Base de conhecimento

O sistema SEGRED-SCGAS 1.3 é implementado basicamente na forma de regras e classes. As classes contêm a definição da rede de gás, as variáveis envolvidas no processo e a definição de métodos procedurais para a execução de algumas tarefas. As regras são usadas para fazer o controle dos processos do sistema e para armazenar o conhecimento dos especialistas na solução do problema. Esta seção descreve a estrutura das regras que contêm o conhecimento dos especialistas, ou a base de conhecimento.

A base de conhecimento do sistema é dividida em grupos de regras, ou módulos, para a realização de diferentes etapas de inferência sobre a rede de gás. As etapas são as seguintes:

• Gerar alarmes para a situação operacional da rede;

• Verificar a situação operacional das estações;

Todas as regras são semelhantes em termos estruturais. Cada módulo de regras é identificado por uma premissa correspondente ao fato de controle que determina qual processo está sendo executado. Existem diferenças apenas com relação às informações consideradas nas premissas e no detalhamento das conclusões.

Para realizar inferência com os três grupos de regras mencionados, é necessário que o sistema tenha feito previamente a análise das variáveis de entrada e a geração dos fatos descritos na seção anterior.

As regras responsáveis por gerar os alarmes para a rede são as mais simples em termos de conhecimento heurístico envolvido. São baseadas nos limites operacionais da rede, e derivam suas conclusões diretamente dos fatos que definem a situação das variáveis de processo. A Tabela 5.2 apresenta a estrutura básica das regras pertencentes a este módulo.

Tabela 5.2 – Regras: gerar alarmes para a situação operacional da rede

Premissas Ações Fato de controle: (ativar-alarmes) Objetos: ESTACAO; EQUIPAMENTO; TUBO

Fatos de análise de variáveis:

(analise ...)

Gera instância da classe ALARME

As instâncias da classe ALARME são geradas quando existe alguma irregularidade nas variáveis lidas ou calculadas na rede, em geral junto a uma estação. A criação destas instâncias é feita através de um método definido na classe GERENTE.

Estas instâncias são usadas para apresentar o problema ao usuário por meio da interface gráfica e devem conter uma descrição resumida do problema, a cor indicando a gravidade e

uma referência ao componente onde o problema foi detectado. Abaixo apresenta-se um exemplo de instância:

[ALARME01] of ALARME (componente [ERPM003]) (display “ClienteXY”)

(mensagem "Pressão jusante muito alta para CLIENTE") (gravidade vermelho)

Para as regras que avaliam a situação operacional das estações de entrega de gás aos clientes, as premissas são muito semelhantes às anteriores, porém a avaliação é mais detalhada e feita somente para uma estação de cada vez. A Tabela 5.3 apresenta a estrutura básica das regras pertencentes a este módulo.

Tabela 5.3 - Regras: verificação da situação operacional das estações

Premissas Ações

Fato de controle:

(ativar-analise ?estação)

Objetos:

ERPM; EM; EQUIPAMENTO; TUBO

Fatos de análise de variáveis:

(analise ?estação ...)

Gera descrição da situação operacional da estação

Gera hipóteses (fatos) de falha em equipamentos

(analise ?estação falha ?equipamento)

A descrição da situação operacional da estação é feita de maneira textual e armazenada no atributo “analise” da própria estação, o qual é herdado da super-classe COMPONENTE. Esta descrição é feita com base na combinação dos fatos que definem a situação das variáveis de processo e envolve o conhecimento heurístico dos especialistas.

Como exemplo de heurística para esta análise, cita-se a combinação dos valores de pressão a montante e jusante da estação. Ao invés de simplesmente indicar um problema de pressão baixa a jusante da estação, o sistema avalia simultaneamente a pressão a montante e informa ao usuário se o problema é conseqüência de falha na estação ou se é decorrente da insuficiência de pressão na tubulação da rede.

Ao mesmo tempo em que descreve a situação operacional da estação, as regras deste módulo geram fatos que indicam os equipamentos que podem estar causando um problema constatado através das variáveis. Estes fatos constituem as hipóteses de falha para a estação, as quais servirão como metas para o posterior processo de diagnóstico nos equipamentos.

O módulo de diagnóstico corresponde ao último processo de inferência na avaliação das condições de operação da rede. Tem por objetivo identificar as causas potenciais de falhas em equipamentos de estações, como válvulas, medidores ou filtros. Consiste em um processo semelhante de detecção de causas de falhas executado na etapa anterior, porém em um nível mais específico dentro da hierarquia de sistemas da rede. Enfoca um equipamento específico como sistema para a análise de falhas e tenta indicar o elemento, ou peça, que pode ser a causa da falha no equipamento.

Estas regras são baseadas nas informações sobre modos de falha dos equipamentos, obtidas dos especialistas e organizadas na forma de árvores de falhas (FTA), conforme descrito no Cap. 3. Além dos fatos e objetos utilizados como premissas nas regras das etapas anteriores, as regras de diagnóstico utilizam os fatos que representam as hipóteses de falha para a estação. A Tabela 5.4 apresenta a estrutura básica das regras de diagnóstico.

Tabela 5.4 - Regras: diagnóstico de falhas em equipamentos das estações. Premissas Ações Fato de controle: (ativar-diagnostico ?estação) Objetos: MEDIDOR; EQUIPAMENTO; VREG; VBLOQAUT; FILTRO

Fatos de análise de variáveis:

(analise ?estação ...)

Fatos de hipóteses de falhas:

(analise ?estação falha ?equipamento)

Gera relatório para o equipamento:

descrição do problema (falha); possíveis causas da falha; sugestão de ações corretivas.

O relatório de diagnóstico do equipamento é feito de maneira textual e armazenado no atributo “diagnostico” do próprio equipamento, o qual é herdado da super-classe EQUIPAMENTO. A visualização destas informações pode ser feita através da interface gráfica, acessando a janela do respectivo equipamento.