùn)籌學(xué)（OperationalResearch）

智能控制概述智能控制概念

智能控制概述智能控制發(fā)展過程

智能控制概述智能控制特點(diǎn)智能控制系統(tǒng)一般具有以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的混合控制過程智能控制器具有分層信息處理和決策的結(jié)構(gòu)智能控制器具有非線性智能控制器具有變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)智能控制器具有總體自尋優(yōu)特點(diǎn)

智能控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能控制基本原理

智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想將研究重點(diǎn)由被控對(duì)象建模轉(zhuǎn)移為智能控制器。設(shè)計(jì)智能控制器去實(shí)時(shí)逼近被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜對(duì)象的控制。智能控制器是一個(gè)通用非線性映射器，它能夠?qū)崿F(xiàn)從輸入到輸出的任意線性映射。

模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)格和專家系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)萬能逼近器(任意非線性映射器）的三種基本形式。

智能控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能控制基本原理

智能控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能控制系統(tǒng)的基本功能學(xué)習(xí)功能

系統(tǒng)對(duì)一個(gè)過程或未知環(huán)境所提供的信息進(jìn)行識(shí)別、記憶、學(xué)習(xí)并利用積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步改善系統(tǒng)的性能，這種功能與人的學(xué)習(xí)過程相類似。適應(yīng)功能

除了包括對(duì)輸入輸出自適應(yīng)估計(jì)，還包括故障情況下自修復(fù)等功能。組織功能

對(duì)于復(fù)雜任務(wù)和分散的傳感信息具有自組織和協(xié)調(diào)功能，使系統(tǒng)主動(dòng)性和靈活性,控制器可在任務(wù)要求范圍內(nèi)進(jìn)行自行決策,主動(dòng)采取行動(dòng)

智能控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)形式

智能控制系統(tǒng)分為智能控制器和外部環(huán)境兩大部分。其中智能控制器由六部分組成：智能信息處理識(shí)別、數(shù)據(jù)庫、智能規(guī)劃智能決策、認(rèn)知學(xué)習(xí)控制知識(shí)庫、智能推理；外部環(huán)境由廣義被控對(duì)象、傳感器和執(zhí)行器組成，還包括外部各種干擾等不確定性因素。

智能控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于廣義信息的智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由語用規(guī)劃、信息加工策略、語義關(guān)系等構(gòu)成。

語用信息中語用規(guī)劃強(qiáng)調(diào)信息的效用，通過引入人的經(jīng)驗(yàn)判斷可以大大縮小搜索空間，提高效率。信息加工策略是依據(jù)由啟發(fā)式信息推出控制信息，方法是提問系統(tǒng)。首先從推理網(wǎng)絡(luò)中所有頂層假設(shè)中選出恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)，原則是按照最小熵做出決策。然后提出系統(tǒng)用評(píng)價(jià)函數(shù)為所有以這個(gè)假設(shè)為結(jié)論的規(guī)則打分，按最小熵原則確定最優(yōu)原則。

智能控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于信息論的遞階智能控制結(jié)構(gòu)

1977年Saridis以機(jī)器人控制問題為背景提出了智能控制系統(tǒng)的三級(jí)遞階的結(jié)構(gòu)形式，三級(jí)遞階結(jié)構(gòu)分別是組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)和執(zhí)行級(jí)。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于模糊推理計(jì)算的智能控制系統(tǒng)

模糊控制在一定程度上模仿了人的控制，不需要有準(zhǔn)確的控制對(duì)象模型。它通過“若…則…”等規(guī)則形式表現(xiàn)人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、在符號(hào)水平上模擬智能，這樣符號(hào)的最基本形式就是描述模糊概念的模糊集合。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于模糊推理計(jì)算的智能控制系統(tǒng)模糊化接口——模糊化是將模糊控制器輸入量的確定值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模糊語言變量值的過程，此相應(yīng)語言變量均有對(duì)應(yīng)的隸屬度來定義。規(guī)則庫——規(guī)則庫是由若干條模糊語言控制規(guī)則組成的模糊推理——利用模糊推理，可以由輸入的模糊集合得到輸出的模糊集合清晰化接口——清晰化又稱去模糊和解模糊。根據(jù)規(guī)則經(jīng)過推理得到的是模糊集合

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模糊控制的分類Mamdani型經(jīng)典模糊控制器①在線推理式模糊控制。在控制過程中直接記性模糊推理，模糊控制規(guī)則，隸屬函數(shù)等參數(shù)設(shè)計(jì)靈活，但在線推理速度一般難以滿足實(shí)時(shí)控制的需要。②查詢式模糊控制器。采用離線模糊推理獲得控制表，供在線控制中實(shí)時(shí)查詢，這種模糊控制規(guī)則不便調(diào)整，使用簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性好，具有較好的控制性能。③解析形式模糊控制器。這種控制器通過解析描述來近似查詢表示的模糊控制規(guī)則，雖然規(guī)則是解析描述，但使用模糊語言變量，仍屬于模糊控制。具有運(yùn)行速度快，控制規(guī)則通過引入加權(quán)因子便于自調(diào)整，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模糊控制的分類T-S型模糊控制T-S型模糊控制是由T-S模糊模型構(gòu)成的一種描述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的模糊關(guān)系模型。這種T-S型模糊關(guān)系模型既可以作為被控動(dòng)態(tài)的過程模型，又可以作為T-S型模糊控制器。模糊PID控制

PID控制是控制領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的控制形式，為提高傳統(tǒng)PID控制的適應(yīng)能力，采用模糊邏輯推理優(yōu)化PID控制參數(shù)，即所謂的模糊PID控制。這類復(fù)合控制形式是模糊控制與經(jīng)典控制相結(jié)合的典型代表。自適應(yīng)模糊控制

自適應(yīng)模糊控制是在基本模糊控制器基礎(chǔ)上增加了自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)基本模糊控制自身控制性能的負(fù)反饋控制，自適應(yīng)地調(diào)整和改善控制器的性能。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專家智能控制系統(tǒng)

專家控制器是構(gòu)成專家控制系統(tǒng)的核心單元，專家控制器主要包括數(shù)據(jù)獲取環(huán)節(jié)、知識(shí)庫、推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫、學(xué)習(xí)機(jī)以及解釋環(huán)節(jié)等

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專家智能控制系統(tǒng)——分類直接型專家控制器

直接型專家控制器用于取代常規(guī)控制器。直接控制生產(chǎn)過程或被控對(duì)象，具有模擬(或延伸、擴(kuò)展)操作工人智能的功能。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專家智能控制系統(tǒng)——分類間接型專家控制器

間接型專家控制器用于和常規(guī)控制器相結(jié)合，組成對(duì)生產(chǎn)過程或被控對(duì)象進(jìn)行間接控制的智能控制系統(tǒng)。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專家智能控制系統(tǒng)與專家系統(tǒng)的區(qū)別專家系統(tǒng)能完成專門領(lǐng)域的功能，輔助用戶決策；專家控制能進(jìn)行獨(dú)立的、實(shí)時(shí)的自動(dòng)決策。專家控制比專家系統(tǒng)對(duì)可靠性和抗干擾性有著更高的要求。專家系統(tǒng)處于離線工作方式，而專家控制要求在線獲取反饋信息，即要求在線工作方式。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制

反饋控制神經(jīng)控制

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智控制分類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督控制：通過對(duì)傳統(tǒng)控制器進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器逐漸取代傳統(tǒng)控制器的方法，稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督控制

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智控制分類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接逆控制：將被控對(duì)象的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型直接與被控對(duì)象串聯(lián)起來，以便使期望輸出與對(duì)象實(shí)際輸出之間的傳遞函數(shù)為1。則將此網(wǎng)絡(luò)作為前饋控制器后，被控對(duì)象的輸出為期望輸出。

典型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智控制分類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊邏輯控制：模糊系統(tǒng)善于直接表示邏輯，適于直接表示知識(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)善于學(xué)習(xí)通過數(shù)據(jù)隱含表達(dá)知識(shí)。前者適于自上而下的表達(dá)，后者適于自下而上的學(xué)習(xí)過程，二者存在一定的互補(bǔ)、關(guān)聯(lián)性。因此，它們的融合可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，可以更好地提高控制系統(tǒng)的智能性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯相結(jié)合有以下幾種方式用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)模糊推理的模糊控制用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)記憶模糊規(guī)則的控制用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模糊控制器的參數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑?？刂?/p>

智能控制在安全工程中的應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用機(jī)器人視覺伺服控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃控制

智能控制在安全工程中的應(yīng)用在消防系統(tǒng)中的應(yīng)用思考題1.智能控制中的智能是從何而來的?2.智能控制的特點(diǎn)是什么？3.簡(jiǎn)述智能控制系統(tǒng)的基本功能。4.智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)哪些？簡(jiǎn)述其各自的特點(diǎn)。5.簡(jiǎn)述基于模糊推理的智能控制基本原理及其特點(diǎn)。6.試論述專家系統(tǒng)與專家控制系統(tǒng)有何不同？7.簡(jiǎn)述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制基本原理。8.試論述智能控制適合于控制哪些被控對(duì)象來保障安全安全生產(chǎn),或者說這些對(duì)象具有哪些對(duì)使用傳統(tǒng)控制不利的特性。智能儀器與安全監(jiān)測(cè)安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

1.概述2.智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)3.智能檢測(cè)系統(tǒng)4.智能安全監(jiān)測(cè)5.智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用主要內(nèi)容概述從傳統(tǒng)儀器到智能儀器第一代是模擬式電子儀器，它基于電磁測(cè)量原理，基本結(jié)構(gòu)是電磁式的，利用指針來顯示最終的測(cè)量結(jié)果。第二代是數(shù)字式電子儀器，它的基本原理是利用A/D轉(zhuǎn)換器將待測(cè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式輸出顯示。第三代就是智能儀器，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與電測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。概述智能安全監(jiān)測(cè)

近年來，隨著智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，智能檢測(cè)及監(jiān)測(cè)技術(shù)被逐步引入到安全檢測(cè)中，通過建立智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可充分融合系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化分析預(yù)測(cè)提供保障。此外通過智能化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以整理出各種故障數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，為應(yīng)急協(xié)同指揮制定方案提供可靠依據(jù)。智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)智能儀器的基本結(jié)構(gòu)硬件

硬件主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入輸出通道、人機(jī)接口和標(biāo)準(zhǔn)通信接口電路等軟件

軟件即程序，主要包括監(jiān)控程序、接口管理程序和數(shù)據(jù)處理程序三大部分智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)智能儀器的特點(diǎn)測(cè)量過程軟件化數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)測(cè)量速度快、精度高多功能化面板控制簡(jiǎn)單靈活，人機(jī)界面友好具有可程控操作能力智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)智能儀器的典型功能硬件故障的自檢功能

開機(jī)自檢

周期性自檢

鍵盤自檢自動(dòng)測(cè)量功能

非線性校正

自動(dòng)零點(diǎn)調(diào)整

自動(dòng)量程變換

自動(dòng)觸發(fā)電平調(diào)節(jié)智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)技術(shù)

智能檢測(cè)技術(shù)指能自動(dòng)獲取信息，并利用相關(guān)知識(shí)和策略、采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)建模、在線識(shí)別、人工智能、專家系統(tǒng)等技術(shù)，對(duì)被測(cè)對(duì)象(過程)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、監(jiān)控、自診斷和自修復(fù)。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)技術(shù)初級(jí)智能化初級(jí)智能化只是把微處理器或微型計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法結(jié)合起來中級(jí)智能化

中級(jí)智能化是檢測(cè)系統(tǒng)或儀器具有部分自治功能，它除了具有初級(jí)智能化的功能外還具有自動(dòng)校正、自補(bǔ)償、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換、自診斷、自學(xué)習(xí)功能，具有自動(dòng)進(jìn)行指標(biāo)判斷及進(jìn)行邏輯操作、極限控制及程序控制的功能。高級(jí)智能化

高級(jí)智能化是檢測(cè)技術(shù)與人工智能原理的結(jié)合，利用人工智能的原理和方法改善傳統(tǒng)的檢測(cè)方法智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方式數(shù)據(jù)采集與處理

利用計(jì)算機(jī)可把生產(chǎn)過程中有關(guān)參數(shù)的變化、經(jīng)過測(cè)量變換元件測(cè)出。然后集中保存或記錄，或者及時(shí)顯示出來，或者進(jìn)行某種處理。例如使用計(jì)算機(jī)的巡回檢測(cè)系統(tǒng)．可以把數(shù)據(jù)成批儲(chǔ)存或復(fù)制，也可以通過傳輸線路送到中心計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)信號(hào)處理系統(tǒng)可以把一些儀器測(cè)出的曲線經(jīng)過計(jì)算處理，得出一些特征數(shù)據(jù)。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方式生產(chǎn)控制操作指導(dǎo)系統(tǒng)——系統(tǒng)每隔一定時(shí)間，把測(cè)得的生產(chǎn)過程中的某些參數(shù)值送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按生產(chǎn)要求計(jì)算出該采用的控制動(dòng)作，并顯示或打印出來，供操作人員參考。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)——這種系統(tǒng)不直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而是根據(jù)生產(chǎn)情況計(jì)算出某些參數(shù)應(yīng)該保持的值。然后去改變常規(guī)控制系統(tǒng)的結(jié)定值(設(shè)定值)，由常規(guī)控制系統(tǒng)去直接控制生產(chǎn)過程。智能自修復(fù)控制系統(tǒng)——由于引入了知識(shí)庫和推理決策模塊，使系統(tǒng)的智能能力得到了根本改善。這種系統(tǒng)對(duì)設(shè)備在運(yùn)行過程出現(xiàn)的故障，不但能進(jìn)行檢測(cè)、診斷，還具有自補(bǔ)償、自消除和自修復(fù)能力。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方式生產(chǎn)調(diào)度管理

當(dāng)采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)時(shí)，它除了用于控制生產(chǎn)過程外，還可以進(jìn)行生產(chǎn)的計(jì)劃和調(diào)度，其中涉及生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)處理、方案選擇等。在這種系統(tǒng)中，由于它兼有控制與管理兩種功能，所以也常叫做集成系統(tǒng)或綜合系統(tǒng)。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用范圍工業(yè)生產(chǎn)軋鋼機(jī)檢測(cè)控制高爐煉鐵自動(dòng)化化工工藝過程自動(dòng)化質(zhì)量檢查與控制檢驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)化性能檢測(cè)和故障診斷交通運(yùn)輸軍事領(lǐng)域智能安全監(jiān)測(cè)基本概念

廣義上，將安全監(jiān)測(cè)理解為借助儀器、傳感器、探測(cè)設(shè)備迅速而準(zhǔn)確地了解生產(chǎn)系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境中危險(xiǎn)因素與有毒因素的類型、危害程度、范圍及動(dòng)態(tài)辯護(hù)的一種手段。

目前，對(duì)于智能安全監(jiān)測(cè)沒有明確的定義，依據(jù)安全監(jiān)測(cè)的概念，這里把智能安全監(jiān)測(cè)理解為，采用智能傳感器、智能儀器及探測(cè)設(shè)備，借助智能化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境“安全狀態(tài)信息”進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)。一般稱為智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。若將智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)結(jié)合起來，把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成控制信號(hào)，則稱為智能監(jiān)控系統(tǒng)。智能安全監(jiān)測(cè)智能安全監(jiān)測(cè)的任務(wù)

廣義的安全監(jiān)測(cè)，是把安全檢測(cè)與安全監(jiān)控統(tǒng)稱為安全監(jiān)測(cè)，認(rèn)為安全監(jiān)測(cè)是指借助于儀器、傳感器、探測(cè)設(shè)備迅速而準(zhǔn)確地了解生產(chǎn)系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境中危險(xiǎn)因素與有毒因素的類型、危害程度、范圍及動(dòng)態(tài)變化的一種手段。其主要任務(wù)如下：運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)安全預(yù)測(cè)和診斷設(shè)備的管理和維修智能安全監(jiān)測(cè)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分類第一類智能故障診斷系統(tǒng)

智能故障診斷模仿人類專家在進(jìn)行故障診斷時(shí)的思維邏輯過程：觀察癥狀—利用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)推斷故障—分析原因—提出對(duì)策。第二類智能操作指導(dǎo)系統(tǒng)

將計(jì)算機(jī)在記憶與計(jì)算、演繹與匹配搜索上的時(shí)空優(yōu)勢(shì)和人的直覺、頓悟等創(chuàng)造性思維的智能優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，將計(jì)算機(jī)的速度與精確性和人的敏銳與靈巧結(jié)合起來，共同達(dá)到所需要的目的。第三類智能控制系統(tǒng)

智能控制系統(tǒng)以智能自控的方式對(duì)被控對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，它進(jìn)行及時(shí)的控制，使其處于要求的狀態(tài)下。智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用空氣壓縮機(jī)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)配置

智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用空氣壓縮機(jī)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷

空壓機(jī)在運(yùn)行過程中，由于設(shè)備的復(fù)雜性。給故障檢測(cè)與診斷帶來了一定的困難。為了適時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)設(shè)備的故障信息、必須選擇合適的檢測(cè)診斷方法。目前用于設(shè)備故障檢測(cè)與診斷的方法很多，可以概括為兩類：基于數(shù)學(xué)模型的故障檢測(cè)與診斷和不依賴數(shù)學(xué)模型的故障檢測(cè)與診斷。如果故障能用某幾個(gè)參數(shù)的顯著變化來表示，那么可以用參數(shù)估計(jì)法進(jìn)行故障檢測(cè)與診斷。故障決策與控制

故障決策與控制能夠根據(jù)不同的故障源和故障特征做出處理方案，并采取相應(yīng)的容錯(cuò)控制措施。為了實(shí)現(xiàn)故障容錯(cuò)，可以采用如下兩種方式。結(jié)合冗余法故障補(bǔ)償法智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用空氣壓縮機(jī)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

空壓機(jī)運(yùn)行之前首先進(jìn)行靜態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)一切處于良好狀態(tài)后，空壓機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)空壓機(jī)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊自動(dòng)跟蹤設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行巡回監(jiān)測(cè)和故障預(yù)測(cè)。如果發(fā)生異常情況。系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入診斷模塊，通過推理和表決，對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別、分類和估計(jì)。容錯(cuò)模塊按照診斷模塊提供的故障信息。針對(duì)不同的故障源和故障特征，對(duì)故障進(jìn)行補(bǔ)償、削弱和消除。整個(gè)過程都在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)進(jìn)行，并對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)的變化過程采用多窗口圖形顯示和解釋，為用戶提供了一個(gè)良好的監(jiān)視環(huán)境。智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用煉鋼爐造渣智