饮用水处理技术评估与专家辅助决策系统的设计

发布时间：2020-07-27 07:33

【摘要】：我国幅员辽阔,各个地区水质、水源情况各有特点。同时饮用水处理中每个环节都对水质问题负责,每个环节又都只能解决一部分水质问题,每种水质问题又不能仅依靠单一的环节来解决。因此,需要有一个辅助决策系统,根据一个特定的水源条件及相关需求,就能得出一套或几套解决方案,供设计人员或领导决策参考,从而将各个水处理单元之间关系整体考虑,力求在整体上达到经济技术最优。本文依托是十三五“水体污染与治理科技重大专项”中“饮用水安全多级屏障技术集成与系统优化”课题。对筛选出的饮用水技术进行科学评估,并设计了专家辅助决策系统,用以根据水源水质情况给出推荐工艺及处理效果和经济成本的预测。首先,建立了饮用水技术评估指标体系。通过调研和实际运行情况分析,初步建立了层次性指标体系框架,并根据技术的先进性,效益,应用潜力,考虑水厂的实际运行情况,制定了如下指标体系:总目标层—技术的先进性、效益、应用潜力;目标层—创新性、应对能力提高、操作性提高、可持续性、可靠性、经济性;要素层—SCI论文、发明专利、人员、设备、规程导则、水质提升、不利条件参数指标水平、更新迭代速度、检测准确性、药剂安全性、设备稳定性。同时对175项饮用水处理技术的适用范围、创新点、技术成果进行筛选。其次,根据层次分析法相关原理,编制MATLAB程序进行计算。在确定综合指标权重后,请专家根据打分建议进行打分,将制成技术专家评分表。将技术专家评分表中技术的适用的水质条件、处理效果、技术经济成本信息同技术评分一同录入技术数据包中,便于使用者查询和专家辅助决策系统的调用。最后,专家辅助决策系统的设计与验证。根据水处理工艺的基本单元并结合经济考量设计了专家辅助决策系统。专家辅助决策系统推荐的几套工艺中与示范工程工艺具有一致性,同时给出了该工艺出厂水水质预测值:浊度0.07~0.20NTU,色度3~4,高锰酸盐指数1.02~1.16mg/L,NH_3-N 0.03~0.09mg/L。与某水厂示范工程改造后实测水质平均值:浊度0.15NTU,色度5,高锰酸盐指数1.25mg/L,NH_3-N 0.02mg/L基本吻合,证明专家辅助决策系统的可靠性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU991.2
【图文】：

技术路线图,专家辅助决策系统,水质条件,经济成本

以达到经济和处理效果的最大效用。对某一特定的水学的推荐工艺。思路：首先确保每个参与组合的技术单元在同一水质条件下，这技术在某项水质条件下的处理能效的准确性，其次在参与组合的应用潜力评估分数高的技术，这类技术具有较高的先进性和效益艺中，进行经济成本的考核，保留处理效果好，经济成本低的工）太湖某地区示范工程的验证湖某地区典型太湖水源水质为例，由专家辅助决策系统给出推荐程所用实际工艺比对，同时将专家辅助决策系统给出的水厂出同一工艺的实测出厂水平均值对比示范工程与辅助决策系统结工艺一致性，在重要的水质指标上，预测值与实测平均值基本吻决策系统的可靠性。题研究技术路线题研究的技术路线如图 1-1 所示。

判断矩阵,特征值,算法,算法程序

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文4.4 计算方案层元素的最终综合权重每一层中的元素间都有相对上一层某元素的相对权重，将不同层间的相层中元素的所属关系逐层进行乘积运算最终得到方案层中的元素相对于组合权重，即方案层要素的综合权重[44]。层次分析法求权重计算实际上是求满足一致性检验的判断矩阵的最大特征向量的过程，该过程可以用 MATLAB2014a 编程计算解决。求判断矩值的详细算法程序见图 2-2。检验判断矩阵一致性的算法程序见图 3-3。1ii nii ==

算法,判断矩阵,算法程序,一致性检验

即方案层要素的综合权重[44]。析法求权重计算实际上是求满足一致性检验的判断矩阵的最大的过程，该过程可以用 MATLAB2014a 编程计算解决。求判断细算法程序见图 2-2。检验判断矩阵一致性的算法程序见图 3-3图 2-2 求判断矩阵的特征值的算法

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