Компьютерная поддержка принятия решений по управлению очисткой сточных вод на основе нечеткого моделирования

• Автор: Ермоленко, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ОЧИСТКОЙ СТОЧНЫХ ВОД

1.1. Основные этапы процесса очистки сточных вод . г.т

1.2. Системы поддержки принятия решений в управлении очисткой сточных вод.

1.3. Решение задачи моделирования на основе применения теории нечетких множеств

1.4. Цель и задачи исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЧЕТКОЙ ИСТИННОСТИ И Е ПРИМЕНЕНИЯ В ЗАДАЧАХ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ .

2.1. Алгебраические свойства лингвистической переменной истинность.

2.2. Доказательство утверждений о декомпозиции нечеткой истинности составных нечетких высказываний
2.3. Разработка метода ранжирования альтернатив и способа согласования групповых решений при представлении критериев лингвистическими переменными
2.4. Основные результаты и выводы по разделу
3. РАЗРАБОТКА НЕЙРОНЕЧЕТКОЙ СИСТЕМЫ, ОСНОВАННОЙ НА МЕТОДЕ КОСВЕННОГО ВЫВОДА,
3.1. Метод косвенного нечеткого вывода для систем со многими
входами.
3.2. Основные этапы процедуры эволюционного проектирования нейронечетких систем.
3.3. Нейронечеткая система и ее исследование
3.3.1. Структура нейронечеткой системы
3.3.2. Применение генетического алгоритма для обучения нейронечеткой системы
3.3.3. Тестирование нейронечеткой системы.
3.4. Основные результаты и выводы по разделу.
4. НЕЧЕТКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД.
4.1. Разработка нечеткой модели процесса биологической очистки сточных вод и оценка ее адекватности
4.2. Разработка алгоритма принятия решений по управлению очисткой сточных вод.
4.3. Основные результаты и выводы по разделу
5. КОМПЬЮТЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
5.1. Определение структуры и способов формирования основных блоков СППР
5.2. Программная реализация системы поддержки принятия решений
5.3. Основные результаты и выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


На основе анализа особенностей процесса очистки делается вывод о том, что задачу управления можно отнести к классу слабоструктурированных и для ее решения использовать подход, основанный на формализации и использовании профессиональных знаний опытных инженеров и экспертов-технологов. Обосновывается необходимость разработки системы поддержки принятия решений по управлению очисткой сточных вод, которая могла бы успешно имитировать процессы принятия решений по управлению очисткой сточных вод квалифицированными специалистами. Приводится концептуальная схема систем поддержки принятия решений. Рассматриваются основные положения подхода к созданию математических моделей, основанного на теории нечетких множеств. В области управления техническими системами нечеткое моделирование позволяет получать более адекватные результаты по сравнению с результатами, которые основываются на использовании традиционных аналитических моделей и алгоритмов управления. Делается вывод о возможности решения проблемы формирования базы нечетких правил на основе ретроспективной информации, в рамках направления «мягких вычислений». Сточной водой, иди сточной жидкостью, называется вода, использованная на бытовые или производственные нужды и получившая при этом загрязнения, которые изменяют ее первоначальный химический состав или физические свойства []. Сточные воды - продукт физиологической жизнедеятельности человека, а также его хозяйственной и производственной деятельности. В зависимости от природы образования сточные воды подразделяются на бытовые и промышленные. По составу и характеру бытовые воды довольно постоянны, сточные промышленные воды отличаются большим разнообразием. Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные системы, загрязненные веществами, которые могут находиться во всех состояниях - растворенном, коллоидном и нерастворенном. Коллоидные и нерастворенные вещества образовывают грубо- и тонкодисперсные суспензии, эмульсии, пену. В сточных водах всегда присутствуют как органические, так и неорганические компоненты загрязнений. Органические вещества в бытовых стоках находятся в виде белков, углеводов, жиров, продуктов физиологической переработки. Кроме того, бытовые стоки содержат крупные примеси - бумагу, отбросы растительного происхождения, а также синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Из неорганических компонентов в этой категории стоков всегда присутствуют в виде ионов калий, натрий, кальций, магний, хлор, карбонаты, сульфаты. Бытовые стоки, кроме того, обязательно имеют в своем составе биологические загрязнения. Состав сточных вод промышленных предприятий разнообразен и индивидуален, однако в огромном большинстве случаев в этих водах отсутствуют некоторые из органогенных элементов и обычно они не загрязнены патогенной микрофлорой. Состав городских сточных вод и концентрация в них загрязнений определяются в основном нормой водопотребления, количеством и составом производственных стоков. Поскольку нормы водопотребления в городах, количество производственных стоков и их состав различны, нет городов с абсолютно одинаковым составом сточных вод. Данный факт влияет на технологические процессы очистки сточных вод []. Технологический процесс очистки сточных вод состоит из нескольких этапов. Содержание основных этапов процесса очистки сточных вод [,,] представлено на рис. Механическая очистка сточных вод. На решетках задерживаются грубые крупные отбросы, крайне неоднородные по составу (бумага, пластмассовый упаковочный материал, резиновые изделия, деревянные и пластмассовые предметы, металлические детали, банки, стекло, камни), но в основном органического происхождения. Технологическая характеристика работы решеток дается на основе оценки количества и качества задерживаемых отбросов. В определенной мере количество и состав отбросов с решеток и осадка из песколовок характеризуют культурный уровень населения, пользующегося канализацией, технический уровень системы и качество ее эксплуатации. Песколовки. Назначение песколовок - выделить из сточной воды песок и другие тяжелые минеральные примеси, которые могут затруднить перекачку осадков и обработку их в предназначенных для этого сооружениях. Технологический контроль за работой песколовок сводится к определению количества и качества задерживаемого песка. Рис.