基于模糊Petri网的引航员作业舒适度评价

为提高引航员的作业舒适度,提出一种基于模糊Petri网(FPN)的模糊推理算法(FRA)下的组合评价方法。首先,针对作业舒适度影响因子的不确定性信息,建立多因素耦合的FPN拓扑结构;然后,采用博弈论组合赋权法确定最优组合权重,提出融合层间相关性判断临界重要性、层次分析法和FRA,建立基于主客观权重的FRA,通过迭代求解库所可信度和状态矩阵;最后,结合上海港船舶引航的场景数据,基于FPN的FRA应用,评价引航员作业舒适度。结果表明:环境与引航设备是影响其作业舒适度的关键因素,冬季和夏季的引航作业舒适度评价等级对应“较不舒适”,其中,5月份为“较舒适”。所提方法充分体现系统舒适度影响因素的耦合特性。

一种分层模糊Petri网风险评估方法

针对传统模糊Petri网在对不确定环境下的专家系统的知识表示与推理时无法兼顾不确定知识的模糊性与随机性、在复杂的故障情况下故障的因果关系表达不清晰、定量推理计算时缺乏层次性、不能局部求解的问题,构建一种基于云模型的分层模糊Petri网以加强模糊Petri网的知识表示能力和提高推理过程的计算效率。利用专家知识和Petri网层次分解原则将系统故障模式和故障原因之间的因果关系进行建模,使故障建模更具结构性,计算更加灵活;应用云模型处理知识的模糊性和不确定性;通过合理考虑局部权重和全局权重,结合Petri网层次分解原则和云聚合算子给出相应的推理算法。实例验证表明,所提方法能够有效对系统进行风险评估,且在知识表示和推理方面优于其他方法。

基于毕达哥拉斯模糊概率Petri网的FPSO单点关键部件风险评估

为准确对FPSO单点系泊系统关键部件进行风险评估,通过产生式规则建立概率Petri网络模型,基于德尔菲法的结构熵权法确定专家权重,并引入毕达哥拉斯模糊集理论收集、聚合专家意见得到基本事件的模糊可能性得分和模糊失效概率,利用概率推理算法迭代出最终的失效概率,并进行基本事件重要度分析。实例分析结果表明,引起单点系泊系统发生失效的主要因素有电滑环电刷磨损、电滑环负载电流较高、液滑环结构物晃动冲击、液滑环润滑不充分、电滑环电压过高击穿等。针对主要风险因素提出预防和控制措施,能够保障系统安全正常地运转。

融合PSO-模糊Petri网的室内燃气泄漏风险研究

近年来室内燃气事故多发,而燃气用户风险意识淡薄、户内安全检查难度大。针对现行室内燃气安全管理技术多为静态主观评估的局限性,构建了基于模糊Petri网(Fuzzy Petri Net,FPN)的风险计算规则,提出了结合粒子群优化算法(Particles Swarm Optimization,PSO)和FPN的室内燃气泄漏动态风险评估模型。首先,应用Petri网的直观图像描述和异步并发处理能力建立室内燃气泄漏事故风险演化的拓扑结构模型,借助FPN的模糊推理能力处理风险传播的不确定性;然后,根据燃气运维数据,融合PSO动态更新初始参数,提高风险评估的准确性。结果表明,基于PSO-FPN的室内风险评估方法可弱化燃气公司安检人员分析的主观不确定性,更为准确地量化风险因子演化过程,实现室内燃气泄漏风险的动态分析,有效支持户内燃气泄漏风险管控。

基于模糊Petri网和马尔科夫链理论的水电厂设备故障应急响应模型

为保证水电厂设备安全,避免因故障导致意外事故,基于模糊Petri网和马尔科夫链理论设计水电厂设备故障应急响应模型。确定加权因子命题阈值,结合传感器收集的初始信号,在滤波器的作用下还原信号特征,基于模糊Petri网提取水电厂设备故障特征。设计故障分类器,建立概率转移矩阵,设置概率转移矩阵的条件,面对动态解码,给定模型参数,计算马尔可夫模型下的连续变量密度函数,修正比例因子的状态系数,得到设备故障分类结果。建立设备故障应急响应模型,输出设备故障状态下的应急响应结果。实验结果显示,该模型在四种故障类型中的分类精度分别为98.8%、98.6%、98.7%、98.8%,可见该模型分类精度较好。

基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断

为提高配电网保护动作信息丢失时故障诊断的准确率及容错性,提出了基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断方法。首先,考虑故障发生时近后备保护对可疑故障元件故障诊断的影响,对可疑故障元件的各个故障蔓延方向进行建模;其次,在专家经验的基础上采用随机数对模型输入权值进行随机赋值;最后,在保护动作信息丢失时,跟踪改变可疑故障元件保护未动作的可信度取值,并分析该故障诊断方法的适应性与容错性。仿真结果表明,所提基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断模型在信息不完备或者保护及断路器拒动时,均具有较高的故障诊断准确率。

无冲突Petri网系统活标识判定的结构化方法

为了有效求解无冲突Petri网系统活标识的判定及配置优化问题,提出无冲突Petri网系统活标识判定的一种结构化方法。该方法首先求取无冲突Petri网的各强连通分支;然后对每一含有元素个数大于2的强连通分支求取其无同步变迁库所索引集合;最终得到无冲突Petri网系统的无前置库所索引集合,基于该库所元素集合即可实现对活标识的快速判定及配置优化。通过例子具体说明了该方法的实现及应用。分析结果表明,所提方法具有多项式时间复杂度,较易于操作和程序化实现。

基于模糊Petri网的配电变台工程成本偏差指标诊断与预警机制研究

大数据技术在配电网工程管理中的应用越来越广。当下,多数配电变台工程项目在数据处理方面能力有限,对需要重点管控的建设成本偏差指标的识别能力较弱,导致配电变台工程中长期存在的一些偏差指标难以得到及时地管控。设计基于模糊Petri网理论配电变台工程建设成本偏差指标的诊断模型及预警机制,并通过案例分析诊断出配电变台工程建设成本中须进行重点管控的偏差指标,预警后续可能会出现偏差的建设成本指标。所提出的诊断与预警方法可以为配电变台工程成本管理提供新思路。

基于物联网的加权模糊petri网电网故障诊断研究

为了解决电力SCADA系统监测数据存在漏报误报等情况造成故障诊断结果不可靠的问题,文章提出基于物联网的加权模糊petri网电网故障诊断方法。首先,考虑保护与断路器动作的逻辑顺序,对权值进行合理的设定;其次,对电网拓扑结构进行分析,建立故障元件按方向蔓延的加权模糊petri网模型;最后,将故障诊断结果与传感器网络监测到的温度数据相结合,分析故障诊断结果可信度的可靠性。仿真结果表明,所提出的基于物联网的加权模糊petri网电网故障诊断方法在监测中心获取信息不完备的情况下,仍可以得出正确的诊断结果,具有较高的适应性和容错性。

应用带标识的模糊Petri网的知识表示方法

提出一种在某些库所中带有标识的模糊Petri网模型来进行知识表示。为了获得更多的加权模糊产生式规则的信息,在知识表示的过程中考虑了权值,确定性因子,阈值等参数。这种模糊Petri网充分利用了Petri网的并行处理能力。随着带标识的模糊Petri网的运行,网中标识的变化可以标记加权模糊推理的运行。通过文中给出的基于相似性测度的计算方法可以更加高效地计算出多层加权模糊推理的推理结果。

应用带标识的模糊Petri网的模糊推理

本文针对模糊推理中常存在推理结果意义不明确的问题,提出应用带标识的模糊Petri网(MFPNs)进行模糊推理。推理的过程中考虑模糊产生式规则的权值、阈值、确定性因子等几种知识表示参数以获得更多信息。给出基于相似性测度的模糊推理算法,通过计算带标识的模糊Petri网的最终输出库所中的托肯值可以得到最终的模糊推理结果。通过实例可以验证这样得到的推理结果意义更明确,计算过程更加高效。

基于模糊Petri网的“网–源–储–车”动态阈值能量管理策略研究

轨道交通作为电力系统的主要用能对象之一,每年消耗大量电能用于电力机车牵引。因此,降低牵引能耗、提升供能系统的弹性与效能对促进碳达峰、碳中和具有重要的现实意义。轨道交通“网–源–储–车”协同供能系统在传统牵引供电架构的基础上引入了储能系统与新能源发电系统,然而,如何实现牵引负荷、储能系统及新能源发电系统的高效能源自洽,减少双向波动性与不确定性对能量管理系统的影响成为了新的难题。为实现以上目标,减轻牵引负荷对牵引网的功率冲击,延长储能系统的使用寿命,本文提出了一种基于模糊Petri网(fuzzy Petri nets,FPN)的“网–源–储–车”动态阈值能量管理策略。该策略在“网–源–储–车”基本功率分配框架的基础上,设定了多工况下牵引供电系统与储能系统、新能源发电系统的动态能量交互规则,可适用于不同架构的“网–源–储–车”协同供能体系;在此基础上,以电力机车功率与储能系统寿命作为模糊Petri网的输入参数,经过模糊化、Petri网推理、反模糊化等操作后实现对放电阈值的自适应动态调整。本文以某牵引变电所实测数据作为测试案例,仿真结果表明:相较于基于固定阈值的能量管理策略,基于模糊Petri网的动态阈值管理策略能够有效提升能量回馈效率与再生制动能量储存效率,同时,增加光伏发电系统的利用电度,降低电力机车经由接触网从电力系统取能的平均功率及储能系统的平均放电深度;对延长储能系统的预计寿命、提升协同供能系统的能量利用效率与运行经济性具有积极意义。

基于加权模糊的时序约束Petri网电网故障诊断方法

电网发生故障后充分利用报警信息对故障元件进行判别,是保障电力系统安全运行的重要环节。针对现有Petri网时序推理与置信度推理相分开、计算过程复杂且未充分利用时间信息等问题,提出了一种基于加权模糊的时序约束Petri网电网故障诊断方法。将时序约束引入到Petri网的库所与变迁中,根据保护与断路器之间的动作顺序关系建立加权模糊的时序约束Petri网模型。定义置信度与时间区间分层推理运算,实现置信度推理与时序推理同步进行,在置信度推理过程中充分考虑到时间信息的影响。通过对多组算例仿真比较得出,所提方法能够有效判别出故障元件,具有较高的准确性和容错性。

模糊Petri网和“后向树”法在陶瓷能耗稳定性中的应用

在生产制造过程中,众多干扰因素会导致企业能耗损失严重,增加成本。提高能耗稳定性是复杂混合制造系统中能效优化的重要模块,在生产过程中快速、准确地找出能源不稳定性影响因素和路径对制造业节能减排具有重大意义。以高能耗中的典型陶瓷行业为例,在分析其生产流程的基础上,研究影响能耗不稳定性的主要影响因素,采用模糊Petri网和“后向树”推理法相结合的方法对能源稳定性进行建模及分析,对能源扰动进行了表示和推理,确定了其扰动的因素和传播路径。并进一步通过陶瓷企业中典型的高能耗烧成车间为例验证了所建模型的可行性和有效性。研究结果为进一步分析和优化能源系统提供参考。

基于模糊Petri网模型的炼厂压缩机故障诊断分析

为准确评价炼厂压缩机的安全状态,建立了包含完整子系统的压缩机评价体系,给出了模糊Petri网模型的计算方法和计算规则,通过层次分析法和Delphi法确定库所和变迁的置信度,并进行实例验证。结果表明,引起压缩机故障的主控因素依次为电机轴承振动过大、水软化装置压差过大和平衡管压力超限,三者引发故障的概率分别为0.27501、0.23832、0.233 33。通过该方法可有效减少现场操作人员排查故障的时间,提高故障诊断效率,可在其他设备诊断中推广使用。

基于逆向搜索的模糊Petri网分层算法

模糊Petri网(FPN)是知识库系统(KBS)表示、建模与分析的主要工具之一。针对部分FPN层次结构不清晰、库所/变迁间从属关系不明确的问题,提出一种基于逆向搜索的FPN分层算法(HFPN-RS)以实现非层次化FPN到层次化FPN(HFPN)的自动转换。首先,从终结库所开始对整个FPN进行逆向搜索,将所有输入库所的前集、输出库所的后集分别划分在同一层;其次,通过添加虚库所-虚变迁对的方式明确整个模型的层次结构;同时提出两条相关定理以明确HFPN分层层数的下确界和层次化操作中需要添加的最少虚库所-虚变迁对数,并给出经层次化操作后具有完整分层结构的FPN模型关联矩阵维度计算公式。在实验部分,通过对几类各具特点的FPN模型进行层次化操作,并利用所提定理进行验证。实验结果表明,添加虚库所-虚变迁对后新FPN模型具有清晰的层次结构,为下一步FPN泛化能力等研究内容的深入提供了理论基础。

模糊PETRI网在电力系统故障诊断中的应用

本文主要研究了一种基于模糊Petri网(Fuzzy-PETRI)理论的电网故障诊断方法,该方法能够有效提高电网故障诊断效率及可靠性。本文首先介绍了模糊Petri网相关知识及其基本原理;其次详细阐述了FPN与传统Petri网之间的区别以及两者结合后所具有的优势;然后提出了基于FPN的电网故障诊断模型,并给出了相应的推理算法;最后通过算例分析验证了该方法的可行性、正确性和实用性。

基于模糊Petri网的文献知识元语义集成研究

为提升面向用户的精细化知识服务质量及资源利用效率,提出一种基于模糊Petri网的数字图书馆标准化知识元集成方法,充分展示内容之间的语义关系。首先,引入本体与模糊Petri网技术,对数字图书馆文献知识进行获取和重组,从而构建知识元库;其次,将本体应用于知识元的语义链接,使计算机能够“理解”知识元的语义并能自动集成;最后,构建知识元模糊Petri网以规范用户和系统对概念语义的理解,清晰描述知识元概念之间的语义关系,由此消除人与计算机对语义理解的歧义。文献集成案例展示语义知识元的集成策略,案例表明该方法可以有效揭示文献内容之间的语义关联及文献之间的关联程度。

基于多源信息的延时约束加权模糊Petri网故障诊断模型

提出一种基于电气量判据、保护判据和断路器判据,并能够计及这3类判据时序属性的多源信息延时约束加权模糊Petri网故障诊断模型。首先,分析故障前后的电力网络拓扑以确定可疑故障元件。之后,采用反向推理寻径法识别故障元件动作可能路径,并在此基础上构造加权模糊Petri网故障诊断模型来确定故障元件;该模型能够计及故障电气量及其时序属性、元件故障和保护动作之间、保护动作和断路器跳闸之间的延时约束以及保护和断路器动作不确定性,且诊断推理全程采用矩阵运算来实现。在上述基础上,采用逆向推理判断警报信息的完整性和正确性,识别出误动或拒动的保护与断路器。最后,用IEEE 39节点系统和贵州兴仁变电站实际故障案例对所构建的故障诊断模型的正确性和求解方法的有效性作了验证。

基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断

为了提高电力变压器故障诊断的正确率,提出了一种基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断方法。利用具有自学习、自适应能力的BP网络算法,在确定模糊Petri网的权值、阈值、可信度等网络参数初始值的前提下,实现模糊Petri网网络参数的优化。在模糊Petri网网络结构上,运用BP网络算法,对电力变压器DGA样本进行学习训练,使模糊Petri网网络参数逐步向真实值逼近。实例分析结果表明,该方法能够有效地诊断电力变压器中的单一故障和多重故障,提高故障诊断正确率,证明了方法的正确性和有效性。