专家系统范文10篇

【摘要】为了解决中医诊疗专家系统中知识获取瓶颈和推理技术应用等问题，把基于案例推理技术用于中医诊疗专家系统的知识表示和推理。提出系统模型，介绍了案例推理的基本结构：案例提取网（caseretrievalnets）以及案例提取算法，对系统中案例的学习和修正机制进行了说明，并提出用基于案例的解释来生成诊断结果的解释性说明以及辅助构建基于案例的中医诊疗辅助教学系统。这种基于案例推理的中医诊疗专家系统可以适应不确定、不完全的知识表示，病案案例获取方便，充分体现中医经验在诊疗过程中的重要作用，是建立中医诊疗专家系统的一种新方法。

【关键词】人工智能；专家系统；中医；基于案例的推理；案例提取网

Abstract：InordertosolveknowledgeacquisitionandreasoningtechnologyissuesinthetraditionalChinesemedicineexpertsystem，thispaperintegratestheCBRtechniqueintotheKnowledge''''srepresentationandreasoningofit.Weputforwardthesystem''''smodelandintroducethebasicframeworkofcasereasoning:caseretrievalnets,andcaseextractionalgorithm.ThispaperalsoexplainsthemechanismofcasestudyandreviseandputsforwardamethodtoexplainthediagnosisresultandtobuildaassistanttutoringsystemofChinesetraditionalmedicinebyusingcase-baseexplanation.Atlast,thispapermakesasummaryoftheadvantagesofthesystem,andputforwardthefurtherresearchanddevelopmentdirections.Itcanadapttouncertainty,incompleteknowledge,convenientaccesstomedicalrecordscase,fullyembodytheimportantroleoftheChinesemedicineexperienceintheclinicprocess.OurmethodisanovelmethodtoestablishatraditionalChinesemedicineexpertsystem.

Keywords：AI；Expertsystem；TraditionalChinesemedicine；Case-basedreasoning；Caseretrievalnets

中医药现代化是国家中长期科技发展规划中具有战略意义的研究课题。为了适应信息时展要求，促进祖国传统医学的传承和发展，使中医中药在国际竞争中更具优势和特色，利用现代先进的智能的信息技术来解决中医诊断信息化过程中的关键问题，无疑是一项迫在眉睫的基础性工作。然而，我国在这方面的整体研究水平还较低，多数中医诊疗专家系统缺乏足够的智能性，离临床使用要求还有很大距离。归结其原因主要有：没有从中医的整体性、系统性来分析和解决问题，仅针对具体病症分散开发一些小系统［1］；系统结构固定，多采用基于规则的推理，准确性依赖于初始化时专家知识库的建立，难以适应多变的实际应用环境；没有很好实现中医专家知识的自动获取和学习，对于半结构化和非难以适应结构化诊疗知识无法很好地表示，存在知识获取瓶颈；直觉性经验知识是专家经验知识的重要组成部分［2］，现有系统的知识获取和表示形式难以适应中医知识的这种经验性。

基于案例的推理（case-basedreasoning，CBR）是将以前解决问题的经验以案例形式存储，作为以后的问题解决参考的一种机器学习和推理方法［3］。它在非结构化知识表示上很有优势，并且在知识获取上，优于基于规则的表示。在基于案例推理的医学诊疗专家系统中，知识的主体是病案案例，在知识获取和学习上有大量现成的来源。本文将基于案例的推理技术引入中医诊疗专家系统的建模中，使用案例表示中医专家的诊疗经验，用案例提取网（caseretrievalnets，CRN）作为案例提取结构，实现案例的提取、学习。系统根据几千年来众多中医名家的诊疗经验建立案例库，以案例推理方法为基础，模拟中医专家看病推理过程，针对病人的“望、闻、问、切”四诊症状，推断出病人几种症候的可能性，并由此提出建议处方，实现智能化的中医专家诊断过程。

3．2系统功能集成化。农作物生产是一个多方面的综合体，影响因素繁多，时空差异和变异性大，生产稳定性和可控性差，随时可能遭受气候、气象、病虫害的侵袭，因此需要不同的相关的多个领域专家系统共同合作。将系统模拟、地理信息系统、全球定位系统、决策支持系统等技术相结合，这些集成技术可以更有效地研究气候变化对农业的影响、土地评价以及农业环境保护等问题。

3．3系统技术综合化。现有的专家系统在建模中多利用简单的数学回归模型，这种模型一般只考虑部分因素，而作物生产过程中需要解决的问题往往是多个因素的共同作用，因此建模时应考虑多因素的影响。目前，人工神经网络、模糊数学、随机模拟等多种技术的研究日趋成熟，将这些技术用于专家系统必然会增加其处理功能。尤其是在解决一些复杂问题时，人类专家有时很难准确表达自己的想法，或者很难找出其规律，利用这些技术可以帮助知识工程师解决问题。

3．4系统应用网络化。进一步提高农业专家系统的智能化和本土化程度，通过网络传送走向田间将成为一种趋势。网络技术无疑可以弥补我国农业的分散与闭塞弱势。光纤化和宽带化的国家网络建设，为农业专家系统应用网络化提供了良好的硬件条件。因此，未来农业专家系统在设计阶段首先要考虑网络化、数据共享问题。能够成功地在网上运行的系统才真正具有强大的生命力和实用性，符合农业生产与管理的要求[12,13]。

3．5系统面向多层次设计。专家系统服务的对象并不都在同一个层次上，文化程度存在较大的差异，不同对象要求获取信息的复杂程度不同，所操作的专家系统和输出的内容复杂程度也不相同，因此开发不同层次的专家系统(如面向灌溉管理专业人员、农村技术人员、农户的灌溉专家系统)也是需要考虑的一个问题[14]。

3．6系统开发市场化。我国已经成功加入WTO，因此农业专家系统的建造不应忽视国际市场的需求，开发既能满足我国需求也能适宜国际需求的农业专家系统是必要的[12,13]。

3．7创造良好的农业专家系统应用的外部环境。目前，我国农村计算机的普及(包括上网)虽然初显端倪，但由于资金、条件和培训对象文化程度等诸多因素的限制，推广和普及计算机依然存在着许多实际困难，与经济和社会发展的要求相差甚远，远远滞后于其他行业，与发达国家相比更显不足，从而也影响了农业专家系统的更进一步推广应用。为此，必须从计算机技术培训人手，传播和普及计算机技术，并进一步在现有的有线通信技术体系中，减少农村缺乏网络服务商的服务及农民文化素质低等重大障碍，改善农民的上网条件。另外，农业企业是我国农业生产的主力军之一，只有农业企业积极使用农业专家系统，大力推进电子商务，才能提供全球服务、提升企业形象、开拓潜在市场、增加企业利润，才能使企业信息化走向实务。由于农业生产具有生产周期长、成本高、风险大、收益低等特点，我国大部分企业分散经营，环境闭塞，信息不灵，传递不便，难以形成竞争优势。而在市场经济下，随着全球经济一体化的发展和我国加入WTO进程的加快，企业信息化能使人力、物力、财力以及内外部信息资源得以充分开发和利用，从而降低成本，提高经济效益，在激烈的竞争中找到自己生存与发展的空间，并最终使农业专家系统更好地为农业、农村、农民服务创造一个良好的外部环境[15]。 4结束语

随着商品竞争程度不断加强，这就要求企业不但要提高产品性能，而且要尽可能缩短产品供应周期。传统的产品设计方法将设计对象分解为许多独立部件分别进行研究，孤立静止的分析问题，因此使得设计结论带有片面性和局限性，难以满足需要。随着现代设计理论、方法不断完善，特别是基于知识的专家系统设计方法的产生和发展，使利用计算机求解工业产品设计过程中大量数值和非数值性问题成为可能。通过引入专家系统对设计过程进行控制，对设计结果进行评价，减少了设计过程中的盲目性，节省了设计时间。然而考虑到产品设计过程存在着大量的非理性的因素，可定位该专家系统为一个辅助工具，为充分发挥设计者的能力，可将系统意见作为设计参考，而把最后的决策权交给设计者。

1专家系统与工业产品设计

1.1专家系统及其发展状况

专家系统是人工智能的一个重要研究分支。它是一种具有大量知识和经验的计算机程序。专家系统从领域专家那里获得知识，用一定的方法进行表达、存储、管理和维护，通过对专家知识和经验的综合运用，进行推理和判断，从而解决现实世界中的复杂问题。[1]目前已有多种类型的专家系统被广泛应用于国民经济的各个领域，包括解释型、诊断型、设计型等多种不同的类型。虽然它们的功能不同，但是它们具有下列共同的特点：

1)以足够复杂的问题为对象；

2)从某个问题领域的专家处获取专业知识；

农业信息技术是新的农业科技革命的先导,是21世纪现代农业的重要标志之一,而智能化农业信息处理系统是实现农业信息化的基本手段之一。农业“专家系统”亦称电脑农业专家,是一种智能化的农业信息系统,是一种拥有高层次、多方面农业专家知识,并能模仿人类推理过程,向用户提供形象、直观的各种农业问题的决策咨询。与人类专家相比,拥有综合性的知识和高速处理知识的本领,且不受时间、空间的限制和人类情感的影响。农业“专家系统”不仅可以保存、传播各类农业信息和农业知识,而且能把分散的、局部的单项农业技术综合集成起来,经过智能化信息处理,针对不同的生产条件(自然条件、经济条件、科技水平),给出系统性和应变性很强的各类问题的解决方案,为农业生产的全过程或某一生产环节提供专家水平的服务,从而促进农业生产的发展;促进农业实用技术的全面普及和推广,促进农民文化素质的提高和科技意识的增强,促进农业科技化和产业化的不断提高,保证宏观决策的合理化、经营管理的现代化和生产过程的科学化,从而加快农业现代化的发展。

1提高农民的科技文化素质,促进农民增收我国农村广大农民文化水平较低,科学种田的基础较差。农业“专家系统”能够根据当地当时的实际情况,给予十分直观、浅显和比较准确的意见,指导农民按照先进技术科学施肥、防治病虫害、进行田间管理,以及科学饲养和养殖等。配有多媒体的“专家系统”,声、图、文并茂,更能生动形象地普及先进科学知识,为农民解答农业生产中的各种难题,促进农民增收。我国智能化农业信息技术应用示范工程项目启动以来,已经让700多万农户受益,累计增收节支总额达28亿元。

2有效地解决农业科技推广人员短缺的问题我国是农业大国,基本上以家庭为经营单位,进入市场的广大农民由于缺乏科学的决策指导而经常遭遇高投入、低效益、销售难的误区,他们更急需产前、产中及产后的科学决策指导。现有的农业科技人员的数量、质量,都不能满足生产发展的需求。高层次的农业专家更是缺乏,农民的科技文化素质相对较差。农业生产决策带有较大的主观性和盲目性,基本处于凭经验决策状态,缺乏大量信息和科学决策指导。我国农业专家严重缺乏,很难入户指导。农业“专家系统”可以代替专家,尤其可以汇集专家群体的智慧,长期“蹲点”在农村,“陪伴”在农民身旁,计算准确,反映速度快,“记忆力”强,并且有声有色,能起到专家难以起到的作用。国内外农业专家创造了无数高水平和有实效的科研成果,但是很多研究成果,尤其是各种具体技术措施没有能为那些文化素质偏低的农民所掌握。例如,生产者能买到好的品种的种子,但如没有配套栽培措施,也不能高产;施肥、喷药不合理,不仅产量上不去,反而会造成污染。农业“专家系统”正是把农民难以买到的农业专家头脑中的农业先进技术,有效地传播给广大农民的十分理想的工具。

3促进土地资源的可持续利用随着社会的发展,我国的耕地面积在不断地减少,这已成为不可逆转的事实。就山东省的情况而言,不可能走外延或是扩大耕地面积之路,而只能走内涵式节约和保护耕地资源,提高其利用率和生产率的道路,农业“专家系统”集成了专家群体的知识和经验,可以根据用户的生产条件(气候因子、土壤肥力、水利设施、投入水平等)进行科学决策,向用户提供种植作物的类型、种植模式、合理的指标(产量、质量、效益)以及具体的栽培措施,从而提高耕地的利用率和产出率,使有限的耕地资源得到最大限度的利用。

4充分提高肥料资源的利用率“专家系统”集成了农业专家群体的知识和经验,可以根据不同的自然条件、经济因素,进行综合推理,因地制宜、因时制宜地向用户提供最适宜的肥料种类、最佳的施肥时间,最合理的施肥量以及先进的施肥方式,并同时提供防止肥料挥发、淋溶或者固定的技术措施,使施肥有了科学的依据,克服盲目性,从而提高肥料的利用率,降低施肥成本。

5提高作物病虫害的防治水平,减少农药污染,保护环境农业“专家系统”一般都能帮助用户识别危害作物的病、虫的种类,使用户认识防治对象,并有针对性地提供综合防治措施,从而克服作物病虫害防治的盲目性和单一性,不仅提高防治效果,减少农药污染,还不断地改善各类天敌恢复和发展的条件。

摘要：本文分析了进入新世纪以来我国农业专家系统应用状况、存在的问题，并对未来的农业专家系统发展前景进行了展望。

关键词：专家系统；计算机应用

Abstract：ThispaperanalyzedtheapplicationsandopenquestionsofagriculturalexpertsysteminthenewcenturyinChina，finally，hadallexpectationofthedevelopmentprospectforthefutureagriculturalexpertsystem．

Keywords：expertsystem；computerapplication

我国加入了WTO，传统型农业面临巨大的挑战，因而必须依靠先进的科学技术，向信息化、现代化农业迈进。而信息技术的广泛应用，为农业的发展提供了技术支持。[4]农业信息技术是21世纪高新技术应用于农业的关键技术之一，近二十年来在世界各国得以迅速发展。农业专家系统是农业信息技术的一个重要组成部分，它是我国农业信息技术发展的突破口，对我国农业发展有着深远的影响。[5]

农业专家系统也可叫农业智能系统，是一个具有大量农业专门知识与经验的计算机系统它应用人工智能技术，依据一个或多个农业专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断，模拟农业专家就某一复杂农业问题进行决策。目前国际上有近百个农业专家系统．广泛应用于作物生产管理、灌溉、施肥、品种选择、病虫害控制、温室管理、畜禽饲料配方、水土保持、食品加工、财务分析、农业机械选择等方面，有些系统已成为商品进入市场。[4]

摘要环境专家系统是继环境数据库、环境管理信息系统之后出现的解决环境问题的有用工具之一，目前已成为环境科学研究的热点之一。废物最少化处理的问题是如何在企业产前、产中、产后的生产全过程中减少废物的数量、降低废物的毒性。本文论述了废物最少化专家系统的设计原则，即实用性原则、系统性原则、领域专家与知识工程师相结合的原则、面向用户原则、知识库与推理机相分离的原则、知识统一表示原则；提出的废物最少化专家系统的结构，包括5个部分：知识库、推理机、数据库、解释器及人机接口；讨论了废物最少化专家系统的知识获取方法及知识表示模式；以镀铬行业为例建立了知识库，并以M．I．专家系统开发工具建立了镀铬行业废物最少化专家系统。

关键词环境专家系统废物最少化

专家系统(ES)是人工智能(AI)的一个分支，产生于60年代中期。专家系统是一个(或一组)能在某特定领域内，以专家水平去解决领域中困难问题的计算机程序(黄可鸣1988，陈世福等1988，Waterman1986)．国外环境专家系统的研究起步较晚，但发展较快。就美国环境专家系统的发展状况而言(白乃彬1993)，1985年前尚无环境专家系统，然而最近几年发展很快，环境各个领域都出现了专家系统，实用性强是它们的共同特点。从应用功能来分，有以下类型：评价、预测、诊断、设计、管理、教育和生产控制等，其中大部分是环境评价专家系统。国内环境专家系统的研究从1987年开始，目前已有城市环境噪声防治、城市污水处理、水资源保护、区域大气环境质量评价等方面的专家系统。本文首次报道废物最少化专家系统的研究成果。

1问题界定

废物最少化最早由美国提出，并已在很多国家得到实施。美国国家环境局对废物最少化的定义是：在可行的范围内，减少产生的或随之贮存、处理、处置的有害废物量。废物最少化制度将环保部门通常使用的逆向反馈控制模式与生产部门通常采用的正向控制模式结合起来：它不仅能减少废物的数量和毒性，进而减少其处理与处置成本，而且希望能减少生产成本、提高生产率和产品质量，增加企业收入。废物最少化以系统眼光分析解决问题，不仅仅着眼于生产过程或废物的处理过程，而从产前、产中、产后全过程入手。因此，废物最少化所处理的问题应是如何在企业产前、产中、产后的生产全过程中减少废物的数量、降低废物的毒性。

2废物最少化专家系统的设计原则

以计算机、多媒体、光纤和卫星通信等技术为主要特征的信息技术，特别是基于Internet的应用技术正向农业领域渗透，为世界农业科技革命和农业飞跃发展带来了契机，使农村信息化建设逐步提上日程，逐步改变农民传统的思维方式、生产方式和交流方式。专家系统、模型系统、智能信息系统的开发为农业生产决策带来深刻变化。美国正通过Internet网络来加速农业信息技术传输。日本依靠计算机为主的信息处理技术和通信技术，增加农村地区的活力，发展农业、农村信息化。我国从20世纪90年代就开始建设农业信息相关的信息网络，现在已经覆盖全国，浙江、吉林、福建“农技110”、江苏的“农迅通（一线通）”也相继开通，形成了中国农村科技信息服务雏形。

1农民热线建设的必要性和意义

在传统农村科技服务实践中，“科技大蓬车”虽为农村带去专家和技术，但成本高昂，相关技术资料不及时。虽然我国目前的农业信息网已经基本建设完成，但农村基础设施条件差，计算机的成本逐步降低，农村的购买力有限，农村广大农业生产者特别是农民的计算机技术水平较低、信息获取能力差，使得目前高端的农业信息技术没有很好的推广使用。农产品生产和产品市场销售之间相对滞后，农业生产技术特别是在病虫自然灾害方面信息不及时，还没有形成科学有效的农村信息化技术建设的“长效机制”，农村信息化建设“最后一公里”问题依然存在。如何建立一个精确、快速、可靠的农村信息化技术体系，满足新农村建设的需要，是当前党中央、国务院为切实解决“三农”问题、着力推进农村信息化建设、促进农村经济社会发展做出的重大决策，党和国家领导把“建设农村科技信息服务体系”作为新农村建设的主要内容。为贯彻落实党的十七大精神和《2006-2020年国家信息化发展战略》总体部署，农业部组织制定了《全国农业和农村信息化建设总体框架（2007-2015）》，提出按照新农村建设的总体要求，发挥信息技术在应对金融危机、促进经济平稳较快发展的支撑作用。因此，如何利用农村现有的如电话、传真、手机、电视等通讯设备构建能够简单操作的统一服务信息平台，是目前农村科技信息化建设和研究的主要任务之一。目前，以“高校+政府+企业+农民”的产学研合作与经营模式是解决我国“三农”问题有效途径，也是我国现代农业发展的主要模式。多年来的实践表明，研究基于该模式现代农村信息化技术，能够促进我国农村实现扩内需、保增长、促就业、重民生、上水平的目标，有助于形成促进农村信息化建设的“长效机制”，更加有效地突破农村信息化建设“最后一公里”瓶颈，探索出一条科技引领和支持生态经济可持续发展的社会主义新农村信息化建设模式，因此以“高校+政府+企业+农民”为模式的现代农村信息化技术市场将十分广阔。本研究依据中央近几年提出的把农村科技信息服务示范作为新农村建设的核心内容的精神和要求，并按照江苏省农村科技信息服务示范立项要求设计，以“高校+政府+企业+农民”为模式，利用现代信息技术和通讯手段建立农民信息服务体系，帮助广大农民群众快速、便捷地获取农业科技、生产、市场和党的方针政策、国家法律法规，为农民和农业生产经营者提供信息声讯咨询、专家在线解答、远程教育服务，实现区域农业信息服务体系与农技服务体系互联，架起一道政府和广大企业、农民沟通互动的信息通道，建立农村科技部门管理窗口的延伸和对农民进行电子化服务的门户。这是新时期创新农业服务工作的一项紧迫而重要的工作，也大大增强示范区对成果的辐射功能，对农民增收、农业增效、全面建设小康社会具有十分重要的意义。本项目是开辟“新农村”信息服务和促进农村经济发展的新窗口和新渠道，将成为“星火计划”工程的技术支撑因而平台的建立对服务“三农”具有深远重大的时代意义。

2研究方法

2.1“农民热线”建设的基本思路

本研究在技术构架上利用工作流（Workflow）、WebService、中间件等技术，将电脑、电话、手机等统一集成到智能终端，能够对农业生产过程进行组装，以B/S模式建立相应的应用程序平台。本项目按照“集中、统一、规范、效能”的信息体系建设方针，遵循决策支持技术体系（DSS）进行研究和设计。总体方案分为五个层次：第一个层次是数据库操作系统服务（如Web服务）框架；第二个层次是决策支持系统框架；第三个层次是生产应用层次；第四个层次是自动控制和业务办公框架；第五个层次是信息交换和框架。五个层次的技术根据需要应用于与引种、栽培、田间管理、采摘、等相关业务，即农产品交易服务平台和服务手段，实现电脑、电话、传真、手机等“多网合一”。“农民热线”信息服务体系建设基本思路见图1。

【摘要】塔式起重机作为建筑施工的主要设备，在建筑等行业发挥着极其重要的作用，因而其安全问题受到各国有关部门的高度重视，但塔式起重机的事故率近年来仍未见下降，其安全问题仍然是建筑施工中的忧患之一。为此，笔者在建造了塔式起重机安全的依赖关系图的基础上，采用基于现代设计方法学的专家系统构造技术，使用VISUALC++开发了塔式起重机安全评判专家系统TQES。该系统经全部测试通过，可对一般的塔式起重机进行安全评判。

【关键词】塔式起重机专家系统安全评判 DevelopmentofExpertSystemforSafety

AssessmentofTowerCrane

HuangHongzhongYaoXinsheng

(SchoolofMechanicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity)

ChenXiaoanLiRunfangQinDatong

引言

随着电力行业设备检修体制改革的推进，电力工业设备科学管理水平和整体经济效益的提高，我国各省电力公司从历年的机组计划检修体制中不断总结经验，提出了在火电厂推行状态检修的设想。给水泵运行状态的监测与故障诊断只是其中之一，为了保证给水泵稳定地运行，预防故障的发生，采用专家系统(ExpertSystem)对运行状态进行监测，并对异常状态的预测和消除给出具有专家水准的建议和方法。专家系统是近年来人工智能领域内最为活跃的分支，是人工智能开始走向实用化的标志和里程碑,也是人工智能从一般思维规律走向专门知识利用的突破口。它将人类专家的特殊知识赋予机器，使机器对问题的解决达到专家水平。它来源于人类专家的头脑，而又高于人脑，是一个专家群体的智能机系统。将电厂给水泵的状态监测和故障诊断用专家系统实现具有智能化和可靠性高的特点，不仅减少了人力的投入，而且能在最大程度上模拟专家，准确地分析找到故障所在。可见，专家系统在监测和故障诊断中的应用，能够防范于未然，把故障发生的概率减少到最小，提高了经济效益，从而对于推进我国电力行业设备检修改革起到重大的推动作用。

2专家系统的结构和原理

简单地说，专家系统是一种智能的计算机程序，但与传统程序有所区别:

*传统程序:数据结构+算法=程序

*专家系统:知识+推理=系统

1引言

随着电力行业设备检修体制改革的推进，电力工业设备科学管理水平和整体经济效益的提高，我国各省电力公司从历年的机组计划检修体制中不断总结经验，提出了在火电厂推行状态检修的设想。给水泵运行状态的监测与故障诊断只是其中之一，为了保证给水泵稳定地运行，预防故障的发生，采用专家系统(ExpertSystem)对运行状态进行监测，并对异常状态的预测和消除给出具有专家水准的建议和方法。专家系统是近年来人工智能领域内最为活跃的分支，是人工智能开始走向实用化的标志和里程碑,也是人工智能从一般思维规律走向专门知识利用的突破口。它将人类专家的特殊知识赋予机器，使机器对问题的解决达到专家水平。它来源于人类专家的头脑，而又高于人脑，是一个专家群体的智能机系统。将电厂给水泵的状态监测和故障诊断用专家系统实现具有智能化和可靠性高的特点，不仅减少了人力的投入，而且能在最大程度上模拟专家，准确地分析找到故障所在。可见，专家系统在监测和故障诊断中的应用，能够防范于未然，把故障发生的概率减少到最小，提高了经济效益，从而对于推进我国电力行业设备检修改革起到重大的推动作用。

2专家系统的结构和原理

简单地说，专家系统是一种智能的计算机程序，但与传统程序有所区别:

*传统程序:数据结构+算法=程序

*专家系统:知识+推理=系统