4 prezentacija 23 9 15

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

1/35

1

Primjer ekspertnog sustava za pronalaenje mjesta

kvara u gradskoj distribucijskoj kabelskoj mrei

(Prezentacija br. 4)

Predava: Zdenko Bala, dipl.ing.el.

23. rujna 2015.

ELO TVZ, Drugo predavanje kolegija Inteligentni sustavi, ak.god.2015/16.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

2/35

2

Z. Bala TVZ, Izborni kolegij Inteligentni sustavi, ak.god. 2015/16.

Da bi smanjili vrijeme ispada elektroenergetskog sustava i povealipouzdanost napajanja, za dispeere je kada ispadne napajanje vrlo bitno to

prije pronai mjesto kvara u distribucijskom sustavu.

U praksi se , odreivanje mjesta kvara najee temelji na heuristikimpravilima dobivenim iz prethodnog iskustva sistemskih dispeera.

Vana uloga eksperata u otkrivanju mjesta kvara distribucijskog sustavamotivirala je izgradnju i primjenu ekspertnih sustava na tom podruju.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

3/35

3


Veina do danas razvijenih ekspertnih sustava za dijagnozu kvara koristese informacijama iz opreme sklopnog postrojenja: prekidaa, releja,... Tielementi su prikladni za procjenu i sekcioniranje kvara na prijenosnom

sustavu.

Za kvarove koji za posljedicu imaju pregaranje osiguraa izmeuprimarnih grana i potroaa nee biti mogue dobiti informaciju s

prekidaa budui on nije isklopio.

Prekida strujnog kruga na glavnom voru primarnog voda neefunkcionirati za kvarove koji se dogaaju na bonim granama,

podgranama, distribucijskim transformatorima i pridruenim ureajima.

U ovom sluaju nisu dostupne informacije prekidaa strujnog kruga, kaoni lokacija ispalog osiguraa.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

4/35

4


Kvarovi na ovom dijelu sustava uzrokovati e prekid usluge manjembroju potroaa u odnosu na one na primarnom vodu.

Meutim oni se dogaaju ee od kvarova na primarnom vodu.Osim toga ovaj dio sustava sadri veliki broj iroko rasprostranjenih

ureaja na velikoj zemljopisnoj povrini.

Kako u dispeerskom centru postoji limitirani broj servisera i ekipa uslubi, za dispeera je bitno ispravno identificirati mogue lokacijekvara i na najvjerojatnija mjesta poslati limitirani broj servisera da

pronau pokvareni ureaj i poprave tete.

Ako serviseri ne uspiju pronai pokvareni ureaj blizu specificiranelokacije, dispeer mora napraviti novu prosudbu te poslati servisere nadrugo mjesto.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

5/35

5


U centralnom dijelu prometnih gradova kao to je Taipei, serviserimatreba vie od 30 minuta da stignu do mjesta koje je udaljeno svega 1

milju. Zbog gradskog prometa i limitiranog broja servisnih ekipa,

dijagnoza kvara veliki je izazov za dispeere.Jedina informacija dostupna TPC dispeerima su, od telefonskih

operatera u slubi za kupce, snimljeni pozivi za servis koji se faksiraju udispeerski centar.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

6/35

6


Dispeeri koriste adresu poziva i svoje prethodno iskustvo zaidentificiranje lokacije kvara.

Kako podaci o lokaciji nisu povezani komponentmaa distribucijskog

sustava, (kabela, transformatori, sklopke i sl.), nemogue je tonoidentificirati iz kojeg transformatora napaja kupac u kvaru.

U veini sluajeva dispeer e pregledati konfiguracijske dijagrame imape napojnih krugova i pokuati odrediti distribucijske transformatore ublizini adrese kupca, temeljem njihove povezanosti s ostalim ureajima u

distribucijskoj mrei, dispeer identificira nekoliko moguih lokacijakvara.

U procesu donoenja odluke, vanu ulogu imaju heuristika dispeerskapravila steene prethodnim operativnim iskustvom.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

7/35

7


Ekspertni sustav oponaa ponaanje iskusnog dispeera udijagnosticiranju kvarova distribucijskog sustava.

Da bi se dispeeri oslobodili od munog pregledavanja mapa i napajakihdijagrama, u bazu podataka ekspertnog sustava spremaju se lokacija i

karakteristike svakog ureaja.Konfiguracija sustava spremljena je koritenjem kazala, koje za svaki

ureaj pokazuje njegovog prethodnika.Kroz diskusiju s iskusnim dispeerima iz TPC ureda okruga Taipei City

sakupljen je skup heuristikih pravila.

Ta su pravila kodirana u raunalni program koritenjem Prologa - jezika

umjetne inteligencije i spremljena u bazu pravila ekspertnog sustava.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

8/35

8


Sklop za logiko zakljuivanje, koji za pronalaenje mjesta kvara, izvodideduktivno rasuivanje na pravilima iz baze, sastoji se od tri glavna

dijela:

dinamike metode pretraivanja, algoritama za potragu unatrag i

operacija nad presjekom skupova.

Ekspertni sustav instaliran je u osobno raunalo i testiran nadistribucijskom sustavu unutar servisnog podruja TPC ureda okruga

Taipei City.

Rezultati testiranja pokazali su da je ekspertni sustav sposoban na vrloefikasan nain identificirati greke u distribucijskom sustavu.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

9/35

9


Iz slike je vidljivo da se ekspertni sustav sastoji od baze znanja, logikejedinice i okruenja ovjek stroj. Baza znanja sastoji se od dva glavna

dijela: baze podataka i baze pravila.

Podaci odistribucijskom

sustavu: adresa ipozicija ureaja,povezanost i sl.

Heuristikapravila: dobivena

razgovorom siskusnim

dispeerima

BAZA ZNANJA

BAZAPODATAKA

BAZA PRAVILA

LOGIKA JEDINICA

OKRUENJE OVJEK - STROJ

KORISNIK EKSPERTNOG SUSTAVA

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

10/35

10


U bazu podataka pohranjeni su lokacija i karakteristike komponenate, te

ureaj koji joj prethodi u topolokom dijagramu.Ti podaci potrebni su logikoj jedinici za konfiguriranje distribucijskog

sustava u procesu odreivanja mjesta kvara.Logika jedinica jezgra je ekspertnog sustava. Preko okruenja ovjek-

stroj, logika jedinica zaprima adrese korisnika koji su u kvaru.

Koristei te adrese, podatke o distribucijskom sustavu iz baze podataka iheuristika pravila iz baze pravila, logikim rasuivanjem, logika

jedinica identificira mjesta kvara.

Ukoliko je potrebno, logika jedinica od korisnika moe traiti da neto

uradi ( npr. da nazove nekoga ) ili da joj da druge podatke korisne zaproces zakljuivanja.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

11/35

11


DIZAJN EKSPERTNOG SUSTAVA

Dizajniranje ekspertnog sustava zapoinje sa sakupljanjem podataka odistribucijskom sustavu i spremanjem tih podataka u bazu podataka.

Nakon toga, da bi se dobila heuristika pravila (pravila dobivena izprakse) za identificiranje mjesta kvara voen je razgovor sa iskusnimdispeerima. Zavrni korak u dizajnu ekspertnog sustava je kodiranje

pravila i izgradnja logike jedinice sposobne za izvoenje logikograsuivanja nad pravilima u svrhu procjene mjesta kvara.

Okruenje ovjek stroj slui kao sredstvo komunikacije izmeukorisnika i ekspertnog sustava. Pomou tog okruenja, korisnik zahtjeva

od ekspertnog sustava da odredi mjesto kvara. Isto tako korisnik moenadograditi podatke i pravila u bazi znanja.Sa druge strane, preko tog okruenja, ekspertni sustav snabdijeva

korisnike s informacijama o mjestima kvara i zahtjeva od njih da netourade

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

12/35

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

13/35

13


BAZA PODATAKA

1. Podaci o komponentama sustava

serijski broj, adresa i pozicija svakog vora komponente svakog vora (sklopke, osigurai, transformatori)

2. Konfiguracijski dijagrami napojnih krugova

3. Podaci o kljunim kupcima (bolnice, hoteli, i sl.) adrese i telefonski brojevi kljunih kupaca

4. Podaci o distribucijskim trafostanicama koje su esto preoptereene

5. Sekcije kabela i distribucijskih trafostanica koje su esto u kvaru

6. vorovi osjetljivi na kvar zbog takora

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

14/35

14


LOGIKA JEDINICA

Proces izvoenja novih injenica i konanog rezultata pomoudeduktivnog rasuivanja postavljenih pravila, kontroliran je od logike

jedinice, koja predstavlja jezgru ekspertnog sustava.

Kako se program izvodi u redoslijedu u kojem su injenice i pravilaspremljeni u program, te uz pomo nekih kontrolnih naredbi, korisnik

programa mora dizajnirati logiku jedinicu.Temeljem 6. pravila iz baze pravila, pretpostavljen je pojedinani dogaaj

ispada. Drugim rijeima, pretpostavljamo da u prouavanom sustavu, ubilo kojem trenutku, postoji samo jedan kvar.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

15/35

15


Dijagram toka procedura logike jedinice.

1. Uitavaju se zapisi prijave kvara

2. Da li je meu

njima kljuni

potroa ?

4. Koristi se metoda dinamikogpretraivanja za identifikacijuvora blizu potroaa u kvaru

3. Za pronalaenjepodruje kvara

izvodi se potragaunatrag od

kljunog potroaa

4. Koristi se metoda dinamikogpretraivanja za identifikacijuvora blizu potroaa u kvaru

DA

NE

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

16/35

16


5. Od svakog oblinjeg voraizvodi se potraga unatrag da se

dobiju mogua podruja kvara

6. Izvodi se operacija presjeka

skupova da se reducira brojmoguih podruja kvara

7. Za daljnju redukciju, trai seod korisnika da nazove

odreenog kljunog potroaa

8. Koriste se stavke 4 6 izbaze podataka za daljnjesuavanje podruja kvara

9. Ispis podrujakvara

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

17/35

17


Iz dijagrama toka slijedi da logika jedinica zapoinje s uitavanjemzapisa prijava kvarova od strane korisnika ekspertnog sustava.

Kako je odreivanje mjesta kvara vrlo hitan zadatak, da se smanji vrijemepotrebno za unos adrese potroaa u kvaru, dizajnirano je prikladno

korisniko suelje.

Potroai se mogu podijeliti u dvije grupe: grupa kljunih potroaa i grupa obinih potroaa.

Poznato je tono na koji vor je spojen kljuni potroa. Ali to nije

sluaj kod obinog potroaa.

Stoga 2. blok u dijagramu toka logike jedinice provjerava bazupodataka, da se ustanovi da li postoji neki kljuni potroa koji je u

kvaru.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

18/35

18


Ako postoji takav potroa, u 3. bloku provodi se potraga unatrag,poevi od vora sa kojeg kljuni potroa dobiva napajanje.

U procesu potrage unatrag koriste se svi u bazi podataka spremljeni

vorovi koji prethode tom voru.

Kao rezultat te potrage dobiva se podruje kvara koje sadri sve

prethodne vorove i njima pridruene ureaje (distribucijsketransformatore, sklopke i sl. ).

U podruje kvara ulaze i sekcije kabela izmeu vorova.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

19/35

19


Primjer 1: Kvar prijavljuje kljuni potroa koji dobiva napajanje iz vora 11

radijalninapojni

vod

potroa X

1 2

3

4

5

6

7

9

11

8

x10

12

13

14

Ypotroa Y

Blok 2

Blok 1

vor

primarninapojni vod

1

primarninapojni vod

2

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

20/35

20


Napojnom voru 11 prethode vorovi 1 2910.

Obzirom da ne razmatramo kvarove na primarnom napojnom vodu,

vorovi 1 i 2 otpadaju, pa podruje kvara ini radijalni vod od vora 2 dovora 11.

Bilo koji ureaj ili kabelska sekcija unutar podruja kvara, moe biti

uzrok prekida usluge za kljunog potroaa s vora 11.

Konkretno to znai da kvar moe biti na transformatorima i sklopkamakoji se nalaze na vorovima 9, 10 i 11, te na kabelskim sekcijama 2 9,

910, 1011.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

21/35

21


Primjer 2: Nema prijave kvara od strane kljunog potroaa

Kvar je prijavio obian potroa za kojeg nije poznato s kojeg se voranapaja. U ovom sluaju moramo pogaati sa kojeg vora se napaja taj

potroa.

Temeljem 1. pravila iz baze pravila zakljueno je da napojni vor potroaa u

kvaru ne moe biti daleko od njega.

Stoga 4. blok u dijagramu toka logike jedinice provodi metodu dinamikogpretraivanja za identifikaciju vora koji je blizu potroaa u kvaru.

Slijedi kratki opis metode dinamikog pretraivanja.

U bazi podataka imamo adresu i poziciju ( opisanu sa dvodimenzionalnim

pravokutnim koordinatnim sustavom ) svakog vora.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

22/35

22


Problem lei u injenici da imamo adresu potroaa u kvaru, ali ta adresaobino nije adresa niti jednog vora.

Glavna potekoa u lociranju vora, koji je blizu potroaa u kvaru, je danemamo koordinate potroaa.

Zbog toga metoda dinamikog pretraivanja zapoinje traenjem vora ija jeadresa blizu adrese potroaa u kvaru.

Npr. pretpostavimo da je adresa potroaa u kvaru ' Juna cesta br 10 ' .

Pronaen je vor s adresom ' Juna cesta br 14 ' i blizu je potroaa u kvaru.

Zakljuujemo da je taj vor blizu potroaa u kvaru. vor dobiva naziv 'centralni vor '.

Premda nije sigurno da potroa u kvaru dobiva napajanje iz tog vora, moese zakljuiti da ga dobiva od njega ili od okolnih vorova.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

23/35

23


Kako je lokacija svakog vora definirana na mapi s parom pravokutnihkoordinata, koritenjem tih koordinata mogue je pronai vorove blizu '

centralnog vora '.

Ekspertni sustav uzima u obzir vorove koji se nalaze unutar kvadratnogbloka dimenzija 100x100 m u ijem se sreditu nalazi ' centralni vor '.

Povrina kvadratnog bloka, na zahtjev korisnika ekspertnog sustava, moe serairiti ili suziti, metoda je nazvana dinamikom metodom pretraivanja.

Pretpostavimo da je zaprimljena prijava kvara od strane potroaa X ipotroaa Y.

Imamo adrese tih potroaa ali ne znamo njihove koordinate na mapi.

Zbog toga, prvo pomou adresa vorova pronalazimo da je adresa vora 7blizu adrese potroaa X, a adresa vora 14 blizu adrese potroaa Y.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

24/35

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

25/35

25


Npr. u Skupu 1, podruje kvara ( 1-3-4-5 ) ukazuje da u kvaru mogu bitivorovi 3, 4 i 5

i kabelske sekcije 1-3, 3-4 i 4-5

U 6. bloku dijagrama toka logike jedinice, da bi odredili zajednikapodruja dva skupa, izvodi se operacija presjeka i kao rezultat dobiva se:

Podruje 1: ( 1-3-4-5 )

Podruje 2: ( 1-3-4-7 )

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

26/35

26


U 7. bloku dijagrama toka logike jedinice, ekspertni sustav nastoji jo viesuziti dobivena Podruja 1 i 2, te provjerava listu kljunih potroaa u bazi

podataka da bi ustanovio da li u tim podrujima postoji neki kljuni potroa.

Zadatak zapoinje sa vorom najbliem izvoru. U naem primjeru to je vor3.

Ekspertni sustav provjerava da li se sa vora 3 napaja neki kljuni potroa.

Ako je odgovor pozitivan, ekspertni sustav ispisuje njegovu adresu i broj

telefona, te zahtjeva od korisnika da telefonski kontaktira kljunog potroaa iustanovi da li je u kvaru.

Ako je kljuni potroa u kvaru tada je podruje kvara reducirano na ( 1-3 ).

Drugim rijeima, potencijalno su u kvaru ureaji na voru 3 ili kabelskasekcija 1-3.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

27/35

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

28/35

28


IMPLEMENTACIJA EKSPERTNOG SUSTAVA

Ekspertni sustav implementiran je u osobno raunalo. Napisan je u jezikuumjetne inteligencije Prologu. Program ima otprilike 130 pravila.

Da bi demonstrirali efikasnost predloenog ekspertnog sustava, provjerena jeidentifikacija mjesta kvarova na distribucijskom sustavu unutar servisnog

podruja koje pokriva TPC ured okruga Taipei City.

Testirani sustav ima: 5 primarnih napojnih grana, 49 radijalnih grana i 138

vorova.

Meu potroaima koje opsluuje testirani sustav postoji 46 kljunihpotroaa.

Ulazni podaci u ekspertni sustav su adrese potroaa u kvaru.

Izlazni podaci iz ekspertnog sustava su adrese i povezanost svih ureaja upodruju kvara.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

29/35

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

30/35

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

31/35

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

32/35

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

33/35

33


1

10

2 3

4 5 6 7 8 9

11

12 13 14

15

16 17 1819

20 21

22 23 24

25 26

27

28 29

Ekspertni sustav odreujemogua podruja kvara, kadasu kvar prijavila 2 potroaa.

Testiran je sluaj kvara na

voru 17. a. Nijedan od njihnije kljuni potroa.

Slika 1. PRILOG 3.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

34/35

34


1

10

2 3

45 6 7 8 9

11

12 13 14

15

16 17 1819

20 21

22 23 24

25 26

27

28 29

Ekspertni sustav je

potvrdio podruje kvarana voru 17.

Slika 2. PRILOG 3.

7/24/2019 4 Prezentacija 23 9 15

35/35

35


Hvala na pozornosti!

4 prezentacija 23 9 15

Documents