第4期 崔铁军，等：人工智能系统故障分析原理研究 ·789· 式中：K表示本能故障知识、常识故障知识、经 但效率降低。 验故障知识和规范故障知识；Res表示理智反应。 故障情感根据本能故障知识、常识故障知识 和经验故障知识产生主体情感反应。本能故障知 34种故障知识的获得、特性与应用 识和常识故障知识的处理与基础故障意识相同。 由于研究的主体是智能系统，它本身是由人 经验故障知识往往是针对同一类故障的经验。由 设计的，通常情况下独立于人运行的，保证系统 于经验本身具有一定的不确定性，智能系统可能 正常运行的智能故障分析控制系统。因此对于智 会得到一些可选方案。作为主体的智能系统可根 能系统而言，使用故障意识、故障情感和故障理 据客体的即时故障语法信息得到故障语义信息并 智是不恰当的。实际上钟义信教授认为智能应该 采取行动，这是一种模糊决策过程，当然也可以 包括这3层次。进一步地，它们基于本能故障知 使用其他方法。 识、常识故障知识、经验故障知识和规范故障知 故障理智根据本能故障知识、常识故障知 识，而智能系统获得这些知识是可行的、合理的。 识、经验故障知识和规范故障知识产生主体理智 本能故障知识对智能系统最难理解但确是最 反应。与故障情感的区别在于故障理智拥有规范 易接受的知识。它包含了人对于系统故障过程的 故障知识。当故障问题在上述层面难以解决，可 最基本观点和看法。人可以将对系统故障的本能 利用规范故障知识进行逻辑推理获得主体理智反 语义信息写入智能系统的故障知识库，作为智能 应。当问题更加困难时在规范故障知识基础上运 系统最基本的反应规则，而不需要进一步处理和 用智能方法加以分析，如深度学习、神经网络等 推理。由于上述特点，智能系统可利用本能故障 方法。 知识最为快速地进行故障处理。 可见基础故障意识、故障情感和故障理智可 经验故障知识往往来源于系统设计者知识的 处理逐渐复杂的故障问题，但处理效率则是降低 直接写入，而系统运行后则来源于系统运行过程 的，反应时间变慢。虽然本能故障知识、常识故 中的故障语义信息收集和写入。经验故障知识往 障知识、规范故障知识和经验故障知识对系统故 往偏重于个体经验，可体现功能系统在特定条件 障语义信息抽象的程度越来越低，但语义信息的 下独有的故障语义信息，具有排他性。 数量则是增加的。 规范故障知识是经过经验故障知识在同类的 智能系统的核心任务是根据故障语义信息提 不同个体（同类功能系统对应的智能系统）之间 供适合的智能安全行为保障系统完成预定功能。 传播，并经过智能系统验证、修正、提炼和写入故 智能安全行为取决于智能安全策略。智能安全策 障知识库的故障语义信息。具有一定范围内的通 略需要综合考虑基础故障意识、情感与理智。因 识性。 此最终得到的人工智能系统故障分析原理可表述 常识故障知识是规范故障知识经过长期的、 为基于信息生态方法论，考虑基础故障意识、故 大量同类的不同个体验证，并达成一直且有统一 障情感与故障理智，及即时故障语义信息的综合 认识的故障语义信息。一旦确定一般不进行 安全决策与降低故障反应生成过程，目的是确保 修改。 系统在规定条件下完成预定功能。 因此这4种故障知识都可以通过主体（智能 4结束语 系统)对客体（功能系统和环境系统）的学习，或 客体（人系统）直接授予主体完成。对实际系统 本文研究了利用信息生态方法论对系统故障 的故障分析、预测和控制，智能系统可根据实际 进行智能分析处理的基本原理，主要结论： 情况（故障信息语法）运用基础故障意识、故障情 1)对系统的研究对象进行了划分，针对未来 感和故障理智和4种故障知识进行应对。 系统特点将智能系统作为研究主体。认为研究适 基础故障意识根据故障语义信息利用主体本 应未来智能和数据环境下的人工智能系统故障分 能故障知识和常识故障知识进行主体反应。首先 析原理，只能使用辩证的信息生态方法论实现。 考虑本能故障知识，其代表了智能系统最基本的 2)结合信息生态方法论和系统运动空间及系 趋利避害的原则目标，且本能故障知识相对较 统映射论，提出了故障信息、故障知识和智能安 少，可直接通过识别以最快的响应速度给客体提 全生成原理。它们涉及了本能故障知识、常识故 供支持。常识故障知识较本能故障知识更多，通 障知识、经验故障知识、规范故障知识、故障语义 过寻找匹配条件完成对客体的支持，更为具体， 信息的因素流和数据流，以及系统故障最少的目标。Kices Rices 式中： 表示本能故障知识、常识故障知识、经 验故障知识和规范故障知识； 表示理智反应。 3 4 种故障知识的获得、特性与应用 由于研究的主体是智能系统，它本身是由人 设计的，通常情况下独立于人运行的，保证系统 正常运行的智能故障分析控制系统。因此对于智 能系统而言，使用故障意识、故障情感和故障理 智是不恰当的。实际上钟义信教授认为智能应该 包括这 3 层次。进一步地，它们基于本能故障知 识、常识故障知识、经验故障知识和规范故障知 识，而智能系统获得这些知识是可行的、合理的。 本能故障知识对智能系统最难理解但确是最 易接受的知识。它包含了人对于系统故障过程的 最基本观点和看法。人可以将对系统故障的本能 语义信息写入智能系统的故障知识库，作为智能 系统最基本的反应规则，而不需要进一步处理和 推理。由于上述特点，智能系统可利用本能故障 知识最为快速地进行故障处理。 经验故障知识往往来源于系统设计者知识的 直接写入，而系统运行后则来源于系统运行过程 中的故障语义信息收集和写入。经验故障知识往 往偏重于个体经验，可体现功能系统在特定条件 下独有的故障语义信息，具有排他性。 规范故障知识是经过经验故障知识在同类的 不同个体 (同类功能系统对应的智能系统) 之间 传播，并经过智能系统验证、修正、提炼和写入故 障知识库的故障语义信息。具有一定范围内的通 识性。 常识故障知识是规范故障知识经过长期的、 大量同类的不同个体验证，并达成一直且有统一 认识的故障语义信息。一旦确定一般不进行 修改。 因此这 4 种故障知识都可以通过主体 (智能 系统) 对客体 (功能系统和环境系统) 的学习，或 客体 (人系统) 直接授予主体完成。对实际系统 的故障分析、预测和控制，智能系统可根据实际 情况 (故障信息语法) 运用基础故障意识、故障情 感和故障理智和 4 种故障知识进行应对。 基础故障意识根据故障语义信息利用主体本 能故障知识和常识故障知识进行主体反应。首先 考虑本能故障知识，其代表了智能系统最基本的 趋利避害的原则目标，且本能故障知识相对较 少，可直接通过识别以最快的响应速度给客体提 供支持。常识故障知识较本能故障知识更多，通 过寻找匹配条件完成对客体的支持，更为具体， 但效率降低。 故障情感根据本能故障知识、常识故障知识 和经验故障知识产生主体情感反应。本能故障知 识和常识故障知识的处理与基础故障意识相同。 经验故障知识往往是针对同一类故障的经验。由 于经验本身具有一定的不确定性，智能系统可能 会得到一些可选方案。作为主体的智能系统可根 据客体的即时故障语法信息得到故障语义信息并 采取行动，这是一种模糊决策过程，当然也可以 使用其他方法。 故障理智根据本能故障知识、常识故障知 识、经验故障知识和规范故障知识产生主体理智 反应。与故障情感的区别在于故障理智拥有规范 故障知识。当故障问题在上述层面难以解决，可 利用规范故障知识进行逻辑推理获得主体理智反 应。当问题更加困难时在规范故障知识基础上运 用智能方法加以分析，如深度学习、神经网络等 方法。 可见基础故障意识、故障情感和故障理智可 处理逐渐复杂的故障问题，但处理效率则是降低 的，反应时间变慢。虽然本能故障知识、常识故 障知识、规范故障知识和经验故障知识对系统故 障语义信息抽象的程度越来越低，但语义信息的 数量则是增加的。 智能系统的核心任务是根据故障语义信息提 供适合的智能安全行为保障系统完成预定功能。 智能安全行为取决于智能安全策略。智能安全策 略需要综合考虑基础故障意识、情感与理智。因 此最终得到的人工智能系统故障分析原理可表述 为基于信息生态方法论，考虑基础故障意识、故 障情感与故障理智，及即时故障语义信息的综合 安全决策与降低故障反应生成过程，目的是确保 系统在规定条件下完成预定功能。 4 结束语 本文研究了利用信息生态方法论对系统故障 进行智能分析处理的基本原理，主要结论： 1) 对系统的研究对象进行了划分，针对未来 系统特点将智能系统作为研究主体。认为研究适 应未来智能和数据环境下的人工智能系统故障分 析原理，只能使用辩证的信息生态方法论实现。 2) 结合信息生态方法论和系统运动空间及系 统映射论，提出了故障信息、故障知识和智能安 全生成原理。它们涉及了本能故障知识、常识故 障知识、经验故障知识、规范故障知识、故障语义 信息的因素流和数据流，以及系统故障最少的目标。 第 4 期 崔铁军，等：人工智能系统故障分析原理研究 ·789·