专家系统在水量调度中的应用

论文摘要

水是基础性的自然资源和战略性的经济资源,是生态环境的控制性要素。随着人口的增长和经济的发展,水资源的稀缺愈益突出,生活、生产和生态用水之间的矛盾更加尖锐,按照公平、高效和可持续发展的原则进行流域水量的实时调度十分必要。流域水量调度是在既定的水资源管理体制和分配方式下,本着上述原则将流域内有限的水资源实时分配到各用水单元,达到生活、生产和生态等各种用水需求的有序满足。由于流域来水及用水过程的影响因素十分复杂,具有很大的不确定性,来水和用水之间存在着无穷多种组合,不同的组合将导致不同的调度规则,这使得流域水量调度方案难以使用一个统一的算法进行编制,流域水量调度具有高度的非结构化特征。专家系统是研究如何运用专家知识来解决某些专门问题而建立人机交互系统的方法和技术,经常用于处理不确定和非结构化的问题。目前国内外对专家系统在流域水量调度中应用的研究还不多见,本论文对此进行探讨和研究。流域水量调度专家系统由数据库、知识库、推理机、解释器和人机交互界面组成,其中,知识库是整个专家系统的核心。本文以阿克苏河流域为例,研究了利用专家系统开发工具――可视化规则开发器进行水量调度知识库的设计。专家系统的开发坚持模块化、集成化的编程思想,采用面向对象编程技术,可有效提高开发效率。流域水量调度专家系统由流域基本信息管理模块、来水管理模块、需水管理模块、方案编制模块、方案评价模块和联机帮助模块组成,各个模块通过调用数据库和知识库中的信息来制定水量调度方案。进行流域水量调度专家系统的研究,并应用于实际工作,综合考虑社会、经济和生态等因素的影响,科学、快速地进行水量调度方案的制定,具有重大的实践意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 概论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 专家系统与流域水量调度
• 2.1 流域水量调度问题描述
• 2.2 常规的流域水量调度方案编制方法
• 2.3 专家系统在流域水量调度中的应用
• 第3章 流域水量调度专家系统构建原理
• 3.1 流域水量调度专家系统整体框架
• 3.2 流域水量调度专家系统功能模块
• 3.3 流域水量调度专家系统结构体系
• 3.4 流域水量调度专家系统开发构建
• 3.5 面向对象方法在流域水量调度专家系统中的应用
• 3.5.1 面向对象方法
• 3.5.2 面向对象方法在流域水量调度专家系统中的应用
• 第4章 流域水量调度专家系统知识库
• 4.1 建立专家系统知识库的步骤
• 4.1.1 获取专家知识
• 4.1.2 知识的整理
• 4.1.3 知识形式化和形成知识库
• 4.1.4 知识库的调试
• 4.2 建立流域水量调度知识库
• 4.2.1 知识库开发工具的选择
• 4.2.2 知识库中知识的表示
• 4.2.3 知识库的总体结构
• 4.2.4 知识库的建立
• 第5章 流域水量调度专家系统的实现
• 5.1 阿克苏河流域简介
• 5.1.1 阿克苏河流域自然地理及经济状况
• 5.1.2 阿克苏河流域水资源特征
• 5.1.3 阿克苏河流域面临的问题
• 5.2 系统的内容及功能
• 5.2.1 系统的基本功能模块
• 5.2.2 系统实现的计算机界面
• 5.3 系统应用及运行结果
• 5.3.1 阿克苏河流域水量调度知识
• 5.3.2 阿克苏河流域水量调度知识库
• 5.3.3 系统运行结果
• 5.3.4 结论
• 第6章 结束语
• 6.1 主要研究成果
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 声明
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果