Городские инженерные коммуникации и нечеткая логика

[nikitka]

Добрый день!
пишу дипломную работу, в которой теоретически реализую ввод контроллера на алгоритме нечеткой логики. грубо говоря имеется 3 входных переменных : "возраст вентиля", "качество воды", "население". из первых двух переменных система делает вывод о "качестве вентиля", который, в свою очередь, является входной переменной для второго уровня системы, в который так же входит параметр" Население". и на выходе система дает ответ или совет - перекрывать вентиль или не перекрывать. к сожалению, я вообще не знаком с тем как это работает в реальной жизни. и что эти параметры могут быть вообще нелепыми. т.к. о качестве вентиля говорить не так то уж и просто - в общем то все параметры получаются несколько абстрактными. но мне уже никуда не деться и надо дописывать. системы построил - настроил. а обоснование и целесообразность не могу четко описать. может быть кто то смог бы подсказать статьи какие или еще что подобное? в совсем тонкости углубляться смысла нет, так же как и навинчивать еще всякие переменные как "Просадка грунта", "температурный фактор" и т.д. требуется только показать что система может работать и советовать.

[Jackson]

Удивительно, но гугль по запросу "коммунальное хозяйство нечеткая логика" ничего путного не выдал. Похоже, Вы - первопроходец. :)

И потом, если как Вы пишете, "систему разработал и настроил" - значит есть алгоритм. Киньте его сюда для стимулирования мыслительного процесса. Ну и вообще интересно. Людям же нужно знать что и для чего обосновывать. :)

[+] байка про обоснование

Темой моего диплома была АСУ судовой электростанцией (PMS), построенная на одном PLC. Один PLC управлял станцией состоящей из трех генераторов. В те времена такое решение ещё не было запрещено Регистром, собственно материалом для диплома была реальная PMS которая ставилась на реальный теплоход (проекта 17310 - до сих пор помню). В противовес этой системе была рассмотрена аналогичная PMS, но распределенная, в которой каждый генератор был снабжен независимой автоматикой и лишь небольшая общая схема связывала всё это воедино (соответственно при отказе этой общей схемы жизненно-важные функции PMS сохранялись и станция не разваливалась, при отказе автоматики одного генератора в работе оставалось еще два, чего с лихвой хватало для безопасности ). Проведя совершенно честный анализ по надежности, трудозатратам, эффективности и стоимости, я получил без подгонов обоснование того, что моя единая система лучше по всем показателям.
Впоследствии (буквально через пару лет) такое тех.решение было запрещено Морскими Регистрами всех стран кроме России (Россия подтянулась позже) как технически опасное, но тогда я об этом еще не знал.

Через два года мне, ставшему аспирантом, дали дипломника. Самый толковый парень из потока, но Иранец, соответственно у него были сложности со временем т.к. его замордовал иностранный факультет и прямо перед дипломом отправил на плав.практику. Парень действительно грамотный, и чтобы ему помочь я отдал ему свой диплом, поставив задачу: для того же проекта разработать уже распределенную PMS и обосновать её целесообразность. С разработкой я ему немного помог, а обоснование он делал сам. И вот он тоже, совершенно честно и без подгона при обосновании получил ровно обратный моему результат - распределенная система эффективнее. :)

То ли техника за 2 года так сильно поменялась, то ли....

В общем, обосновать можно всё.

[Михайло]

1. Вентиль качественный, если он не старый (не в возрасте) и вода качественная.
Отсюда
"Вентиль качественный" := NOT "Срок службы вентиля не вышел" AND "Вода качественная"

2. Вентиль следует закрыть, если вода некачественная и если населения много.
Отсюда
"Вентиль закрыть" := "Вода некачественная" AND "Населения много".

[Jackson]

2. Вентиль следует закрыть, если вода некачественная и если населения много.

Э... почему если народа много то без воды пускай сидит?

И где тут нечёткая логика? Всё очень четко и логично.

[VADR]

И где тут нечёткая логика? Всё очень четко и логично.

А мне, к примеру, само название "нечёткая логика" слух режет. Нечёткие там множества, а вот с логикой - всё в порядке. :)

[Михайло]

Э... почему если народа много то без воды пускай сидит?

ну я предположил, что клапан выполняет функцию безопасности... :D (тема докторской диссертации "нечеткая логика и безопасность"!)
Вообще как бы суть задачи непонятна. Что за переменная "население"? Количество людей в городе? В квартире?

И где тут нечёткая логика? Всё очень четко и логично.

Это классическая логика, из нее вытекают уравнения нечеткой логики.

[Михайло]

"Вентиль закрыть" := "Вода некачественная" OR "Вентиль некачественный" OR "Населения мало"

[VADR]

И где тут нечёткая логика? Всё очень четко и логично.

Это классическая логика, из нее вытекают уравнения нечеткой логики.

Достаточно вспомнить, что базовые логические операции в "обычной" логике называются объединением, пересечением и отрицанием - и понимание "нечёткой" логики заметно упрощается.

[nikitka]

к сожалению первооткрывателем не являюсь. есть группа авторов, написавших книгу"Алгоритмы и системы нечеткого вывода при решении задач диагностики городских инженерных коммуникаций в среде MATLAB" - Демидова, Кираковский, Пылькин. я сначала начал по ней писать. собственно они и являлись для меня "экспертами", задающими исходные переменные и коэффициенты для построения системы, а я ее уже просто дорабатывал. но потом столкнулся с проблемой, что книга эта - туфта. на 400 стр. полезных - 20. все остальное - нелепое переписывание принципов работы в среде MATLAB и как то уж слишком не очевидное построение некоторых моделей. при чем с изрядным количество ошибок.

как такого алгоритма нет, я собрал систему как раз таки в MATLABe, используя Fuzzy Logic ToolBox и Simulink для симуляции работы. могу выложить скриншоты с функциями принадлежности, заданными правилами и итоговым графиком. или сами файлы матлабовские.

собственно, не совсем понимая как все работает на самом деле, то тяжело найти аргументы в пользу такого вот контроллера. точнее его преимущество очевидно по сравнению с мужиком и ломомо, ковыряющим землю в поисках люка. а то что переменных мало - опять же - она пока лишь учебная и наращивать количество зависимостей дело уже второе.

под населением понимается любая группа людей, кого непосредственно коснется перекрытие вентиля.
еще есть просто исполняющий файл:

Код: Выделить всё

s1yr=readfis('s1yr');
s2yr=readfis('s2yr');
sim model
ka4_ven=fl.signals.values
otkl=sl.signals.values
if (otkl(1) >= 0) && (otkl(1)<=2) 
     a= ('откулючение недопустимо')
elseif (otkl(1) >= 4) && (otkl(1)<=6)
      a= ('средняя допустимость')
      elseif (otkl(1) >= 8) && (otkl(1)<=10)
      a=('отключение допустимо')

end

if (ka4_ven(1) >=0) && (ka4_ven(1)<=1.25)
    b= ('Качество Вентиля Очень Низкое')
% elseif (ka4_ven(1) = 2.5) 
%     b= ('Качество Вентиля Низкое')
    elseif (ka4_ven(1) >=3.75) && (ka4_ven(1)<=4.5)
    b= ('Качество Вентиля Плохое')
%     elseif (ka4_ven(1) =5)
    b= ('Качество Вентиля Среднее')
    elseif (ka4_ven(1) >=5.5) && (ka4_ven(1)<=6.25)
    b= ('Качество Вентиля Хорошее')
%     elseif (ka4_ven(1) =7.5)
%     b= ('Качество Вентиля Высокое')
    elseif (ka4_ven(1) >=8.75) && (ka4_ven(1)<=10)
    b= ('Качество Вентиля очень Высокое')
end

правда не совсем дописанный.

и модель в симулинк

[Михайло]

системы построил - настроил. а обоснование и целесообразность не могу четко описать.

В этом вся и соль, что Матлаб - это всего лишь игрушка. Чтобы обосновать, нужно придумать сферы применения "умного клапана".

[nikitka]

и по-этому реши обратиться к вам. может быть ту смогли бы что-нибудь толковое подсказать.
игрушка-не игрушка, но зато в матлабе можно смоделировать любой процесс. согласен, что практическое применение найти сложно, но управлять чем угодно без проблем )

[CHANt]

У меня сохранилась статья 2001 года одной фирмы, которая подводила базу фаззи под работу водопроводной насосной, видимо крупной районной.

Насосы.doc

Хотя, я такие задачи делаю с использованием обычного ПИ-регулятора. :)
Посмотрите, может как часть Вашей работы можно и подогнать...

[nikitka]

а может быть тогда кто-нибудь может подсказать как могло бы выглядеть графическое изображение "вентилей" на плане каком-либо?

[gcib]

Добрый день! Очистка стоков
пишу дипломную работу, в которой теоретически реализую ввод контроллера на алгоритме нечеткой логики. грубо говоря имеется 3 входных переменных : "возраст вентиля", "качество воды", "население". из первых двух переменных система делает вывод о "качестве вентиля", который, в свою очередь, является входной переменной для второго уровня системы, в который так же входит параметр" Население". и на выходе система дает ответ или совет - перекрывать вентиль или не перекрывать. к сожалению, я вообще не знаком с тем как это работает в реальной жизни. и что эти параметры могут быть вообще нелепыми. т.к. о качестве вентиля говорить не так то уж и просто - в общем то все параметры получаются несколько абстрактными. но мне уже никуда не деться и надо дописывать. системы построил - настроил. а обоснование и целесообразность не могу четко описать. может быть кто то смог бы подсказать статьи какие или еще что подобное? в совсем тонкости углубляться смысла нет, так же как и навинчивать еще всякие переменные как "Просадка грунта", "температурный фактор" и т.д. требуется только показать что система может работать и советовать.

Но тут слишком много нюансов может быть.
Вентиль поломан и воду перекрыть нельзя.
Вентиль поломан и вентиль открыть нельзя.
Вентиль исправен, но вода паршивая - надо закрыть.
Вентиль исправен, но вода паршивая - надо закрыть, но нельзя, т. к. народу много - вода нужна...
Тут вообще если логически мыслить можно умом тронутся!