4.2. Описание процесса и результатов работы экспертной системы

Для конечного пользователя основным элементом интерфейса является окно сеанса Session(рис. 4.4). В этом окне выводятся результаты работы экспертной системы – проявившиеся ситуации, выявленные и возможные причины их возникновения, проявившиеся параметры (с порогами эксплуатации) и рекомендации по устранению нештатных ситуаций. На рисунке 4.4 представлен результат работы экспертной системы по распознаванию ситуации недостатка кислорода, вызванной недостаточной аэрацией в нитрификаторе аэротенка.

Рис. 4.4 – Результат работы одного из правил экспертной системы

В процессе работы интерпретатора, каждому нарушению ставится в соответствие некоторый набор показателей, по нему из совокупности возможных причин нарушения выбирается наиболее вероятная. Таким образом, на основании анализа информации о входных и выходных параметрах, а так же информации о внутреннем состоянии объекта управления экспертная система выдает заключение о «правильности» функционирования объекта. При возникновении нештатных, критических ситуаций они выводятся на экран пользователя. При этом определяются места «неисправностей» на объекте и выдаются рекомендации оператору с целью вывода объекта из кризисной ситуации, не допуская развития критической ситуации.

Запуск интерпретатора осуществляется кнопкой «Пуск», при этом активизируется функция Main, которая очищает все поля окнаSessionи выполняются все правила спискаRule(рис 4.5). Содержание программы приведено в приложении Б.

Рис. 4.5 – Список правил экспертной системы

Последовательностью выполнения правил и условиями выполнения управляет глобальная переменная u. ПравилаInt_SиInt_S6 выполняет поиск проявившихся ситуаций, устанавливает статус ситуации 1/0, выводит текст ситуации и информацию о проявившихся параметрах. В правилеInt_Sорганизован поиск проявившихся среди ситуаций 1-6 таблицы 3.1, а в правилеInt_S6 заложена ситуация «процесс идёт нормально» с выводом всех параметров процесса на экран. ПравилаInt_Pr1 иInt_Pr2 отвечают за поиск причин обнаруженных ситуаций, установку статуса причин 1/0 и расчёт показателя разрешения конфликтов – степени развития причины. Всего в экспертную систему заложено 6 ситуаций с 13 причинами. ПравиломDisplayосуществляется вывод информации о проявившихся дополнительных параметрах. Для ситуаций с несколькими причинами созданы правилаKonf1-Konf4, для разрешения конфликтов между причинами, в зависимости от степени развития, то есть определяется, какая причина наиболее вероятна из проявившихся для данной ситуации.

Экспертная система функционирует в двух режимах: в режиме приобретения знаний и в режиме принятия управленческих решений для поддержания заданного качества очистки сточных вод. В режиме приобретения знаний инженеры и эксперты наполняют базу знаний новыми фактами и правилами (рис. 4.6, рис. 4.7), которые позволяют экспертной системе в режиме решения самостоятельно решать неформализованные задачи принятия управленческих решений. Важную роль в режиме приобретения знаний играют подсистема объяснения решений и редактор базы знаний, позволяя эксперту на этапе тестирования экспертной системы целенаправленно модифицировать старые или вводить новые знания.

Эксплуатацию экспертной системы осуществляет лицо, принимающее решение, - непрограммирующий пользователь, являющийся специалистом в данной предметной области и применяющий экспертную систему для принятия управленческих решений для обеспечения нормального режима функционирования блока биологической очистки сточных вод с заданным качеством очищенной воды.

Рис. 4.6 – Пример заполнения базы данных

Рис. 4.7 – Пример заполнения базы правил

В результате получена экспертная система, реализующая поддержку принятия решений оператором при управлении блоком биологической очистки сточных вод. В базу знаний системы внесены основные параметры процесса, возможные нештатные ситуации и их причины, а также рекомендации по их устранению, что должно способствовать более эффективному управлению процессом очистки и предотвращению нештатных ситуаций, и как следствие, повышению качества очищенной воды.