基于模糊有色Petri网的故障诊断方法

针对普通Petri网在诊断电网故障元件中存在的模型复杂、处理不确定性信号能力差的问题,提出了一种基于模糊有色Petri网的故障诊断方法。该方法将接收到的各类保护信号、断路器状态、信号的置信度以及可能的故障元件等因素都包含在托肯的复合颜色当中,通过一系列变迁触发规则,得到复合色为故障元件、置信度的托肯,从而诊断出故障元件及发生的置信度。仿真结果表明,该方法不仅模型简单、不受网络拓扑影响,而且解决了信号的不确定性问题。

基于模糊有色Petri网的不确定性学习和推理方法

模糊Petri网模型可以用于模糊推理,但在Petri网中不得不用独立子网表示所有类型的过程,即使这些过程具有相同的行为,这导致整个Petri网变得很大。文中提出基于模糊有色Petri网的不确定性推理方法和基于遗传算法的学习过程。在减少网络规模,计算时间和克服解释网络困难的同时,它能保持等量的信息,提供结构化的表示,使知识库中的规则之间的关系易于表示。

模糊有色Petri网的形式化推理算法研究

Petri网以其图形化的表示方式广泛应用于形式化推理中。基于模糊有色Petri网的形式化推理算法,以系统内部事务之间的逻辑关系为依据,充分利用模糊Petri网在分析不确定知识中的优势,通过知识模糊、库所抽象、转换抽象实现层次化的知识表示和知识推理,并结合有色Petri网对系统规模作适当约简,从而构造出了一种新型的模糊着色网(FCPN)知识表示和获取模型,有效弥补了传统Petri网在实际应用中的缺陷,使模糊推理过程更加简单且易于实现。

基于分层模糊有色Petri网的防空C^3I系统建模研究

通过分析某防空C^3I系统的组成和运行方式,针对系统结构复杂、多种资源、资源多种模糊属性等特点,定义了一种分层模糊有色Petri网HFCPN,并给出具体的推理算法。在此基础上建立该防空C^3I系统模型,从而提出了一种建立防空C^3I系统分析模型的新方法。最后通过应用实例验证了该方法在描述系统分布、并发、异步等特性的同时,分析系统资源多种模糊属性问题的能力。

基于改进模糊有色Petri网的综合能源系统能耗动态过程模型及应用

针对综合能源系统在供能过程中的能耗动态特点,通过改进的Petri网方法,根据特定的建模规则,建立了一种基于改进模糊有色Petri网的综合能源系统能耗动态过程模型,并在Stateflow平台上利用实际算例进行了仿真分析。结果表明,所建模型合理、有效,有一定的分析计算特性和图形化表现能力,为进一步对系统需求侧规划和多能设备的合理匹配提供了理论基础和技术支持。

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。

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。

基于概率有色Petri网和马尔可夫链的工作流和数据流管理

在大数据背景下,信息系统中的工作流和数据流往往同时发生,然而现有研究往往仅对工作流进行建模而未考虑数据流。论文对工作流和数据流进行统一建模,首先对基本Petri网进行扩展,定义概率有色Petri网PCPN,实现对工作流和数据流的分别刻画;定义了PCPN的基本逻辑单元,并对工作流和数据流进行建模分析,基于PCPN的工作流和数据流模型转化为马尔可夫链模型,并进行数学概率分析和决策分析。通过实例建模验证了论文建模方法的有效性和可行性。

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。

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。

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。

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。

基于有色Petri网的催化裂化分馏系统信息安全验证

催化裂化分馏系统智能化转型的同时也面临更大的信息安全威胁,而信息安全验证聚焦网络攻击下系统的安全性能研究,能降低系统的安全风险。根据系统的安全需求提出一种融合系统理论过程分析和有色Petri网的安全验证分析框架。首先通过系统理论过程分析提取完备的安全约束;然后基于有色Petri网构建逻辑与行为精准的安全验证模型;最后,以简化系统为对象进行安全验证。实验结果证明了所提框架能有效验证安全约束触发行为与系统安全性能之间的潜在关联。

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。

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。

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。

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。