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基于多Agent的土壤重金属污染预警模型研究

作　者: 颉会芳
导　师: 李书琴
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 重金属污染预警多Agent
分类号: O242.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 213次
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内容摘要

实施土壤重金属污染预警对辅助政府制定土壤污染防治对策,提高人们生活质量具有重要的意义。但由于实时监测土壤重金属变化存在投入大、周期长、自动监测设备和技术尚未成熟等问题,土壤重金属含量数据难以获取,这对污染预警研究造成了困难。对此,本研究探索土壤重金属实测数据缺乏时,通过工业三废等数据实现土壤重金属污染预警的方法和技术。主要的研究内容和结果如下:(1)建立了土壤重金属污染预警指标体系。以黄石市1984-2004年的监测数据为依据,参考专家意见并采用数理统计的方法分析了土壤重金属污染与工业三废指标的关联性,分析结果表明:工业废气中SO2、工业废水中的重金属、工业产值和废水处理率与土壤重金属污染的相关系数超过0.7,可作为土壤污染预警指标。为反映各地区经济结构及环境治理状况差异,建立了由上述4项指标加上区域差异指标构成的土壤重金属污染预警指标体系。(2)建立了土壤重金属污染预警标准与方法。以GB15618-1995评价标准为基础,借助黄石市的土壤污染评价结果,借用工程水文学中确定“水文特征年”的方法,提出了用“特征污染年”确定污染程度的方法,建立了与本文所建指标体系相应的评价标准。(3)利用改进的粒子群算法优化的BP神经网络,实现了各指标值的预测。(4)建立基于多Agent的土壤重金属污染预警系统。以JADE为开发平台建立了由指标处理Agent,BP预测Agent,预警Agent等组成的多Agent系统,各Agent协调通信实现智能预警。(5)系统测试,以北京地区2004年的土壤重金属污染为例,实验验证了模型的合理性及预警的可靠性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-16
  1.1 研究背景与意义  9
  1.2 土壤重金属污染预警国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 研究目标与方案  11-12
    1.3.1 研究内容与目标  11
    1.3.2 研究的技术路线  11-12
  1.4 多Agent 技术  12-14
    1.4.1 Agent 特性  12
    1.4.2 Agent 的体系结构  12-13
    1.4.3 多Agent 系统解决问题的优势  13-14
  1.5 技术选择的可行性分析  14-15
    1.5.1 选择多Agent 技术的优势  14
    1.5.2 选择BP 神经网络用于指标预测  14
    1.5.3 数据库的选择  14-15
  1.6 论文结构和各部分的主要内容  15-16
第二章土壤重金属污染预警模型研究  16-22
  2.1 指标体系的确定  16-18
    2.1.1 体系指标的选取  16-18
    2.1.2 指标值的确定  18
  2.2 建立土壤污染指数计算模型  18-19
    2.2.1 指标权值的确定  18-19
    2.2.2 污染指数计算模型的建立  19
  2.3 评价标准的确定  19-21
    2.3.1 评价标准建立流程  19-21
    2.3.2 特征污染年  21
  2.4 本章小结  21-22
第三章指标值预测  22-27
  3.1 BP 神经网络  22-23
    3.1.1 BP 神经网络结构  23
    3.1.2 BP 算法存在的问题  23
  3.2 改进的粒子群算法  23-24
    3.2.1 粒子群算法基本原理  23-24
    3.2.2 粒子群算法的改进原理  24
  3.3 改进的粒子群算法优化BP 网络  24-26
    3.3.1 BP 网络结构设计  24
    3.3.2 LDIW-PSO 算法优化BP 网络  24-26
  3.4 本章小结  26-27
第四章系统设计与实现  27-41
  4.1 JADE 平台介绍  27-30
    4.1.1 JADE 平台简介  27-28
    4.1.2 JADE 平台的结构  28-30
  4.2 系统结构设计  30-33
    4.2.1 系统结构  30-31
    4.2.2 各Agent 功能设计  31-32
    4.2.3 各Agent 命名规则及服务描述  32-33
  4.3 系统各Agent 行为设计  33-37
    4.3.1 各Agent 行为类型确定  33-34
    4.3.2 各Agent 行为设计  34-36
    4.3.3 各Agent 行为执行  36-37
  4.4 系统各Agent 间通信  37-39
    4.4.1 系统各Agent 实现注册  37-38
    4.4.2 系统中各Agent 的通信  38-39
  4.5 系统实现的其他关键技术  39-40
    4.5.1 数据库的连接  39-40
    4.5.2 在Java 程序中调用Matlab 程序中的变量  40
  4.6 本章小结  40-41
第五章预警模型的测试与评价  41-45
  5.1 系统测试环境与条件  41-44
    5.1.1 测试环境  41
    5.1.2 实例测试  41-44
    5.1.3 系统评价  44
  5.2 本章小结  44-45
第六章结论与展望  45-46
  6.1 结论  45
  6.2 展望  45-46
参考文献  46-49
致谢  49-50
作者简介  50

基于多Agent的土壤重金属污染预警模型研究

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