1 / 31

Diagnosztikai problémák megoldása T-invariáns analízissel

Diagnosztikai problémák megoldása T-invariáns analízissel. dr. Bartha Tamás bartha@mit.bme.hu Varr ó-Gyapay Szilvia gy a pay @mit.bme.hu BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék.

kishi
Download Presentation

Diagnosztikai problémák megoldása T-invariáns analízissel

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Diagnosztikai problémák megoldása T-invariáns analízissel dr. Bartha Tamásbartha@mit.bme.huVarró-Gyapay Szilviagyapay@mit.bme.hu BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék L.Portinale: Exploiting T-invariant Analysis in Diagnostic Reasoning on a Petri Net Model, LNCS 691, Springer, 1993 alapján Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  2. A diagnosztikai probléma • Modell-bázisú diagnosztika: • BM: viselkedési modell (kauzalitási modell) • : lehetséges hibák halmaza • +: megfigyelhető jelenségek • -: megfigyelések által kizárt jelenségek Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  3. A diagnosztikai probléma (folyt.) • Diagnosztikai probléma formális definíciója: • D: megfigyelésekből származó adatok • H: diagnosztikai megoldás vagy magyarázat (hipotézis) abduktív diagnosztika konzisztencia-bázisú diagnosztika Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  4. Viselkedés modellek • Kauzalitási modell: állapotok+következmények • rendszermodell: leírja a viselkedést nominális esetben • megbízhatósági modell: rendszermodell + hibák jelenlétében mutatott viselkedés (finomítással) • hibamodell: csak a hibák esetén mutatott viselkedés • Hibamodell • kezdeti állapotok (külső zavaró hatás): nincs előzmény • belső állapotok: nem figyelhetők meg • manifesztációk: megfigyelhető hibajelenségek • fault  error  failure • következmények: hibaterjedési mechanizmusok Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  5. Definit logikai program • Definit logikai program: definit klózok halmaza • definit klózok: A1 A2 …  An B • A1,A2,…An, B ponált logikai változók (predikátumok) • definit klózok negálásmentesek! • kezdeti állapot:  C típusú logikai állítás • célállítás: D1 D2 …  Dk típusú logikai állítás • Murata tételei: • Definit logikai program reprezentálható Petri hálóval • Klózrendszer megoldása  a megfeleltetett Petri háló minimális alapú T-invariánsainak megkeresése Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  6. Petri-háló alapú viselkedés modellek • Definit logikai programnak megfelel egy Petri-háló: • logikai változók: helyek • tények kezdeti állapot: forrás tüzelések egy helyre • definit klózok: átmenetek • (több) bemeneti hely a logikai előfeltétel változó • (egy) kimeneti hely a következmény változó • célállítás: nyelő tüzelés Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  7. Diagnosztikai Petri háló elemei  C A1 A2 B1 A3 A4 B2 D  A1 A2 A3 A4 … D C B1 B2 … … … tény definit klóz alternatívokok megfigyelés Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  8. Viselkedés modell transzformálása Bemenet: teljes viselkedési modell CBM = BMIS Kimenet: Petri-háló modellPN = (P, T, E, M0) PTE fori 1 to klózok_száma(CBM) i-ik klóz beolvasása if p1 p2 …  pn p az i-ik klóz then TT{ti} PP{p1,p2, …,pn,p} EE{(p1, ti); (p2,ti); …;(pn,ti); (ti, p)} end if end for Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  9. Példa: kezdeti állapotok Kezdeti állapotok: • piston_state: értékkészlet ={normal, worn} • ground_clearance: értékkészlet ={normal, low} • oil_sump_state: értékkészlet ={normal, worn} • spark_plug_mileage: értékkészlet ={normal, high} • carbur_tuning: értékkészlet ={regular, irreg} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  10. Diagnosztikai Petri háló: kezdeti állapotok Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  11. Példa: belső állapotok Belső állapotok: • oil_consumption: értékkészlet ={normal, high} • oil_sump: értékkészlet ={normal, holed} • oil_lack: értékkészlet ={normal, intense} • engine_temp: értékkészlet ={normal, high} • incr_cool_temp: értékkészlet ={normal, high} • cool_leakage: értékkészlet ={absent, high} • spark_ign: értékkészlet ={normal, irreg} • mixt: értékkészlet ={regular, irreg} • mixt_ign: értékkészlet ={normal, irreg} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  12. Példa: hibajelenségek Hibajelenségek (manifesztációk): • exhaust_smoke: értékkészlet ={normal, black} • hole_in_oil_sump: értékkészlet ={no, yes} • oil_light: értékkészlet ={off, on} • temp_indic: értékkészlet ={normal, red} • smoke_from_eng: értékkészlet ={no, yes} • acc_resp: értékkészlet ={normal, irreg} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  13. Diagnosztikai Petri háló: hibajelenségek Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  14. Példa: viselkedési modell piston_state(worn)  oil_consumption(high) ground_clearance(low)  oil_sump_state(worn)  oil_sump(holed) spark_plug_mileage(high)  spark_ign(irreg) oil_consumption(high) exhaust_smoke(black) oil_consumption(high) oil_lack(intense) oil_sump(holed)  oil_lack(intense) oil_sump(holed)  hole_in_oil_sump(yes) engine_temp(high)  incr_cool_temp(high) incr_cool_temp(high) temp_indic(high) incr_cool_temp(high)  cool_leakage(high) cool_leakage(high) smoke_from_eng(yes) carbur_tuning(irreg)  engine_temp(high)  mixt(irreg) mixt(irreg)  mixt_ign(irreg) mixt_ign(irreg)  acc_resp(irreg) Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  15. Teljes diagnosztikai Petri háló Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  16. Példa: kezdőállapot és megfigyelések • Kezdőállapot:  piston_state(worn)  oil_sump_state(worn)  ground_clearance(low)  spark_plug_mileage(high)  carbur_tuning(irreg) • Megfigyelések (manifesztációk): • oil_light(on) • hole_in_oil_sump(no) • temp_indic(red) • acc_resp(normal) exhaust_smoke,smoke_from_eng:nem figyelhetők meg,nem érzékelhetők Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  17. Példa: modell és konzisztencia feltételek • Hibamodell, a normál működést nem tartalmazza • Megfigyelések: • oil_light(on) • hole_in_oil_sump(no) • temp_indic(red) • acc_resp(normal) • Konzisztencia feltételek: • += {oil_light(on), temp_indic(red)} • -= {hole_in_oil_sump(yes), acc_resp(irreg) Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  18. Megfigyelésekkel kiegészített diagnosztikai Petri-háló modell Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  19. T-invariáns analízis alkalmazása • T-invariáns jelentősége: • teljes tüzelési szekvencia során nem marad token • kezdeti állapotok tokeneket juttatnak a modellbe • tokenek a belső állapotokon keresztül terjednek • célállításnak megfelelő nyelő tüzelés kiüríti a hálót • diagnosztika: minimális alapú T-invariánsok keresése Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  20. Konzisztencia feltételek • Megfigyelésekhez tartozó tranzíciók: • T+= {tolo, ttir} • T-= {thosy, tari} • Konzisztencia feltételek figyelembe vétele • inkonzisztencia: • (részleges) pozitív megoldás: • (részleges) negatív megoldás: Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  21. Minimális alapú T-invariánsok 1 = {tossw, tgcl, t2, t7, t10, t11, t12, ttir} 2 = {tossw, tgcl, t2, t7, t9, tolo} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} 5 = {tossw, tgcl, t2, t8, thosy} 6 = {tossw, tcti, t1, t6, t10, t15, t16, t17, tari} 7 = {tossw, tgcl, tcti, t2, t7, t10, t15, t16, t17, tari} 8 = {tspmh, t3, t4, t17, tari} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  22. Diagnosztikai algoritmus, 1.rész Bemenet: PND = (P, {TIS,T‘,T +,T -}, E, M0) Kimenet: diagnosztikai megoldások H halmaza LPND T-invariánsai minimális alapjainak listája forall t T - forall  L  t  DT  {t’ TIS t’ } forall  TIS,  fedi DT–t -ot tartalmazó invariáns törlése L–ből end for end for end for Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  23. Diagnosztikai algoritmus végrehajtása TIS= {tossw, tgcl,tpsw, tcti, tspmh} T+= {tolo, ttir} T-= {thosy, tari} 1 = {tossw, tgcl, t2, t7, t10, t11, t12, ttir} 2 = {tossw, tgcl, t2, t7, t9, tolo} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} 5 = {tossw, tgcl, t2, t8, thosy} 6 = {tossw, tcti, t1, t6, t10, t15, t16, t17, tari} 7 = {tossw, tgcl, tcti, t2, t7, t10, t15, t16, t17, tari} 8 = {tspmh, t3, t4, t17, tari} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  24. Diagnosztikai algoritmus végrehajtása TIS= {tossw, tgcl,tpsw, tcti, tspmh} T+= {tolo, ttir} T-= {thosy, tari} 1 = {tossw, tgcl, t2, t7, t10, t11, t12, ttir} 2 = {tossw, tgcl, t2, t7, t9, tolo} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} 5 = {tossw, tgcl, t2, t8, thosy} 6 = {tossw, tcti, t1, t6, t10, t15, t16, t17, tari} 7 = {tossw, tgcl, tcti, t2, t7, t10, t15, t16, t17, tari} 8 = {tspmh, t3, t4, t17, tari} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  25. Diagnosztikai algoritmus végrehajtása TIS= {tossw, tgcl,tpsw, tcti, tspmh} T+= {tolo, ttir} T-= {thosy, tari} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} 6 = {tossw, tcti, t1, t6, t10, t15, t16, t17, tari} 8 = {tspmh, t3, t4, t17, tari} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  26. Diagnosztikai algoritmus végrehajtása TIS= {tossw, tgcl,tpsw, tcti, tspmh} T+= {tolo, ttir} T-= {thosy,tari} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  27. Diagnosztikai algoritmus, 2. rész X for allt T+ H’ for all L  t  IT {t’ TIS t’ } H’H’ {IT} end for XX {H’ } end for Xelemeinek kombinációi adják a H halmazt Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  28. Diagnosztikai algoritmus végrehajtása TIS= {tossw, tgcl,tpsw, tcti, tspmh} T+= {tolo, ttir} T-= {thosy, tari} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} H’=  X=  Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  29. Diagnosztikai algoritmus végrehajtása TIS= {tossw, tgcl,tpsw, tcti, tspmh} T+= {tolo, ttir} T-= {thosy, tari} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} H’={tpsw} X={tpsw} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  30. Diagnosztikai algoritmus végrehajtása TIS= {tossw, tgcl,tpsw, tcti, tspmh} T+= {tolo, ttir} T-= {thosy, tari} 3 = {tpsw, t1, t6, t10, t11, t12, ttir} 4 = {tpsw, t1, t6, t9, tolo} H’={tpsw} {tpsw} = {tpsw} X={tpsw} {tpsw} = {tpsw} Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

  31. Diagnosztikai eredmény • Inkonzisztens T-invariánsok: • temp_indic(red) 1 és 3oil_light(on) 2 és 4 • 1 és 2tossw, tgcl  5hole_in_oil_sump(yes)  - • tossw, tgcl nem konzisztens, kizárni 1 , 2 , 5 és 7 • Konzisztenciakritérium által kizárt hipotézisek: • 6 és 8acc_resp(irreg)  - miatt • Konzisztens hipotézis halmaz: • 3 és 4piston_state(worn)  diagnózis! Formális módszerek az informatikában 2004/2005.

More Related