本文分析了在選擇飲用水處理工藝和確定工藝運(yùn)行參數(shù)時(shí)所面臨的問(wèn)題，提出利用專(zhuān)家系統(tǒng)選擇水處理工藝及其運(yùn)行參數(shù)的方案，介紹了專(zhuān)家系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明了專(zhuān)家系統(tǒng)由知識(shí)庫(kù)的組成，以及推理機(jī)在不同水源水質(zhì)條件下選擇處理工藝及確定運(yùn)行參數(shù)的方法等。實(shí)踐表明，該專(zhuān)家系統(tǒng)能夠針對(duì)不同的水質(zhì)推薦適宜的處理工藝及運(yùn)行參數(shù)，可為水廠(chǎng)的運(yùn)行及改擴(kuò)建提供參考。
關(guān)鍵詞：飲用水處理；專(zhuān)家系統(tǒng)；推理機(jī)；知識(shí)庫(kù)
針對(duì)不同的水質(zhì)狀況選取切實(shí)的組合工藝及運(yùn)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(yùn)行姑數(shù)要根據(jù)已有的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及運(yùn)行數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證才能確定。而通過(guò)創(chuàng)建水處理專(zhuān)家系統(tǒng)，將水處理專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和水處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)男问酱嫒胗?jì)算機(jī)，并模擬專(zhuān)家選擇工藝和姑數(shù)的思維方法，對(duì)原水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯推理來(lái)確定處理工藝和運(yùn)行參數(shù)，則可以簡(jiǎn)化水處理工藝選擇和運(yùn)行參數(shù)確寶的復(fù)雜性。
1 專(zhuān)家系統(tǒng)
所謂專(zhuān)家系統(tǒng)就是利用存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的某一特定領(lǐng)域內(nèi)人類(lèi)專(zhuān)家的知識(shí)，來(lái)解決過(guò)去需要人類(lèi)專(zhuān)家才能解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。專(zhuān)家系統(tǒng)通常是要完成那些需要搖籃有專(zhuān)門(mén)知識(shí)的領(lǐng)域?qū)＜以趲追昼娀驇仔r(shí)內(nèi)完成的量大南昌性質(zhì)相對(duì)重要的任務(wù)，如診斷、規(guī)劃、決策等等。專(zhuān)家系統(tǒng)通常要考察大量的可能性，或者說(shuō)動(dòng)態(tài)地建立解決問(wèn)題的方法。
從結(jié)構(gòu)組成的角度來(lái)看，專(zhuān)家系統(tǒng)是一個(gè)由存放專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域知識(shí)的知識(shí)庫(kù)，以及一個(gè)能選擇和運(yùn)用知識(shí)的推理機(jī)制組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]，飲用水處理專(zhuān)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(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1人機(jī)接口：它是用戶(hù)與專(zhuān)家系統(tǒng)信息交互的辦面。人機(jī)接口一方面接收用戶(hù)輸入的信息交給推理機(jī)進(jìn)行推斷，并顯示結(jié)果和整個(gè)推斷過(guò)程的解釋信息，另一方面將用戶(hù)輸入的信息交給學(xué)習(xí)程序，完成對(duì)知識(shí)庫(kù)的更新和補(bǔ)充。
2.推理機(jī)：利用從人機(jī)接口得到的信息，根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)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(kù)，將結(jié)論送給人機(jī)接口顯示。
3.解釋程序：對(duì)系統(tǒng)給出的結(jié)論、求解過(guò)程提供說(shuō)明，解答用戶(hù)對(duì)推理結(jié)果提出的疑問(wèn)。
4.學(xué)習(xí)程序：將用戶(hù)輸入的新知識(shí)添加到知識(shí)庫(kù)，在使用過(guò)程中根據(jù)推理的效果更新知識(shí)庫(kù)。
5.中間數(shù)據(jù)庫(kù)：存儲(chǔ)推理的中間結(jié)果，為推理機(jī)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(shí)庫(kù)：用以存儲(chǔ)水處理專(zhuān)家的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。
本專(zhuān)家系統(tǒng)主要分為兩部分；一部分是針對(duì)多年的水質(zhì)條件確定整體處理工藝，主要為水廠(chǎng)的改擴(kuò)建提供參考；另一部分是針對(duì)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(yùn)行參數(shù)，該功能可以為水廠(chǎng)的運(yùn)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(diǎn)，采用知識(shí)庫(kù)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（氣浮）、過(guò)濾、臭氧活性炭（活性炭）、清毒七個(gè)單元步驟，每個(gè)單元的水處理知識(shí)在知識(shí)庫(kù)中分開(kāi)存放，在選擇水處理工藝的過(guò)程中只能從知識(shí)庫(kù)中的相應(yīng)部分選擇可用的知識(shí)。每個(gè)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(duì)預(yù)沉淀部分舉例說(shuō)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(guò)程中，除了進(jìn)行常規(guī)的除濁、除有機(jī)物和消毒外，還需要根據(jù)特殊的去除對(duì)象，采用特定的工藝和藥劑。