基于免疫学的多智能体燃气管道的故障监测及自愈方法

摘要

本发明公开了一种基于免疫学的多智能体燃气管道的故障监测及自愈方法，通过构建用于实现燃气管道的故障监测及自愈的多Agent系统，其包括数据采集Agent、免疫Agent、通讯Agent、管理Agent、评估Agent和执行Agent，对燃气管道现场数据进行实时获取、分析，利用独立分量分析和相关系数等方法进行特征提取，采用免疫算法获得初步自愈方案集，对每个初步自愈方案进行综合分析，根据综合评价值的大小选出最佳的自愈方案，实现对燃气管道故障的自我修复；具有开放性、可移植性、智能性、可靠性和灵活性等优点，并具有一定的自组织能力、学能力和推理能力，以及具有很强的灵活性和鲁棒性。

主权项

一种基于免疫学习的多智能体燃气管道的故障监测及自愈方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建用于实现燃气管道的故障监测及自愈的多Agent系统，所述多Agent系统包括数据采集Agent、免疫Agent、通讯Agent、管理Agent、评估Agent和执行Agent；所述数据采集Agent为布设于燃气管道不同位置上的若干个，每一个数据采集Agent均相连有一个免疫Agent，若干个免疫Agent均与通讯Agent相连，所述通讯Agent、管理Agent、评估Agent和执行Agent依次相连，所述管理Agent与通讯Agent相连，所述执行Agent与燃气管道相连；2)数据采集Agent实时采集燃气管道的运行状态数据，并对运行状态数据进行特征提取，将处理得到的特征数据发送给免疫Agent；3)免疫Agent利用阴性选择算法，对特征数据进行分析，识别出是否有故障，确定故障信息特征；并根据故障信息特征，迅速定位故障位置；4)当免疫Agent识别出故障，则将原本定义为“非己”状态的故障信息定义为“抗原”，免疫自愈策略定义为“抗体”；免疫Agent根据免疫系统中抗体对抗原的记忆、防御和耐受，以及抗体之间的相互作用机制，实现免疫自愈策略的优化匹配和学习记忆，得到免疫Agent所识别的该故障的初步自愈策略；5)免疫Agent自动将监测结果通过通讯Agent传递给评估Agent和管理Agent，其中，监测结果包括故障信息特征、故障位置和初步自愈策略；6)评估Agent接收监测结果，根据监测结果评估出故障的严重程度形成评估结果，并将评估结果发送给管理Agent；7)管理Agent接收监测结果及评估结果，对监测结果中的初步自愈策略进行综合分析，确定匹配的自愈方案；如果没有发现可以匹配的自愈方案，则将监测结果中的故障信息特征定义为不可自动修复故障，通过通讯Agent将该故障信息特征发送给燃气管道的高级管理员；如果发现可以匹配的自愈方案，则确定最优的自愈方案，有序的将执行信号发送给执行Agent；8)执行Agent根据接收到的执行信号采取相应的自愈措施，对燃气管道的故障进行自我修复。