[发明专利]一种基于决策树的工业以太网网络故障诊断专家系统

权利要求书

1.一种基于决策树的工业以太网网络故障诊断专家系统，其特征在于：包括知识库、推理机、知识库管理模块、知识获取模块、解释机和控制中心；

所述的知识库包括全局数据库和规则库，全局数据库是一组描述过程处理对象的符号的集合，用于问题描述和环境描述；规则库是由一组诊断规则组成，所述的一组诊断规则包括条件部分和结论部分，条件部分是关于全局数据库中某些数据的前提断言，结论部分是引起这个前提断言的原因或者是这个前提断言后续将要发生的类似前提；

所述的推理机是基于决策树推理的设计，决策树包括决策属性节点、属性值分枝和叶节点，决策属性节点是进行分类的决策属性的集合，属性值分枝是按照决策属性进一步划分的取值特性的属性值的集合，叶节点是决策或分类结果的集合；

所述的知识库管理模块包含故障管理、故障现象管理、特征信息维护、规则库管理、问题库管理，用于对知识库进行增加、删除、更改操作；

所述的知识获取模块通过工业以太网网络实时获取诊断规则；

所述的解释机是推理机同用户的图形接口，用来向用户解释推理的整个过程；

所述的控制中心用于更新知识库。

2.根据权利要求1所述的基于决策树的工业以太网网络故障诊断专家系统，其特征在于：所述的推理机的工作过程，包括以下步骤：

A：首先，推理机根据全局数据库的当前信息，决定在当前状态下能够与之匹配的N条诊断规则，称这些规则为触发规则；

B：推理机根据控制策略选择一条最合适的触发规则作为启用规则；

C：推理机执行启用规则，并根据启用规则的动作修改全局数据库内的信息，同时，经过修改的全局数据库又触发新的诊断规则，从而问题求解进行到下一状态；

D：再将上述步骤A、B、C反复进行，从而实现一个问题的最终求解。

3.据权利要求2所述的基于决策树的工业以太网网络故障诊断专家系统，其特征在于：所述的控制中心的工作过程包括以下步骤：

E：首先，利用规则库中的诊断规则判定故障原因，如果诊断出故障原因，则将故障原因显示用户；如果经过用户验证后是错误的原因，再经过实际操作获得正确的故障原因后，连同故障表现数据通过知识库管理模块一起输入现有知识库中；如果没有诊断出故障原因，进一步进行人工参与，从而获得故障原因，验证正确后，连同故障现象数据通过知识库管理模块一起输入现有知识库中，再调用知识获取模块更新现有知识库；

F：同时，当故障处理纪录达到一定数量，调用知识获取模块运用数据挖掘方法产生新的告警规则更新以前的旧规则。

4.根据权利要求3所述的基于决策树的工业以太网网络故障诊断专家系统，其特征在于：所述的前提部分和结论部分的表示法与全局数据库中的数据表示形式保持一致。

5.根据权利要求4所述的基于决策树的工业以太网网络故障诊断专家系统，其特征在于：步骤B中所述的控制策略包括两种情况下的策略：

⑴：推理机根据故障表现推理故障原因，若诊断出的故障原因不正确或者诊断不出原因，即判定此故障原因是一个新的故障原因，那么就需要管理员自己判断解决，待验证维修后可以将故障表现和故障原因输入到知识库中的问题库，再调用知识获取模块更新诊断规则表；

⑵：当知识库中的记录累计达到一定数目后，有足够的数据用来产生新的更适合现在的规则，并且更新旧的规则以及删除已经失效的数据。