基于CBR和RBR的突发水环境污染处理专家系统研究
发布时间：2021-01-16 15:14
随着经济的快速发展,各种环境问题日益突出并且环境事故呈现多事态,尤其是突发水环境污染,给人民的生命和财产安全造成威胁,那么建立一种简洁、方便的应对突发水环境污染专家系统是非常必要的,能够提高应对突发水环境污染决策的成功率。专家系统是指在某一特定领域内能对针对性的问题给出正确合理的专家知识及解决方案,是能够以专家的水平解决实际问题的智能计算机系统。目前专家系统多是基于CBR和RBR推理模式,本文采用CBR和RBR相结合的推理策略,为突发水环境污染提供专业有效的解决方案。对于专家系统开发的先导工作—建立知识库,知识库的建立需要知识获取、计算机语言表示等。知识获取主要采用查阅文献、期刊、书籍阅读、网络查询、专家经验等的途径,将获取到的知识事件,进行精简整理。分析所有事件的特征并总结它的占比,得到污染物、事故地理位置等一系列占比高的特征。有了对于事件特征的描述接下来就是将特征的人类语言转化为计算机语言,不同的特征下有划分细类,用1至n不同数字表示。同理,不同事件也有其对应的解决方案,它对应不同数字。一个完整的事件是由特征和解决方案构成。共收集484个事件,其中363个用于专家系统的训练,剩下的...
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
专家系统图
第一章绪论3图1-2专家系统发展Figure1-2Expertsystemdevelopment（1）孕育期（1965年前）：1956年人工智能（AI）学科诞生了，人工智能是以让电脑具有人类智能作为研究的重点。1957年，出现研制实现问题求解功能的计算机程序，这个想法是由GPS提出的，由于是出于初期阶段，专业领域知识的使用性能不够强，经过不断努力探索，得出将研究方向与重点转为基于知识模型的推理。（2）产生期（1965年~1971年）：1965年，开始研制DENDRAL系统以及MACSYMA系统，该系统的研发标志着专家系统的诞生，因此这两个系统统称为第一代的专家系统。这两个新系统首次把大量的专业知识和启发式程序进行结合使用，把专业领域知识建模放在了重要地位，第一代的专家系统的研制成功，得到知识的组织实现是高性能人工智能的体现。推动了AI的研究，为它奠定了启发式程序和推理应用程序应用到现实问题求解过程的理论基础，让AI的研究更具有研究和应用的价值。（3）成熟期（1972年~1977年）：在这一阶段不同领域研发了MYCIN、HEARSAY、PROSPECTOR、CASNET等的专家系统，并提出不精确推理、解释功能等的技术，以上的专家系统技术以及1977年对专家系统思想和知识概念的总结，使得专家系统变得基本成熟。在1973年研制的MYCIN系统，是最为完整功能齐全的专家系统，这是一个医疗方面的系统，它的研发提出为以后专家系统发展奠定基矗在1976年研制PROSPECTOR系统，是致力于地质数据定位和矿藏咨询专家系统，采用似然推理以及语义网络技术。（4）发展时期（1978年至今）专家系统在各个学科和不同领域有了广泛应用，专家系统技术研究也变得日益成熟。在很多方面有很大的进展：EXPERT、EMPERT等骨架系统，能够为专家系统在构建上提供支持。用户使用比较便捷通俗易懂，填入相应
第一章绪论5体现，开始研发第四代专家系统它融合了多专家协作系统、多种知识表示、综合知识库、自组织解题机制、多学科协同解题与并行推理、专家系统工具与环境、人工神经网络知识获娶深度学习及机器学习等最新人工智能技术[10]，第四代专家系统未来可期。1.2.3国内专家系统研究进展专家系统在国内也有着广泛的应用，例如医疗、农业、机械等领域，各个不同领域在我国国内的发展主要分为以下几个阶段，如图1-3所示：图1-3我国专家系统发展Figure1-3DevelopmentofChina"sexpertsystem（1）初始阶段（1979年~1983年）专家系统初始阶段，知识是耦合到推理程序过程当中的，所以在一定程度上对程序修改和知识管理造成一定困难。专家系统可以模拟专家在解决问题时的辨证思维，根据用户输入进行相应的解答给出结论，但是不能给出相应的解释。系统经过不断调整修改程序，得出与专家系统一致的结论，这一阶段所使用的方法主要有：模糊数学、Bayes、加权求和公式等数学方法和正向推理方法，是专家系统更加规范和系统化。（2）成熟阶段（1984年~1990年中期）成熟阶段出现许多专家系统，这一阶段的专家系统是把推理与知识完全分开的，是一种推理机与知识库完全分开的结构，这种结构的优势在于能够单独对知识库进行管理和推理程序进行修改。这一阶段采用的的数学方法主要有：精确和不精确推理、匹配、回溯、递归、递推等，在知识获娶专家知识库建立、推理模型等理论进行深入探索。虽然已经是成熟的专家系统，但是还是会有理论和实践上问题，就比如在知识获取上不够完善、表示上不够准确等问题，知识存在多样性，同时也就为知识库的管理增加难度，同时灵活与实用的的推理机仍需要探索。（3）多技术融合阶段（1990年中期~现在）当今科学技术发展迅速，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于规则与案例推理的汽轮发电机组故障诊断专家系统[J]. 张强,剡昌锋,王慧滨,栗宇. 电力科学与工程. 2018(06)
[2]突发水污染事故中污染物输移主导水动力识别——以深圳湾为例[J]. 陶亚,雷坤,夏建新. 水科学进展. 2017(06)
[3]基于决策树分类算法的研究与应用[J]. 路翀,徐辉,杨永春. 电子设计工程. 2016(18)
[4]突发水污染应急处置技术方案动态生成模型及决策支持软件系统[J]. 刘仁涛,姜继平,史斌,刘洁,郭亮,王鹏. 环境科学学报. 2017(02)
[5]知识图谱构建技术综述[J]. 刘峤,李杨,段宏,刘瑶,秦志光. 计算机研究与发展. 2016(03)
[6]基于加权欧氏距离度量的目标再识别算法[J]. 谭飞刚,刘伟铭,黄玲,翟聪. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(09)
[7]浊漳河苯胺污染对潞城-平顺段底栖动物的影响调查[J]. 杨孟科. 山西水利科技. 2015(03)
[8]CART决策树的两种改进及应用[J]. 张亮,宁芊. 计算机工程与设计. 2015(05)
[9]基于系统动力学的危险化学品水污染事件中城市供水危机应急策略研究——以2005年吉化爆炸引发哈尔滨水危机为例[J]. 武佳倩,汤铃,李玲,余乐安. 系统工程理论与实践. 2015(03)
[10]应对突发性水污染事件的水动力与水质模型[J]. 张菊,周祖昊,李旺琦,肖伟华. 人民黄河. 2013(11)
博士论文
[1]基于CBR-RBR集成方法的马病远程诊断专家系统的研究[D]. 秦宏宇.东北农业大学 2017
硕士论文
[1]决策树技术在高校就业管理中的应用研究[D]. 王玮.中国矿业大学 2019
[2]基于关联规则的高铁列控车载设备故障诊断方法研究[D]. 刘浩.北京交通大学 2018
[3]基于深度学习的鲁棒表情关键点定位算法设计与实现[D]. 彭营营.北京交通大学 2017
[4]洞庭湖水环境评价分析决策支持系统研究[D]. 张麒.湖南农业大学 2015
[5]基于本体规则推理的空间数据一致性判别研究[D]. 李建洁.太原理工大学 2015
[6]基于不确定性及模糊推理的智能制造专家系统研究与实现[D]. 崔巍.天津大学 2014
[7]基于嵌入式Linux的RFID智能导览系统研究[D]. 龚晨.北京交通大学 2014
[8]危险化学品突发环境污染事故案例库与应急方案构建[D]. 曹敬灿.北京林业大学 2014
[9]基于案例推理的水污染应急决策评估系统[D]. 彭浩.合肥工业大学 2013
[10]突发性水污染事件的饮用水应急调度问题研究[D]. 杨勋.东北大学 2012
本文编号：2981052
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
专家系统图
第一章绪论3图1-2专家系统发展Figure1-2Expertsystemdevelopment（1）孕育期（1965年前）：1956年人工智能（AI）学科诞生了，人工智能是以让电脑具有人类智能作为研究的重点。1957年，出现研制实现问题求解功能的计算机程序，这个想法是由GPS提出的，由于是出于初期阶段，专业领域知识的使用性能不够强，经过不断努力探索，得出将研究方向与重点转为基于知识模型的推理。（2）产生期（1965年~1971年）：1965年，开始研制DENDRAL系统以及MACSYMA系统，该系统的研发标志着专家系统的诞生，因此这两个系统统称为第一代的专家系统。这两个新系统首次把大量的专业知识和启发式程序进行结合使用，把专业领域知识建模放在了重要地位，第一代的专家系统的研制成功，得到知识的组织实现是高性能人工智能的体现。推动了AI的研究，为它奠定了启发式程序和推理应用程序应用到现实问题求解过程的理论基础，让AI的研究更具有研究和应用的价值。（3）成熟期（1972年~1977年）：在这一阶段不同领域研发了MYCIN、HEARSAY、PROSPECTOR、CASNET等的专家系统，并提出不精确推理、解释功能等的技术，以上的专家系统技术以及1977年对专家系统思想和知识概念的总结，使得专家系统变得基本成熟。在1973年研制的MYCIN系统，是最为完整功能齐全的专家系统，这是一个医疗方面的系统，它的研发提出为以后专家系统发展奠定基矗在1976年研制PROSPECTOR系统，是致力于地质数据定位和矿藏咨询专家系统，采用似然推理以及语义网络技术。（4）发展时期（1978年至今）专家系统在各个学科和不同领域有了广泛应用，专家系统技术研究也变得日益成熟。在很多方面有很大的进展：EXPERT、EMPERT等骨架系统，能够为专家系统在构建上提供支持。用户使用比较便捷通俗易懂，填入相应
第一章绪论5体现，开始研发第四代专家系统它融合了多专家协作系统、多种知识表示、综合知识库、自组织解题机制、多学科协同解题与并行推理、专家系统工具与环境、人工神经网络知识获娶深度学习及机器学习等最新人工智能技术[10]，第四代专家系统未来可期。1.2.3国内专家系统研究进展专家系统在国内也有着广泛的应用，例如医疗、农业、机械等领域，各个不同领域在我国国内的发展主要分为以下几个阶段，如图1-3所示：图1-3我国专家系统发展Figure1-3DevelopmentofChina"sexpertsystem（1）初始阶段（1979年~1983年）专家系统初始阶段，知识是耦合到推理程序过程当中的，所以在一定程度上对程序修改和知识管理造成一定困难。专家系统可以模拟专家在解决问题时的辨证思维，根据用户输入进行相应的解答给出结论，但是不能给出相应的解释。系统经过不断调整修改程序，得出与专家系统一致的结论，这一阶段所使用的方法主要有：模糊数学、Bayes、加权求和公式等数学方法和正向推理方法，是专家系统更加规范和系统化。（2）成熟阶段（1984年~1990年中期）成熟阶段出现许多专家系统，这一阶段的专家系统是把推理与知识完全分开的，是一种推理机与知识库完全分开的结构，这种结构的优势在于能够单独对知识库进行管理和推理程序进行修改。这一阶段采用的的数学方法主要有：精确和不精确推理、匹配、回溯、递归、递推等，在知识获娶专家知识库建立、推理模型等理论进行深入探索。虽然已经是成熟的专家系统，但是还是会有理论和实践上问题，就比如在知识获取上不够完善、表示上不够准确等问题，知识存在多样性，同时也就为知识库的管理增加难度，同时灵活与实用的的推理机仍需要探索。（3）多技术融合阶段（1990年中期~现在）当今科学技术发展迅速，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于规则与案例推理的汽轮发电机组故障诊断专家系统[J]. 张强,剡昌锋,王慧滨,栗宇. 电力科学与工程. 2018(06)
[2]突发水污染事故中污染物输移主导水动力识别——以深圳湾为例[J]. 陶亚,雷坤,夏建新. 水科学进展. 2017(06)
[3]基于决策树分类算法的研究与应用[J]. 路翀,徐辉,杨永春. 电子设计工程. 2016(18)
[4]突发水污染应急处置技术方案动态生成模型及决策支持软件系统[J]. 刘仁涛,姜继平,史斌,刘洁,郭亮,王鹏. 环境科学学报. 2017(02)
[5]知识图谱构建技术综述[J]. 刘峤,李杨,段宏,刘瑶,秦志光. 计算机研究与发展. 2016(03)
[6]基于加权欧氏距离度量的目标再识别算法[J]. 谭飞刚,刘伟铭,黄玲,翟聪. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(09)
[7]浊漳河苯胺污染对潞城-平顺段底栖动物的影响调查[J]. 杨孟科. 山西水利科技. 2015(03)
[8]CART决策树的两种改进及应用[J]. 张亮,宁芊. 计算机工程与设计. 2015(05)
[9]基于系统动力学的危险化学品水污染事件中城市供水危机应急策略研究——以2005年吉化爆炸引发哈尔滨水危机为例[J]. 武佳倩,汤铃,李玲,余乐安. 系统工程理论与实践. 2015(03)
[10]应对突发性水污染事件的水动力与水质模型[J]. 张菊,周祖昊,李旺琦,肖伟华. 人民黄河. 2013(11)
博士论文
[1]基于CBR-RBR集成方法的马病远程诊断专家系统的研究[D]. 秦宏宇.东北农业大学 2017
硕士论文
[1]决策树技术在高校就业管理中的应用研究[D]. 王玮.中国矿业大学 2019
[2]基于关联规则的高铁列控车载设备故障诊断方法研究[D]. 刘浩.北京交通大学 2018
[3]基于深度学习的鲁棒表情关键点定位算法设计与实现[D]. 彭营营.北京交通大学 2017
[4]洞庭湖水环境评价分析决策支持系统研究[D]. 张麒.湖南农业大学 2015
[5]基于本体规则推理的空间数据一致性判别研究[D]. 李建洁.太原理工大学 2015
[6]基于不确定性及模糊推理的智能制造专家系统研究与实现[D]. 崔巍.天津大学 2014
[7]基于嵌入式Linux的RFID智能导览系统研究[D]. 龚晨.北京交通大学 2014
[8]危险化学品突发环境污染事故案例库与应急方案构建[D]. 曹敬灿.北京林业大学 2014
[9]基于案例推理的水污染应急决策评估系统[D]. 彭浩.合肥工业大学 2013
[10]突发性水污染事件的饮用水应急调度问题研究[D]. 杨勋.东北大学 2012
本文编号：2981052
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