[发明专利]一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法

权利要求书

1.一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对厂区内污水处理工艺可获取或需要关注的工艺指标i进行全面梳理；

S2、构建一维数组V，其元素由各工艺指标构成，特征值为特定时间范围内工艺指标的均值x_i；

S3、同时统计运行正常时的历史数据，统计指标均值x_ave，作为正常工况的参考标准；

S4、按指标90％概率区间或自定义的方式，设定运行控制上界x_min和运行控制下界x_max，作为异常工况的判别标准；

S5、以S2中一维数组V的各元素作为DAG的节点，以二维数组E作为邻接矩阵存储DAG中各节点的有向关系，记为图G(V,E)；

S6、设置f_max，f_min两组隶属函数用于各指标模糊运算，用于判别其工艺指标接近运行控制上界x_min和运行控制下界x_max的程度，通过计算隶属函数，可实现对各个具有不同数量级、不同单位的指标进行归一化，在正常工况下即指标不越界时，各隶属函数取值范围均为[0,1)，以便于直观地比较，预设的模糊评估的隶属函数具体形状以及区间可在保持函数单调性的条件下允许适度调整，以满足对不同指标按不同灵敏度考察的需求；

S7、当评估结果小于1时，系统工况正常，当评估结果接近1时，部分指标值可能较靠近控制边界，当评估结果大于1时，表明多个指标处在严重偏离正常工况的状态；且当某一个指标超出控制边界时，最终评估结果必大于1。

2.根据权利要求1所述的一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，其特征在于：V中的元素由目前所能获取的所有工艺指标组成，邻接矩阵E为非对称关系，所标记方向为发生因果推理的反方向。

3.根据权利要求2所述的一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，其特征在于：取边长为1，对图G中节点两两间进行路径遍历，若两节点存在多条路径且有边长为1的路径，则舍去该路径。

4.根据权利要求1所述的一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，其特征在于：根据实际需要，可人为额外的建立或删除有向边，其原则为子节点指标需能对父节点的异常作出独立的解释。

5.根据权利要求1所述的一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，其特征在于：模糊评估前，需按照对DAG各节点进行分组，以维持为维持指标间逻辑关系，并计算组内元素特征值通过隶属函数形成模糊矩阵F，式中w为调节矩阵，若仅考察上界时，记w＝[10]^T，仅考察下界时记w＝[10]^T，若双边考察时记w＝[11]^T。

6.根据权利要求1所述的一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，其特征在于：为使得所得结果对各指标相对敏感，采用尼梅罗指数法对各项均值以及最大值同时进行考量，各隶属函数下的各指标的平均值和最大值进行合成后可得到F_min/max矩阵，将Fmin与Fmax进行模糊并运算进行二次合成得到最终评估值F_out，F_out＝∨(F_min/_max)/0.7＝[F_min∨F_max]/0.7，式中，由于当存在某一指标发生越界时，隶属函数平均值最小可取0，f_max最小取1，可知当有指标出现异常时，F_min/max最小值为0.7，因此在指标无异常情况下，尼梅罗函数值需除以0.7以便将正常工况时的评估结果F_out取值范围归一化至[0,1)。