智能工程及其在水利工程中的应用.ppt

语义网络知识表达 二、知识的获取与表达 知识的表达 逻辑表达法 二、知识的获取与表达 知识的表达 基于数理逻辑（一阶谓词演算）的知识 过程表示 二、知识的获取与表达 知识的表达 面向对象表示 二、知识的获取与表达 知识的表达 面向对象是一种软件开发技术，由于具有良好的封装性、继承性和多态性，作为知识的一种描述方法，也被人工智能广泛地使用。 类是面向对象的一个基本概念，类是对象的抽象，它由一组变量和一组操作封装而成，描述了一组具有相同属性和操作的对象。 类Ⅰ：属性+方法 类Ⅱ：属性+方法 …… 主要内容 一、智能工程的概念 二、知识的获取及表达 三、知识的运用 四、专家系统 五、应用实例 三、知识的运用 知识的重要运用----推理 推理是人们求解问题的主要思维方法，而智能系统的推理行为则由推理机完成。推理机是智能系统必不可少的一个组件，其基本任务就是在一定控制策略指导下，搜索知识库中可用的知识，与事实库中的事实匹配，产生或论证新的事实，获得问题的解。 推理机设计的两个重要内容： 推理方法 推理控制策略 推理方法：研究前提与结论之间的种种逻辑关系及其信 息传递规律 推理控制策略：指导推理过程中进行搜索的策略 初始状态空间 目标状态空间 搜索求解 定义规则 问题的解 控制策略（推理策略和搜索策略） 三、知识的运用 知识的重要运用----推理 三、知识的运用 推理方法 演绎推理和归纳推理 演绎推理是从已知的判断出发，通过演绎推出结论的一种推理方式，是一种由一般到个别的推理，相反，归纳推理是从个别到一般的推理。 形式逻辑推理 根据谓词逻辑进行推理，依赖于严密的逻辑学 联想型推理 在语义网络表达的知识中，利用结构关系及上层到下层概念的继承性进行推理 不精确推理 用于求解具有不精确知识的问题，主要理论基础是概率论 三、知识的运用 盲目搜索（无信息搜索） 启发式搜索 博弈树搜索 遗传算法 模拟退火算法 免疫算法 搜索技术 传统的搜索技术 （解决简单问题） 智能的搜索算法 （解决复杂问题） 主要内容 一、智能工程的概念 二、知识的获取及表达 三、知识的运用 四、专家系统 五、应用实例 专家系统是智能工程的一个重要分支，是人工智能理论的实际应用，是从一般思维方法探讨转入专门知识运用的重大突破。 专家系统可视为一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统，具有与专家同等解决问题能力的水平。 专家系统把知识和系统中其它部分分离开来，它强调的是知识而不是方法。这主要是由于： 一方面，很多有意义但是比较困难的问题没有易于实现的、基于算法的解决方案； 另一方面，专家系统知识相对比较缺乏，并且只有当人类专家拥有丰富的知识时，才可以解决大量的问题。知识在专家系统中具有非常重要的地位。 四、专家系统 专家系统 专家系统也称为知识库专家系统，是基于知识库的知识利用系统，是人工智能的应用工程——“知识工程”的典型代表。 一般说来，一个专家系统应具备以下三个要素： ①具备某个应用领域的专家级知识； ②能模拟专家的思维； ③能达到专家级的解题水平。 四、专家系统 专家系统 推理机 人 机 接 口 知识获取 咨询解释 数据库 知识库 专家 用户 用于存放系统求解问题所需要的领域专门知识。 用于存放原始数据和推理过程中得到的各种中间信息。 用来控制、协调整个专家系统工作的一组程序。 为知识库的建立、修改和扩充提供手段。 负责对推理出的结果作出必要的解释。 为用户提供直观方便的人机交互手段。 四、专家系统 专家系统的基本结构 专家系统是具有某个领域专家级知识的系统，要研制 和开发一个专家系统是一件复杂、困难和费时的工作。人们已经研制出一些比较通用的工具，作为设计和开发专家系统的辅助手段和环境，以提高专家系统的开发效率、质量和自动化程度。这种开发工具或环境，就称为专家系统开发工具。（例如机器人仿真、matlab、simulink、组态软件、管理信息系统开发工具）。可以理解成开发专家系统用的组态软件。 现有的专家系统开发工具，主要分成以下四类：骨架系统（又称外壳）、语言型工具、辅助工具和支撑环境。 四、专家系统 专家系统的开发工具 主要内容 一、智能工程的概念 二、知识的获取及表达 三、知识的运用 四、专家系统 五、应用实例 数据挖掘技术 在大坝安全决策支持系统中的应用 在大坝安全监控领域，一座大坝上布置的监测点个数以千记，各监测点年复一年的观测所采集和累计的数据是海量的。坝体、库水、坝基、气温、降雨、地震等等 针对水利行业海量的数据，我们应该如何利用现代的信息技术去