第3期 崔铁军，等：空间故障网络的柔性逻辑描述 ·553· 法侧、差分进化感应电动机定子故障识别、道路 首先是因素的不确定性。因素是SFEP的动 网络故障演化分析、复杂装备健康状态分类四 力，不同因素的影响使SFEP表现出了多样性。 系统故障演化过程、稀疏故障演化判别分析) 这种多样性只有在实际发生之后才能确定。事先 面向文本数据的故障模型挖掘)、电缆短路故障 分析只能得到各种多样性故障的发生概率。就因 演化机理、混联系统连锁故障搜索方法、齿 素本身而言，如果信息不能表征所有因素的存在 轮箱关键零部件故障诊断6。对于故障过程的智 性，那么将会出现多个因素以一个特征表现出 能分析方法研究包括：逻辑斯蒂回归的变压器涌 来，这样会归结为一个因素来对待。但不同因素 流识别叨、稀疏过滤特征学习的故障检测方法 终究有不同的信息，这个变异的因素会以隐含的 贝叶斯网络时序模拟电力系统可靠性、航空发 方式改变SEP,增加无法预测的演化结果。这种 动机启动故障分析2、结构嫡权法与故障树结合 现象称为因素的不确定性。 的智能变电站保护2、动态故障树的核反应堆稳 第二是基础数据的不确定性。系统运动空间 压器可靠性研究、动态故障树的新型区间占检 与系统映射论认为，系统因素和数据是相关的。 测系统可用性分析2)、后备保护逻辑建模分析 系统变化以数据形式展示，而不同数据形式被认 G0图的故障树自动生成方法2、雷达硬件故障 为是因素。系统受不同因素的改变通过系统结构 数据识别、区域序号的自适应故障处理方法7。 以不同的数据表现出来，那么这样的因素与数据 这些方法都基于本行业特征，难以形成系统层面 的对应关系称为系统映射论。系统运动意味着系 上的分析理论，更难以形成有效的方法论。 统的变化，数据只是表象，因素是系统运动的动 笔者在研究SFEP时发现，过程中的事件、事 力，而系统变化的实质是系统结构的变化。因此 件关系和数据都存在一定的不确定性。这种不确 系统映射论可以描述系统运动的空间。但数据也 定性难以使用目前的机械还原论进行分析，使用 有很多种，掌握系统发散的所有数据是不可能 数理形式逻辑也难以胜任。究其原因在于，还原 的。我们只能获得可感知且可测量的数据，还要 论消除了事件间、因素间和数据间的联系。而数 根据目的筛选。最终研究SFEP的数据必将包含 理形式逻辑将实际问题进行高度抽象，牺牲信息 人、机和环境的干扰，这些数据充满了不确定性， 来换取刚性逻辑关系。这些问题使传统的机械还 导致系统结构和因素失真，分析失败。 原论和数理形式逻辑在对SFEP分析时效果不佳。 第三是SFEP本身的逻辑关系。SFEP描述了 柔性逻辑283刘是数理辩证逻辑，是泛逻辑的 自然系统和人工系统的性能降低和故障增加的过 重要组成部分。借助柔性逻辑对SFEP进行描述， 程。过程中需要划分各种事件和演化阶段。但由 改造SFN的事件发生逻辑关系，进而使SFN通过 于对系统认识的局限性，系统各阶段的划分、各 柔性逻辑形式表示。泛逻辑是智能科学的新方法 阶段之间的关系和各阶段内的具体事件一般都难 论，柔性逻辑有利于SFEP的智能分析及SFN的 以正确获得。这导致SFEP本身结构和形态的不 数理辩证逻辑表示。这里涉及的SFN基本概念 确定性。 请参考文献[1-刀。 综上，虽然SFEP宏观上有确定的形式和过 程，但因素、数据和结构都存在一定的不确定性 1空间故障网络 这给SFEP的SFN分析带来了困难。这种困难使 SFN是空间故障树理论l-,3s-(space fault tree. 用传统数理形式逻辑难以解决。 SFT)的第三研究阶段。SFT包括SFT基础理论Bs 2柔性逻辑 智能化SFTo4、SFNI-刃、系统运动空间与系统映 射论。SFN用于描述SFEP。SFEP代表了系统性 泛逻辑学是何华灿教授提出的数理辩证逻辑 能变化过程中各种事件、各种逻辑关系和各种因 方法论2s-。泛逻辑学研究的最终目标是建立数 素的联系。SFN通过网络拓扑形式表示SFEP。 理辩证逻辑理论体系，而柔性逻辑是泛逻辑学的 SFN由点和线组成。点表示SFEP的事件， 重要部分。如下论述内容引自何华灿教授4切的 线表示SFEP的演化途径。在SFEP中多个原因 相关论著。 事件可能存在不同逻辑关系导致结果事件，最典 与数理形式逻辑的刚性逻辑对应，泛逻辑强 型的是同时发生的与关系和之一发生的或关系。 调柔性逻辑。柔性逻辑范式：可描述实际问题中 在理论上使用SFN描述SFEP是适合的，但在实 包含的各种不确定性和演化过程，进行推理并获 际过程中存在问题。其中最重要的就是不确定性 得准确结果。因此不需要像数理形式逻辑那样为 和演化特征。 了分而治之地解决问题将实际情况进行抽象，而法 [8] 、差分进化感应电动机定子故障识别[9] 、道路 网络故障演化分析[10] 、复杂装备健康状态分类[11] 、 系统故障演化过程[5] 、稀疏故障演化判别分析[12] 、 面向文本数据的故障模型挖掘[13] 、电缆短路故障 演化机理[14] 、混联系统连锁故障搜索方法[15] 、齿 轮箱关键零部件故障诊断[16]。对于故障过程的智 能分析方法研究包括：逻辑斯蒂回归的变压器涌 流识别[17] 、稀疏过滤特征学习的故障检测方法[18] 、 贝叶斯网络时序模拟电力系统可靠性[19] 、航空发 动机启动故障分析[20] 、结构熵权法与故障树结合 的智能变电站保护[21] 、动态故障树的核反应堆稳 压器可靠性研究[22] 、动态故障树的新型区间占检 测系统可用性分析[23] 、后备保护逻辑建模分析[24] 、 GO 图的故障树自动生成方法[25] 、雷达硬件故障 数据识别[26] 、区域序号的自适应故障处理方法[27]。 这些方法都基于本行业特征，难以形成系统层面 上的分析理论，更难以形成有效的方法论。 笔者在研究 SFEP 时发现，过程中的事件、事 件关系和数据都存在一定的不确定性。这种不确 定性难以使用目前的机械还原论进行分析，使用 数理形式逻辑也难以胜任。究其原因在于，还原 论消除了事件间、因素间和数据间的联系。而数 理形式逻辑将实际问题进行高度抽象，牺牲信息 来换取刚性逻辑关系。这些问题使传统的机械还 原论和数理形式逻辑在对 SFEP 分析时效果不佳。 柔性逻辑[28-34] 是数理辩证逻辑，是泛逻辑的 重要组成部分。借助柔性逻辑对 SFEP 进行描述， 改造 SFN 的事件发生逻辑关系，进而使 SFN 通过 柔性逻辑形式表示。泛逻辑是智能科学的新方法 论，柔性逻辑有利于 SFEP 的智能分析及 SFN 的 数理辩证逻辑表示。这里涉及的 SFN 基本概念 请参考文献 [1-7]。 1 空间故障网络 SFN 是空间故障树理论[1-7,35-46] (space fault tree, SFT) 的第三研究阶段。SFT 包括 SFT 基础理论[35-39] 、 智能化 SFT[40-46] 、SFN[1-7] 、系统运动空间与系统映 射论。SFN 用于描述 SFEP。SFEP 代表了系统性 能变化过程中各种事件、各种逻辑关系和各种因 素的联系。SFN 通过网络拓扑形式表示 SFEP。 SFN 由点和线组成。点表示 SFEP 的事件， 线表示 SFEP 的演化途径。在 SFEP 中多个原因 事件可能存在不同逻辑关系导致结果事件，最典 型的是同时发生的与关系和之一发生的或关系。 在理论上使用 SFN 描述 SFEP 是适合的，但在实 际过程中存在问题。其中最重要的就是不确定性 和演化特征。 首先是因素的不确定性。因素是 SFEP 的动 力，不同因素的影响使 SFEP 表现出了多样性。 这种多样性只有在实际发生之后才能确定。事先 分析只能得到各种多样性故障的发生概率。就因 素本身而言，如果信息不能表征所有因素的存在 性，那么将会出现多个因素以一个特征表现出 来，这样会归结为一个因素来对待。但不同因素 终究有不同的信息，这个变异的因素会以隐含的 方式改变 SFEP，增加无法预测的演化结果。这种 现象称为因素的不确定性。 第二是基础数据的不确定性。系统运动空间 与系统映射论认为，系统因素和数据是相关的。 系统变化以数据形式展示，而不同数据形式被认 为是因素。系统受不同因素的改变通过系统结构 以不同的数据表现出来，那么这样的因素与数据 的对应关系称为系统映射论。系统运动意味着系 统的变化，数据只是表象，因素是系统运动的动 力，而系统变化的实质是系统结构的变化。因此 系统映射论可以描述系统运动的空间。但数据也 有很多种，掌握系统发散的所有数据是不可能 的。我们只能获得可感知且可测量的数据，还要 根据目的筛选。最终研究 SFEP 的数据必将包含 人、机和环境的干扰，这些数据充满了不确定性， 导致系统结构和因素失真，分析失败。 第三是 SFEP 本身的逻辑关系。SFEP 描述了 自然系统和人工系统的性能降低和故障增加的过 程。过程中需要划分各种事件和演化阶段。但由 于对系统认识的局限性，系统各阶段的划分、各 阶段之间的关系和各阶段内的具体事件一般都难 以正确获得。这导致 SFEP 本身结构和形态的不 确定性。 综上，虽然 SFEP 宏观上有确定的形式和过 程，但因素、数据和结构都存在一定的不确定性， 这给 SFEP 的 SFN 分析带来了困难。这种困难使 用传统数理形式逻辑难以解决。 2 柔性逻辑 泛逻辑学是何华灿教授提出的数理辩证逻辑 方法论[28-34]。泛逻辑学研究的最终目标是建立数 理辩证逻辑理论体系，而柔性逻辑是泛逻辑学的 重要部分。如下论述内容引自何华灿教授[47] 的 相关论著。 与数理形式逻辑的刚性逻辑对应，泛逻辑强 调柔性逻辑。柔性逻辑范式：可描述实际问题中 包含的各种不确定性和演化过程，进行推理并获 得准确结果。因此不需要像数理形式逻辑那样为 了分而治之地解决问题将实际情况进行抽象，而 第 3 期 崔铁军，等：空间故障网络的柔性逻辑描述 ·553·