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　　本文分析了在選擇飲用水處理工藝和確定工藝運行參數(shù)時所面臨的問題，提出利用專家系統(tǒng)選擇水處理工藝及其運行參數(shù)的方案，介紹了專家系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明了專家系統(tǒng)由知識庫的組成，以及推理機在不同水源水質(zhì)條件下選擇處理工藝及確定運行參數(shù)的方法等。實踐表明，該專家系統(tǒng)能夠針對不同的水質(zhì)推薦適宜的處理工藝及運行參數(shù)，可為水廠的運行及改擴建提供參考。

　　關(guān)鍵詞：飲用水處理；專家系統(tǒng)；推理機；知識庫

　　針對不同的水質(zhì)狀況選取切實的組合工藝及運行參數(shù)成為飲用水處理的關(guān)鍵。通常具體的處理工藝及其運行姑數(shù)要根據(jù)已有的生產(chǎn)經(jīng)驗及運行數(shù)據(jù)，并經(jīng)過大量的試驗驗證才能確定。而通過創(chuàng)建水處理專家系統(tǒng)，將水處理專家的經(jīng)驗和水處理試驗數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)男问酱嫒胗嬎銠C，并模擬專家選擇工藝和姑數(shù)的思維方法，對原水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯推理來確定處理工藝和運行參數(shù)，則可以簡化水處理工藝選擇和運行參數(shù)確寶的復(fù)雜性。

　　1 專家系統(tǒng)

　　所謂專家系統(tǒng)就是利用存儲在計算機內(nèi)的某一特定領(lǐng)域內(nèi)人類專家的知識，來解決過去需要人類專家才能解決的現(xiàn)實問題的計算機系統(tǒng)。專家系統(tǒng)通常是要完成那些需要搖籃有專門知識的領(lǐng)域?qū)＜以趲追昼娀驇仔r內(nèi)完成的量大南昌性質(zhì)相對重要的任務(wù)，如診斷、規(guī)劃、決策等等。專家系統(tǒng)通常要考察大量的可能性，或者說動態(tài)地建立解決問題的方法。

　　從結(jié)構(gòu)組成的角度來看，專家系統(tǒng)是一個由存放專門領(lǐng)域知識的知識庫，以及一個能選擇和運用知識的推理機制組成的計算機系統(tǒng)[1]，飲用水處理專家系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)如圖1所示。各部分的功能與作用如下：

　　圖1 飲用水處理專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　1人機接口：它是用戶與專家系統(tǒng)信息交互的辦面。人機接口一方面接收用戶輸入的信息交給推理機進(jìn)行推斷，并顯示結(jié)果和整個推斷過程的解釋信息，另一方面將用戶輸入的信息交給學(xué)習(xí)程序，完成對知識庫的更新和補充。

　　2.推理機：利用從人機接口得到的信息，根據(jù)知識庫中的知識進(jìn)行邏輯推理，將推理的中間結(jié)果存入中間數(shù)據(jù)庫，將結(jié)論送給人機接口顯示。

　　3.解釋程序：對系統(tǒng)給出的結(jié)論、求解過程提供說明，解答用戶對推理結(jié)果提出的疑問。

　　4.學(xué)習(xí)程序：將用戶輸入的新知識添加到知識庫，在使用過程中根據(jù)推理的效果更新知識庫。

　　5.中間數(shù)據(jù)庫：存儲推理的中間結(jié)果，為推理機下一步的推理提供數(shù)據(jù)，為解釋程序提供解釋信息。

　　6.知識庫：用以存儲水處理專家的專門知識。

　　本專家系統(tǒng)主要分為兩部分；一部分是針對多年的水質(zhì)條件確定整體處理工藝，主要為水廠的改擴建提供參考；另一部分是針對某一工藝組合，根據(jù)不同的原水水質(zhì)條件確定工藝的運行參數(shù)，該功能可以為水廠的運行提供參考。

　　工藝選擇功能

　　根據(jù)飲用水處理工藝選擇的特點，采用知識庫分塊組織的沖突消解策略。

　　將飲用水處理工藝分為預(yù)沉淀、預(yù)氧化、混凝、沉淀（氣?。?、過濾、臭氧活性炭（活性炭）、清毒七個單元步驟，每個單元的水處理知識在知識庫中分開存放，在選擇水處理工藝的過程中只能從知識庫中的相應(yīng)部分選擇可用的知識。每個單元步驟根據(jù)輸入的水質(zhì)條件的不同可以選擇不同的處理單元，該單元可以不出現(xiàn)在流程中。針對預(yù)沉淀部分舉例說明：

　　IF（進(jìn)水含沙量小于30kg/m3）THEN不進(jìn)行預(yù)沉淀處理。

　　IF（10小于進(jìn)水含沙量小于30kg/m3）THEN采用平流式天然預(yù)沉池。

　　IF（10小于進(jìn)水含沙量小于120kg/m3）THEN采用斜管預(yù)沉池。

　　在水處理過程中，除了進(jìn)行常規(guī)的除濁、除有機物和消毒外，還需要根據(jù)特殊的去除對象，采用特定的工藝和藥劑。