CN112836096B - 一种基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统，其包括推理机管理系统数据库、推理机管理系统、规则库变量配置模块、数据中间件和高炉运行状态数据库，其中，所述推理机管理系统数据库用于存储高炉专家知识规则；所述推理机管理系统通过所述规则库变量配置模块对所述高炉专家知识规则进行配置和维护，以及通过所述数据中间件从所述高炉运行状态数据库读取高炉运行数据，并与所述推理机管理系统数据库进行匹配和推理，进而将与规则匹配的操作炉型建议以及炉况说明反馈给高炉操作人员。该数据中间件使推理机从专家系统中独立出来，形成一个平台化产品，可将其复用于不同高炉，从而节省高炉信息化软件的开发成本。
Description
技术领域
本发明涉及高炉专家系统，具体地涉及一种基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统。
背景技术
自20世纪70年代以来高炉炼铁的自动化控制，已经成为冶金行业技术人员重点研究的对象，高炉被公认为是最复杂的冶金反应器之一。为了更好地理解、优化和智能控制高炉炼铁过程，许多从业人员已经对其进行了大量的研究。例如1995年1月25日中国专利局公布的首钢总公司申请专利《人工智能高炉冶炼专家系统方法》(专利号为1097804A)，介绍了一种高炉冶炼专家系统方法，其特点就是将专家知识库、推理机集成进高炉冶炼专家系统。这也是传统的高炉冶炼专家系统的实施方案，也被广泛应用于国内的钢铁厂。而随着时间的推移，传统的高炉冶炼专家系统的弊端开始显现，其主要体现在高炉操作专家系统规则库在经过长时间运行后，不能适应工艺要求的变化，造成传统高炉操作专家系统中的推理机功能模块不能适应需求的变化而逐步被弃用。对于广大钢铁企业来讲重新开发和部署一套全新的高炉操作专家系统代价太大，而独立开发一套推理机管理系统使之应用于已投产的高炉是广钢铁企业的一个更为经济可行的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种复用性高、适配性好、更灵活的基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统。为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统，其可包括推理机管理系统数据库、推理机管理系统、规则库变量配置模块、数据中间件和高炉运行状态数据库，其中，所述推理机管理系统数据库用于存储高炉专家知识规则；所述推理机管理系统通过所述规则库变量配置模块对所述高炉专家知识规则进行配置和维护，以及通过所述数据中间件从所述高炉运行状态数据库读取高炉运行数据，并与所述推理机管理系统数据库进行匹配和推理，进而将与规则匹配的操作炉型建议以及炉况说明反馈给高炉操作人员。
进一步地，所述高炉专家知识规则采用“条件+调剂方式&炉况说明”的形式，其中，所述条件包括模式条件和变量条件，所述模式条件包括模式组类型、模式组变量和模式组；所述调剂方式包括短风口、高炉温、调负荷、附加焦、调碱度、增加铁次、料线、压边缘、减边缘、压中心、减中心、调进水温度和调进水流量。
进一步地，其特征在于，所述规则库变量配置模块用于对模式条件和变量条件中的关键数据进行声明，是所述高炉专家知识规则的基础部分。
进一步地，所述高炉运行数据主要包括：风温、风量、风压、熔损反映消耗的炭量、热指数、热负荷、下料指数和炉底热电偶温度。
进一步地，所述数据中间件包括配置文件、配置文件解析模块以及高炉运行状态数据库读取模块，其中，所述配置文件用于建立所述变量配置与高炉运行状态数据库的映射关系；所述配置文件解析模块用于将配置文件读入内存之中；所述高炉运行状态数据库读取模块用于根据内存中解析的变量配置信息将高炉运行状态数据库中相对应的数据读取出来并返回给所述推理机管理系统。
本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是：通过数据中间件将推理机与高炉相关的运行管理系统进行了解耦，当高炉的一些工艺参数发生变化，或厂家希望将推理机应用于不同高炉时，利用本发明的基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统可实现可插拔的推理机管理系统，而无需为高炉重新开发一整套管理系统，仅需对数据中间件进行少量开发与配置即可实现系统可插拔的效果，大大节省了人力和财力；尤其对于已投产高炉，本发明可无缝应用于已投产高炉而不影响已投产系统的运行。
附图说明
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
图1为本发明的一种基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统的结构示意图。
图2为本发明中的推理机管理系统的功能结构图。
图3为本发明中的数据中间件的功能结构图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例提供的一种基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统的结构图。基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统是以高炉运行状态为核心其他附属系统为辅助的计算机网络中的关键部分，它包括推理机管理系统数据库、推理机管理系统、规则库变量配置模块、数据中间件和高炉运行状态数据库。
推理机管理系统数据库存储有模式数据、变量数据、调剂方式数据和炉况说明数据，它们之间使用规则号相互关联组成了一条条高炉专家知识规则。即，推理机管理系统数据库用于存储高炉专家知识规则。高炉专家知识规则采用“条件+调剂方式&炉况说明”的形式；条件包括模式条件和变量条件；其所述模式条件包括模式组类型、模式组变量和模式组；所述调剂方式包括但不限于短风口、高炉温、调负荷、附加焦、调碱度、增加铁次、料线、压边缘、减边缘、压中心、减中心、调进水温度、调进水流量等。
如图2所示为推理机管理系统的功能结构图，包含了条件管理和结论管理，其所述条件包括模式条件和变量条件，模式条件可认为是对特定的几个高炉运行参数进行综合判断得出当前高炉的一种运行的评估，例如针对炉内压差变化，其所判断的依据主要包含风量、风压、炉温等几个运行参数，当需要判断炉内压差模式时，推理机管理系统根据压差模式的变量配置读取高炉运行状态数据库中相应的运行数据进行匹配，将匹配到的专家知识结论反馈给高炉运行控制人员，令其对高炉的运行状态进行适当调整，从而提高高炉生产效率，避免发生生产事故。
规则库变量配置模块主要用于对模式条件和变量条件中关键数据声明，是高炉专家知识规则的基础部分。规则库变量配置模块将高炉运行的一些关键参数进行模型化，并将其存入推理机管理系统数据库，为高炉专家知识规则库中的模式条件与变量条件说明数据来源。
图3为数据中间件的功能结构图，包括变量配置映射文件、配置文件解析模块、高炉运行状态数据库读取模块。其中，变量配置映射文件是以xml文件格式存储规则库中的变量与高炉运行状态数据库中的表字段对应关系的配置文件，建立了规则变量与高炉运行状态数据库的映射关系。配置文件解析模块用于将配置文件读入内存之中，即，将变量配置映射文件(xml文件)转化为可执行的数据库查询语言(SQL语句)。高炉运行状态数据库读取模块用于根据内存中解析的变量配置信息将高炉运行状态数据库中相对应的数据读取出来并返回给所述推理机管理系统。具体地说，高炉运行状态数据库读取模块连接高炉运行状态数据库并执行SQL语句，将执行结果封装称对象返回给推理机管理系统，作为推理机推理的数据依据。
数据中间件的主要优点在于其将推理机与高炉相关的运行管理系统进行了解耦，当高炉的一些工艺参数发生变化，或厂家希望将推理机应用于不同高炉时，利用本发明的基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统可实现可插拔的推理机管理系统，而无需为高炉重新开发一整套管理系统，仅需对数据中间件进行少量开发与配置即可实现系统可插拔的效果，大大节省了人力和财力。尤其对于已投产高炉，本发明可无缝应用于已投产高炉而不影响已投产系统的运行。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统，其特征在于，包括推理机管理系统数据库、推理机管理系统、规则库变量配置模块、数据中间件和高炉运行状态数据库，其中，所述推理机管理系统数据库用于存储高炉专家知识规则；所述推理机管理系统通过所述规则库变量配置模块对所述高炉专家知识规则进行配置和维护，以及通过所述数据中间件从所述高炉运行状态数据库读取高炉运行数据，并与所述推理机管理系统数据库进行匹配和推理，进而将与规则匹配的操作炉型建议以及炉况说明反馈给高炉操作人员，其中，所述数据中间件包括配置文件、配置文件解析模块以及高炉运行状态数据库读取模块，其中，所述配置文件是以xml文件格式存储规则库中的变量与高炉运行状态数据库中的表字段对应关系的配置文件，用于建立所述变量配置与高炉运行状态数据库的映射关系；所述配置文件解析模块用于将配置文件读入内存之中，即，将变量配置映射文件转化为可执行的数据库查询语言；所述高炉运行状态数据库读取模块用于根据内存中解析的变量配置信息将高炉运行状态数据库中相对应的数据读取出来并返回给所述推理机管理系统，具体地说，高炉运行状态数据库读取模块连接高炉运行状态数据库并执行SQL语句，将执行结果封装称对象返回给推理机管理系统，作为推理机推理的数据依据。
2.如权利要求1所述的基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统，其特征在于，所述高炉专家知识规则采用“条件+调剂方式&炉况说明”的形式，其中，所述条件包括模式条件和变量条件，所述模式条件包括模式组类型、模式组变量和模式组；所述调剂方式包括短风口、高炉温、调负荷、附加焦、调碱度、增加铁次、料线、压边缘、减边缘、压中心、减中心、调进水温度和调进水流量。
3.如权利要求2所述的基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统，其特征在于，所述规则库变量配置模块用于对模式条件和变量条件中的关键数据进行声明，是所述高炉专家知识规则的基础部分。
4.如权利要求1所述的基于数据中间件的高炉专家规则知识库管理系统，其特征在于，所述高炉运行数据主要包括：风温、风量、风压、熔损反映消耗的炭量、热指数、热负荷、下料指数和炉底热电偶温度。
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