[發明專利]一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法

無效

• 申請號: 201210506302.7
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103092914A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 陳果;李愛;王洪偉;于明月;郝騰飛;程小勇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明屬于信息處理技術領域，特別是一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法。?

背景技術

隨著航空、航天、核電站、機器人等高技術的發展和人們探索自然領域的擴展，系統的自動化水平日益提高，規模日益擴大，復雜性迅速提高。面對復雜的系統，可靠性、可維修性和有效性顯得越來越重要。特別是航空、航天、航海、核工業等，由于其特定的工作環境，原則上只許成功，不許失敗，對系統的安全性、可靠性和有效性提出更高的要求。而故障檢測與診斷則為提高系統可靠性、可維修性和有效性開辟了途徑。隨著人工智能技術的不斷進步，診斷技術己開始進入一個新階段，即智能化診斷階段。而專家系統是人工智能領域中最活躍的一個分支。這種方法不依賴于系統的數學模型，而是根據人們長期的實踐經驗和大量的故障信息知識，設計出一套智能計算機程序，以此來解決復雜系統的故障診斷問題。由此可見，建立機械設備的故障診斷專家系統，構建專家知識庫，將人類專家的經驗轉化為知識規則存放于知識庫中，并建立知識獲取和維護機制，實現知識的學習和更新，同時，模擬人類專家的推理過程實現故障診斷，這樣不僅能夠大大提高診斷的精度、減少對人類專家經驗的依賴、提高診斷的自動化程度，而且有利于積累人類專家的寶貴知識和經驗。?

目前的專家系統知識獲取基本上是基于經驗的機械式的學習方法，知識更新困難、知識規則經常會出現嚴重的不一致、冗余、甚至組合爆炸等問題。目前，已有許多關于粗糙集、神經網絡、支持向量機等知識獲取研究工作，但未與專家系統知識庫進行鏈接。因此，突破專家系統知識獲取瓶頸，保證知識獲取的正確有效性，具有重要的現實意義和工程實用價值。?

發明內容

本發明針對上述問題，本發明提出了一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法，Weka軟件是開源數據挖掘軟件，將其作為專家系統知識獲取平臺，對于突破專家系統知識獲取瓶頸，保證知識獲取的正確有效性，具有重要的現實意義和工程實用價值。以期突破現有專家系統的知識獲取瓶頸，保證知識獲取的正?確有效性。?

為達成上述目的，本發明的技術方案是：?

一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法，包括如下步驟:?

步驟A,創建知識庫，建立規則表和故障模式表，并建立由訓練樣本構成的案例庫；?

步驟B，使用Weka軟件對樣本進行規則提取，并對規則進行驗證，其步驟如下：步驟B-1，利用J48算法對數據集建立決策樹；?

步驟B-2，采用10折交叉驗證，即將初始樣本集劃分為10個近似相等的數據子集，每個數據子集中屬于各分類的樣本所占的比例與初始樣本中的比例相同，在每次驗證中用其中的9個數據子集組成訓練樣本，用剩下的一個子集作為測試集,輪轉一遍進行10次驗證；?

步驟C，將Weka軟件提取的決策樹規則存入專家系統知識庫中；?

步驟D，專家診斷，對于待診斷樣本，將其特征值輸入到推理機，經過推理即可得到診斷結果。?

本發明的有益效果是：一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法，通過創建知識庫，使用Weka軟件對樣本進行規則提取和驗證，存入專家系統知識庫中，供專家系統診斷。所述方法能夠實現專家系統知識規則的自動獲取，實現專家系統知識庫的實時更新；知識獲取可靠，適用性強，可以對各種類型的數據選擇合適的數據挖掘方法進行規則提取。?

附圖說明

圖1是本發明一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法結構示意圖。?

具體實施方式

本發明所述一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法，結合圖1所示結構對本發明舉例詳細說明，并驗證本發明所述方法的實際效果。?

一種基于Weka軟件的專家系統知識獲取方法，包括如下步驟:?

步驟A,創建知識庫，建立規則表和故障模式表，并建立由訓練樣本構成的案例庫；以歷史積累數據為基礎，對各種故障和不合格案例深入研究，采用統計分析的方法，確定知識庫中規則表以及故障模式表的結構，規則表一般由規則前件即條件，和規則后件即結論組成，故障模式集由故障代碼、故障描述以及故障建議組成；最后構建案例庫，將收集到的案例存儲起來，當案例積累到一定數量后，?就可以從大量的案例中運用數據挖掘的方法進行知識規則的自動獲取；本實施例案例庫使用Access數據庫，由于Weka軟件是由Java語言開發的，需要將案例數據轉化成Weka軟件可以處理的數據格式，然后啟動Weka軟件進行規則提取。?