Введение
ГЛАВА 1. Обзор исследований по обеспечению эффективности функционирования системы водоочистки на основе прогнозирования качества воды 11
1.1. Устройство и работа системы водоочистки 11
1.1.1. Структурный анализ системы водоочистки 11
1.1.2. Технические средства системы управления 15
1.1.3. Функционирование системы управления водоочисткой 17
1.1.4. Описание работы системы водоочистки и факторы, обеспечивающие эффективность её функционирования 19
1.2. Статистические методы прогнозирования качества воды 23
1.2.1. Регрессионное моделирование 23
1.2.2. Метод главных компонент 26
1.2.3. Метод группового учёта аргументов 27
1.2.4. Экспоненциальное сглаживание временных рядов 30
1.2.5. Модель авторегрессии – проинтегрированного скользящего среднего
1.3. Моделирование процесса очистки воды с использованием нейронных сетей 33
1.4. Постановка задач исследования 39
ГЛАВА 2. Разработка математических моделей и алгоритмов для прогнозирования качества воды 41
2.1. Постановка задачи раннего предупреждения о нарушении качества очистки воды 41
2.2. Моделирование и прогнозирование состояния водоисточника 44
2.2.1 Представление модели векторной авторегрессии 44
2.2.2 Оценивание параметров модели 48
2.2.3 Алгоритм моделирования и прогнозирования состояния водоисточника 49
2.3. Моделирование и прогнозирование качества питьевой воды 51
2.3.1 Кусочно-линейная регрессия с разрывом по отклику 52
2.3.2 Использование авторегрессии 54
2.3.3 Кусочно-нелинейная регрессия для случая двух независимых переменных 54
2.3.4 Смешанная кусочная регрессия 57
2.3.5 Использование бинарных переменных 58
2.3.6. Прогнозирование с использованием кусочно-линейной регрессии 60
2.3.7 Оценивание параметров модели 62
2.3.8 Алгоритм прогнозирования качества питьевой воды 63
2.3.9 Численный метод поиска структуры модели
2.4. Совместное использование модели VAR и кусочно-линейной регрессии 66
2.5. Выводы по главе з
ГЛАВА 3. Комплекс программ «система раннего предупреждения о нарушении показателей качества питьевой воды» 69
3.1. Назначение программного блока раннего предупреждения в системе управления водоочисткой 69
3.2. Проектирование комплекса программ 75
3.3. Структура комплекса программ 78
3.4. Программное обеспечение «Система прогнозирования состояния водоисточника» 3.4.1. Алгоритм работы 79
3.4.2. Структура программы 82
3.5. Программное обеспечение «Система прогнозирования качества питьевой воды» 90
3.5.1. Алгоритм работы 90
3.5.2. Структура программы 95
3.5.3. Входные и выходные данные 104
3.6. Выводы по главе 105
ГЛАВА 4. Численное исследование и оценка эффективности системы водоочистки при использовании разработанных моделей, алгоритмов и программ 107
4.1. Исходные данные исследования 107
4.2. Численное исследование 108
4.3. Оценка эффективности функционирования системы при внедрении блока раннего предупреждения 120
4.4. Выводы по главе 131
Заключение 132
Список литературы 133
