二次供水系統(tǒng)故障樹(shù)及知識(shí)表示

石元婕

【摘要】 城市二次供水系統(tǒng)是居民用水最直接的環(huán)節(jié)，也是反映城市供水水平的關(guān)鍵要素之一。二次供水系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)單一的故障診斷方法或相關(guān)人員知識(shí)水平的局限性不能滿足診斷供水系統(tǒng)故障的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。本文以二次供水系統(tǒng)為對(duì)象，針對(duì)其系統(tǒng)的故障狀態(tài)建立故障樹(shù)研究分析，對(duì)供水系統(tǒng)故障樹(shù)知識(shí)表示進(jìn)做簡(jiǎn)單闡述。

【關(guān)鍵詞】 二次供水系統(tǒng) 故障樹(shù) 知識(shí)表示

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市供水區(qū)域不斷擴(kuò)大，高層建筑越來(lái)越多，政府供水官網(wǎng)水壓已無(wú)法滿足城市供水需求。為有效解決城市供水問(wèn)題，二次供水系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。二次供水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生水泵或者閥門(mén)等設(shè)備故障，這些故障發(fā)現(xiàn)滯后或者不能及時(shí)維護(hù)，對(duì)城市居民生活帶來(lái)一定影響，因此提高二次供水系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)具有重要意義。

一、故障樹(shù)模型診斷方法及符號(hào)表示

1.1故障樹(shù)模型診斷方法

故障樹(shù)模型是一種邏輯方法，將診斷對(duì)象結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的一種模型。故障樹(shù)具有判斷路線準(zhǔn)、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)單易懂等特點(diǎn)。故障樹(shù)模型將系統(tǒng)中最大的故障作為頂事件，根據(jù)相關(guān)系統(tǒng)特征及部件引起的故障事件利用邏輯關(guān)系來(lái)明晰故障產(chǎn)生的原因。故障樹(shù)分析法通過(guò)專家介入具有故障檢索完全的優(yōu)點(diǎn)，如果故障樹(shù)建立不精確，這種方法將沒(méi)有實(shí)際作用，所以，故障樹(shù)的建立需要全面和正確的故障搜索。

1.2故障樹(shù)事件符號(hào)表示及邏輯符號(hào)表示

1、故障樹(shù)事件符號(hào)。故障樹(shù)事件符號(hào)主要有以下四種：（1）矩形符號(hào)，表示故障樹(shù)中的結(jié)果事件可以是頂事件或者是中間事件。事件與邏輯門(mén)相互連接以表示這個(gè)邏輯門(mén)的輸入事件；上端與邏輯門(mén)聯(lián)系表示邏輯門(mén)的輸出；（2）圓形符號(hào)，表示故障樹(shù)中的底事件，說(shuō)明邏輯門(mén)只能作為輸入不能輸出，不需要做進(jìn)一步探究；（3）菱形符號(hào)，表示故障樹(shù)中發(fā)生故障率很小的事件，是可以忽略的事件；（4）三角形符號(hào)，是簡(jiǎn)化故障樹(shù)，表示子故障樹(shù)的轉(zhuǎn)移。

2、故障樹(shù)邏輯符號(hào)表示。故障樹(shù)邏輯符號(hào)表示主要有以下兩種：（1）邏輯“或門(mén)”，設(shè)A代表門(mén)的輸出事件，Bi（i=1，2，.........，n）代表邏輯門(mén)的輸入事件；（2）邏輯“與門(mén)”，當(dāng)Bi完全發(fā)生時(shí)，A必然發(fā)生，邏輯表達(dá)式為：A=B1∩B2∩…∪Bn；（3）邏輯“禁門(mén)”表示必須在滿足給定條件情況下有輸入事件的發(fā)生就會(huì)引發(fā)輸出事件。

二、二次供水系統(tǒng)水壓較低故障分析

造成二次供水系統(tǒng)水壓較低的原因有政府管網(wǎng)壓力低，首先應(yīng)聯(lián)系政府供水部門(mén)供水側(cè)壓力是否正常，其次檢查政府管網(wǎng)與本單位管網(wǎng)對(duì)接管路的完好，確定是否有泄壓現(xiàn)象；儲(chǔ)水設(shè)備，目前二次供水系統(tǒng)廣泛采用的一種運(yùn)行方式是將政府管網(wǎng)輸送的生活用水儲(chǔ)存于儲(chǔ)水設(shè)備中向用戶端提供生活用水，以保證一定的存水量。系統(tǒng)中水泵機(jī)組的開(kāi)、停由儲(chǔ)水設(shè)備水位高低進(jìn)行控制，當(dāng)儲(chǔ)水設(shè)備在低水位時(shí)，與系統(tǒng)輸配的電磁閥開(kāi)啟，使水泵機(jī)組開(kāi)始向儲(chǔ)水設(shè)備進(jìn)行供水；當(dāng)水位高于設(shè)定高度時(shí)，水泵機(jī)組停止，電磁閥關(guān)閉，相繼循環(huán)泵關(guān)閉。在系統(tǒng)供水過(guò)程中，如果儲(chǔ)水設(shè)備水位較低，恰好電磁閥出現(xiàn)故障不用動(dòng)作時(shí)使其循環(huán)泵與水泵機(jī)組不動(dòng)作，最終影響到居民用水水壓較低；加壓設(shè)備，在二次供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，循環(huán)泵的揚(yáng)程決定了用戶端水壓是否正常的基礎(chǔ)條件之一，當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)選定的循環(huán)泵的揚(yáng)程偏小或者水泵葉片、軸承磨損都會(huì)造成其輸水能力降低，最終導(dǎo)致水壓不足。

三、二次供水系統(tǒng)水壓過(guò)低故障樹(shù)分析

從故障樹(shù)的底事件開(kāi)始，通過(guò)輸入和輸出事件的邏輯門(mén)關(guān)系，代替中間事件只得到一種邏輯門(mén)的故障樹(shù)，并運(yùn)用布爾簡(jiǎn)化法對(duì)其簡(jiǎn)化，最后得到全部最小割集，進(jìn)而獲得故障樹(shù)的參數(shù)集。在二次供水系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)供水水壓過(guò)低的現(xiàn)象，此類(lèi)故障一般是因?yàn)楣┧芫W(wǎng)而導(dǎo)致的，造成故障原因較單一，將其分為整體水壓較低和局部水壓較低兩方面故障原因，故障原因的搜索主要依據(jù)設(shè)計(jì)人員及現(xiàn)場(chǎng)工程師。通過(guò)上面對(duì)水壓過(guò)低的故障樹(shù)定性分析，可以得到供水水壓偏低的最小割集。

四、診斷知識(shí)表示

1、人機(jī)界面。人際界面是將用戶信息和系統(tǒng)反饋信息進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換的媒介，外部輸入信息通過(guò)人際界面轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)輸出的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息也通過(guò)人機(jī)界面反饋給用戶，人機(jī)接口常用的兩種方式有：1）手動(dòng)式；2）命令式。

2、診斷知識(shí)庫(kù)。診斷知識(shí)庫(kù)的主要作用是存儲(chǔ)研究相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)利用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)來(lái)模擬相關(guān)專家的思維方式處理解決系統(tǒng)問(wèn)題的過(guò)程，知識(shí)庫(kù)分為三個(gè)方面：1）故障的基本概念和原理等基礎(chǔ)性指數(shù)，在知識(shí)庫(kù)中稱之為零級(jí)知識(shí)；2）零級(jí)知識(shí)不能解決的復(fù)雜問(wèn)題所需的知識(shí)，由相關(guān)專家知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充和彌補(bǔ)的知識(shí)，在知識(shí)庫(kù)中稱之為一級(jí)知識(shí)；3）在解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中，將前兩種知識(shí)進(jìn)行有效結(jié)合并運(yùn)用的知識(shí)，知識(shí)庫(kù)稱之為二級(jí)知識(shí)，二級(jí)知識(shí)以上的知識(shí)稱之為元知識(shí)。

3、診斷知識(shí)表達(dá)。人類(lèi)的智能判斷是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及知識(shí)的積累而產(chǎn)生的，為了使計(jì)算機(jī)智能化，需要將人類(lèi)相關(guān)方面專家所具備的知識(shí)通過(guò)一定的方法傳輸儲(chǔ)存到電腦里。故障知識(shí)的表達(dá)就是將書(shū)本的知識(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編譯形成計(jì)算機(jī)可以讀取的數(shù)據(jù)過(guò)程，相關(guān)專家系統(tǒng)的解決處理工作流程即為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)并運(yùn)用人類(lèi)知識(shí)去解決問(wèn)題的過(guò)程，所以故障知識(shí)的表達(dá)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理有利于故障知識(shí)在計(jì)算機(jī)中的儲(chǔ)存、搜索和運(yùn)用，并及時(shí)修改和補(bǔ)充。

4、知識(shí)表達(dá)方法介紹。1）產(chǎn)生式表示法。產(chǎn)生式表示法畢本形式為當(dāng)輸入事件發(fā)生時(shí)，輸出事件必然發(fā)生，優(yōu)點(diǎn)是方便描述規(guī)則性事件。2）框架基本形式。這種形式有多個(gè)描述節(jié)點(diǎn)組成，主要作用是表達(dá)描述對(duì)象的屬性；多個(gè)“側(cè)面”構(gòu)成每個(gè)“槽”，主要作用是表示“側(cè)面”所對(duì)應(yīng)的屬性。

五、結(jié)語(yǔ)

本文首先分析二次供水系統(tǒng)的故障樹(shù)模型診斷方法和符號(hào)表示，然后依據(jù)二次供水系統(tǒng)易出現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié)后建立了二次供水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)用戶側(cè)水壓較小故障樹(shù)模型，形成了故障診斷技術(shù)方法，最后對(duì)故障診斷知識(shí)表示加以闡述。

參 考 文 獻(xiàn)

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