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1、此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。平安治理论文废物最少化专家系统的设计 摘 要 环境专家系统是继环境数据库、环境治理信息系统之后出现的处理环境征询题的有用工具之一，目前已成为环境科学研究的热点之一。废物最少化处理的征询题是如何在企业产前、产中、产后的消费全过程中减少废物的数量、降低废物的毒性。本文阐述了废物最少化专家系统的设计原则，即有用性原则、系统性原则、领域专家与知识工程师相结合的原则、面向用户原则、知识库与推理机相别离的原则、知识统一表示原则；提出的废物最少化专家系统的构造，包括5个部分：知识库、推理机、数据库、解释器及人机接口；讨论了废物
2、最少化专家系统的知识获取方法及知识表示方式；以镀铬行业为例建立了知识库，并以 MI专家系统开发工具建立了镀铬行业废物最少化专家系统。 关键词 环境专家系统 废物 最少化 专家系统(ES)是人工智能(AI)的一个分支，产生于60年代中期。专家系统是一个(或一组)能在某特定领域内，以专家水平去处理领域中困难征询题的计算机程序(黄可鸣1988，陈世福等1988，Waterman1986)国外环境专家系统的研究起步较晚，但开展较快。就美国环境专家系统的开展情况而言(白乃彬1993)，1985年前尚无环境专家系统，然而最近几年开展特别快，环境各个领域都出现了专家系统，有用性强是它们的共同特点。从应用功能
3、来分，有以下类型：评价、预测、诊断、设计、治理、教育和消费操纵等，其中大部分是环境评价专家系统。国内环境专家系统的研究从1987年开始，目前已有城市环境噪声防治、城市污水处理、水资源保护、区域大气环境质量评价等方面的专家系统。本文初次报道废物最少化专家系统的研究成果。 1 征询题界定 废物最少化最早由美国提出，并已在特别多国家得到施行。美国国家环境局对废物最少化的定义是：在可行的范围内，减少产生的或随之储存、处理、处置的有害废物量。废物最少化制度将环保部门通常使用的逆向反响操纵方式与消费部门通常采纳的正向操纵方式结合起来：它不仅能减少废物的数量和毒性，进而减少其处理与处置本钱，而且希望能减少消
4、费本钱、提高消费率和产质量量，增加企业收入。废物最少化以系统目光分析处理征询题，不仅仅着眼于消费过程或废物的处理过程，而从产前、产中、产后全过程入手。因此，废物最少化所处理的征询题应是如何在企业产前、产中、产后的消费全过程中减少废物的数量、降低废物的毒性。 2 废物最少化专家系统的设计原则 2.1 有用性 建立废物最少化专家系统是为企业的消费治理、环境治理提供技术征询效劳的，系统是否有用是系统成败的一个重要标志。因此设计人员要紧密结合行业消费特点来设计系统的功能，系统设计的每一个阶段都应与该行业紧密结合，并获得行业专家的配合。 2.2 系统性 用系统工程方法，对废物最少化专家系统进展全面的系统
5、分析。废物最少化强调的是企业消费的全过程，应系统分析企业消费的各个环节，明确削减废物的可能性及可行性，确定系统在各个环节的功能目的和作用界面。 2.3 领域专家与知识工程师相结合 关于一般的计算机应用系统来说，系统处理征询题所使用的知识比较简单、数量也较少。程序设计人员同时扮演着领域专家及知识工程师的角色。关于专家系统来说，情况则大不一样。一方面专家系统要到达领域专家的水平，就必须掌握领域专家处理征询题时所使用的大量专门知识，特别是经历知识，另一方面专家系统是一种特别复杂的计算机程序，开发一个专家系统需要大量的计算机科学、特别是人工智能和知识工程方面的知识。这就决定了废物最少化专家系统的开发必
6、须是知识工程师、行业专家与环境治理专家亲切合作、共同努力的过程。 2.4 面向用户 系统的开发应贯穿为用户效劳的主旨，针对企业现有条件及存在的征询题，提出实在可行的废物最少化方案。系统应有较好的用户界面，为加强用户对系统决心，系统应具有良好的解释功能，以增加系统的透明度，提高系统的可接受性。 2.5 知识库与推理机相别离 这是一般专家系统设计的根本原则，只有知识库与推理机相别离，才能实现解释功能和知识获取功能。 2.6 尽量使用统一的知识表示方法 这就便于对系统中的知识统一处理、解释和治理，从而使专家系统的实现工作相对简化。 3 废物最少化专家系统的构造设计 废物最少化专家系统是全国范围内推行
7、废物最少化技术的有效手段，将为企业提供涉及废物最少化技术的远程、即时征询效劳。系统开发坚持贯穿废物最少化的综合设计思想。从企业诊断及技术经济分析着手，建立废物最少化专家系统 3.1 知识库 用以存放废物最少化技术的专门知识，由规则集及事实组成。由于专家系统的征询题求解是运用专家提供的专门知识来模拟专家的思维方式进展的，因此知识是决定一个专家系统功能是否优越的关键要素。知识工程师一方面要频繁地采访专家，从同专家的对话和专家以往处理征询题的实例中提取专家知识(称为知识获取)，另一方面耍选择适宜的数据构造把获取的专家知识进展方式化存入知识库中(称为知识表示)。 3.2 数据库 反映详细征询题在当前水
8、解状态下的符号或事实的集合，它由征询题的有关初始数据和系统求解期间所产生的所有中间信息组成。 3.3 推理机 在一定的操纵策略下针对数据库中的当前征询题信息，识别和选取知识库中对当前征询题的可用知识进展推理，以修正数据库直至最终得出征询题的求解结果。推理的操纵策略常用的有数据驱动的正向推理方式、目的驱动的逆向推理方式和正向与逆向结合的混合推理方式3种。本设计采纳目的驱动的逆向推理方式。由于实际征询题的证据和知识库中的知识常常含有不精确成份，因此推理应具有不精确推理功能。 3.4 解释器 答复用户对系统的提征询，对系统得出结论的求解过程或系统的当前求解状态提供说明。 3.5 人机接口 将专家和用
9、户的输入信息翻译成系统可接受的内部方式，同时把系统向专家或用户的输出信息转换为人类易于理解的方式。 4 知识获取及方式化表示 获取知识并把知识表达成专家系统可用的方式，是专家系统开发中的主要瓶颈之一。专家系统的主要知识源是领域专家。由于领域专家的知识绝大部分是启发性知识，这些知识多来源于经历，没有正确性保障，一般不会写入教科书或其它专业书籍中。另一方面，关于行业专家和环境治理专家来说，专家系统是一种新鲜事物，他们并不真正理解构造专家系统需要什么知识、不需要什么知识，因此由他们整理出来的知识往往就能满足构造专家系统的要求。因此，在知识获取过程中，必须长时间同领域专家一起工作，通常要与领域专家进展
10、一系列深化的系统的面谈，从专家对大量实例的分析中获取专家处理征询题的思路、知识、经历及规则。例如，关于镀铬行业废物最少化专家系统而言，废物最少化技术涉及到配方工艺、操作工艺、漂洗工艺、铬雾回收工艺、废水处理及无害化工艺等方面，这些方面知识的获取就要与电镀专家、环境治理专家进展深化、细致的面谈，确定各个环节所需要的概念及各种概念之间的关系，同时还需确定征询题的操纵流程、求解征询题的约束条件等。 建立知识库的下一步工作是对获取的知识进展方式化表示。知识表示方式有多种，台规则表示、框架表示和语义网络表示等。当用于表示在某领域中多年处理征询题积累的经历知识时，用规则表示方式是特别适宜的。规则用IF桾H
11、EN语句表示。关于镀铬行业废物最少化专家系统。我们整理了21条规则，该知识库是一个多目的知识库。 5 系统的建立 由于专家系统开发工具具有缩短系统开发周期、提高工作效率等优点，我们以系统功能及人机接口较好的 M1专家系统开发工具建立镀铬行业废物最少化专家系统。 6 结语 a 废物最少化专家系统的开发具有明显的现实意义：能及时有效地利用专家知识和经历，防止了专家个人缘故无法提供征询效劳的困难；易于普及专家知识，可以在更大范围内推行废物最少化技术和经历；防止让专家进展雷同的征询，使专家可以集中精力从事新的创新研究；为用户提供灵敏的建议，用户可以按照该建议所基于的系统推理过程自行决定接受建议与否。
12、b 专家系统开发工具能缩短系统开发周期、提高工作效率。由于每种人工智能根本技术都有一定的局限性，因此用这些技术实现的各种专家系统开发工具也不可防止地具有一定的局限性。因此能否选择一个适宜的工具是一项重要的工作。 M1是一种适宜于小型专家系统开发的专家系统开发工具，实践证明，用 M1建立废物最少化专家系统是适宜的。 c 废物最少化专家系统的开发是一个长期的过程，是系统不断修正、不断完善的进化过程。一方面由于废物最少化本身是一个相对、动态的概念，废物最少化技术处于不断完善之中；一个方面知识获取是一项长期而艰苦的工作，需用大量实例测试系统的运转结果，不断修正、完善知识库。 d 环境专家系统是继环境数据库、环境治理信息系统之后出现的处理环境征询题有用工具之一。是环境决策支持系统的重要组成部分，值得做深化的研究。 参考文献 1 白乃彬环境专家系统进展环境科学1993，14(1)：49?2 2 陈世福等知识工程语言及应用南京：南京大学出版社，1988 3 黄可鸣专家系统导论南京：东南大学出版社1988