[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

说明书

本发明公开了一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，包括以下步骤：对污水处理工艺指标i进行全面梳理；构建一维数组V；同时统计运行正常时的历史数据，统计指标均值x_ave；设定运行控制上界x_min和运行控制下界x_max；以S2中一维数组V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)；设置f_max，f_min两组函数用于各指标模糊运算，通过计算隶属函数，实现对指标进行归一化；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。本发明利用有向无环图结构保持了指标间的关联性，可较灵敏的识别出单个指标异常。

技术领域

本发明涉及污水处理工艺分析技术领域，具体为一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法。

背景技术

在污水处理厂运行过程中，为保障出水达标，需持续关注并考察各生产线、工艺单元以及不同构筑物中仪表及工艺指标的状态。污水处理工艺指标常存在种类数量多、指标间关联性强、指标间影响相对复杂等特点。传统指标评估与判断通常仅采用单指标出水水质或整体去除率等末端指标或生化段的溶解氧、污泥浓度等个别过程仪表读数作为依据，现场数据利用不充分，对指标考察过于孤立。由于不同的过程指标或连同出水指标常常仅以超标/不超标作为结论，或视为同等来对待、在对系统把控方面常常存在较强片面性。目前亟需一种定量评估方法与合理考核手段，以满足智慧化运行与精细化管理的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于有向无环图的污水处理工艺系统模糊评估方法，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。

优选的，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。

优选的，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。