读者对象:城市污水处理系统运行管理人员,高校控制与信息类专业研究生,智能科学与技术专业本科生,各类科技人员
本书基于控制科学与工程、计算机科学与技术、环境科学与工程等多门学科，详细阐述了城市污水处理系统建模的主要理论方法及应用案例，具有鲜明的特点，能够促进城市污水处理建模理论与技术的发展。
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国家科学技术奖二等奖
获教育部科技进步一等奖
吴文俊人工智能科学技术进步奖一等奖
中国产学研合作创新成果科技进步一等奖
第九届首都"挑战杯"优秀指导教师
全国优秀博士学位论文提名奖
目录
前言
第1章 绪论1
1.1 城市污水处理系统概况2
1.1.1 城市污水处理系统工艺主要类型2
1.1.2 活性污泥法城市污水处理工艺简述6
1.1.3 厌氧/缺氧/好氧工艺简述7
1.2 城市污水处理系统特点8
1.2.1 城市污水处理系统的非线性8
1.2.2 城市污水处理系统的时变性10
1.2.3 城市污水处理系统的耦合性11
1.3 城市污水处理系统模型研究概述12
1.3.1 基于机理的城市污水处理系统模型12
1.3.2 基于过程数据的城市污水处理系统模型14
1.3.3 基于运行规律知识的城市污水处理系统模型17
1.4 城市污水处理系统建模的主要挑战19
1.4.1 城市污水处理系统过程信息获取19
1.4.2 城市污水处理系统模型设计20
1.4.3 城市污水处理系统模型验证20
1.5 章节安排21
第2章 城市污水处理系统机理模型24
2.1 引言24
2.2 活性污泥法机理25
2.2.1 脱氮过程机理25
2.2.2 除磷过程机理27
2.2.3 沉淀过程机理28
2.3 活性污泥法机理模型29
2.3.1 活性污泥模型1号29
2.3.2 活性污泥模型2号33
2.4 活性污泥基准仿真模型39
2.4.1 活性污泥基准仿真模型1号39
2.4.2 活性污泥基准仿真模型2号41
2.5 本章小结44
第3章 城市污水处理系统数据采集与处理45
3.1 引言45
3.2 城市污水处理系统数据特点45
3.2.1 城市污水处理系统数据规模性46
3.2.2 城市污水处理系统数据多样性46
3.2.3 城市污水处理系统数据价值性47
3.3 城市污水处理系统采集仪表48
3.3.1 城市污水处理系统采集仪表简介49
3.3.2 城市污水处理系统采集仪表选用和安装51
3.3.3 城市污水处理系统采集仪表性能52
3.4 城市污水处理系统数据采集53
3.4.1 城市污水处理系统数据获取53
3.4.2 城市污水处理系统数据传输54
3.4.3 城市污水处理系统数据存储56
3.5 城市污水处理系统数据处理58
3.5.1 城市污水处理系统数据清洗58
3.5.2 城市污水处理系统数据融合60
3.5.3 城市污水处理系统数据共享62
3.6 本章小结62
第4章 城市污水处理系统知识获取与推理64
4.1 引言64
4.2 城市污水处理系统知识特点65
4.2.1 城市污水处理系统知识多样性65
4.2.2 城市污水处理系统知识复杂性66
4.2.3 城市污水处理系统知识易变性67
4.3 城市污水处理系统知识获取68
4.3.1 城市污水处理系统知识发现68
4.3.2 城市污水处理系统知识表示86
4.3.3 城市污水处理系统知识库构建89
4.4 城市污水处理系统知识推理91
4.4.1 城市污水处理系统知识搜索91
4.4.2 城市污水处理系统知识评价94
4.4.3 城市污水处理系统知识增值96
4.5 本章小结99
第5章 数据驱动的城市污水处理系统建模100
5.1 引言100
5.2 数据驱动的城市污水处理系统模型构建101
5.2.1 数据驱动的城市污水处理系统模型描述101
5.2.2 数据驱动的城市污水处理系统输入/输出变量选取101
5.2.3 数据驱动的城市污水处理系统模型设计103
5.3 数据驱动的城市污水处理系统模型动态调整104
5.3.1 数据驱动的城市污水处理系统模型参数更新105
5.3.2 数据驱动的城市污水处理系统模型结构调整106
5.4 数据驱动的城市污水处理系统模型应用案例108
5.4.1 数据驱动的城市污水处理系统模型辅助变量选取108
5.4.2 数据驱动的城市污水处理系统模型性能验证109
5.4.3 城市污水处理过程出水生化需氧量预测113
5.4.4 城市污水处理过程出水总磷浓度预测117
5.5 数据驱动的城市污水处理系统模型应用平台120
5.5.1 数据驱动的城市污水处理系统模型平台搭建121
5.5.2 数据驱动的城市污水处理系统模型平台集成121
5.5.3 数据驱动的城市污水处理系统模型平台应用效果124
5.6 本章小结125
第6章 知识驱动的城市污水处理系统建模126
6.1 引言126
6.2 知识驱动的城市污水处理系统模型构建127
6.2.1 知识驱动的城市污水处理系统模型描述127
6.2.2 知识驱动的城市污水处理系统输入/输出变量选取127
6.2.3 知识驱动的城市污水处理系统模型设计129
6.3 知识驱动的城市污水处理系统模型动态调整130
6.3.1 知识驱动的城市污水处理系统模型参数更新131
6.3.2 知识驱动的城市污水处理系统模型结构调整132
6.4 知识驱动的城市污水处理系统模型应用案例136
6.4.1 知识驱动的城市污水处理系统模型辅助变量选取136
6.4.2 知识驱动的城市污水处理系统模型性能验证136
6.4.3 城市污水处理过程出水生化需氧量预测138
6.4.4 城市污水处理过程出水总磷浓度预测141
6.5 知识驱动的城市污水处理系统模型应用平台145
6.5.1 知识驱动的城市污水处理系统模型平台搭建145
6.5.2 知识驱动的城市污水处理系统模型平台集成145
6.5.3 知识驱动的城市污水处理系统模型平台应用效果147
6.6 本章小结148
第7章 机理和数据驱动的城市污水处理系统混合建模150
7.1 引言150
7.2 城市污水处理系统机理和数据分析与融合151
7.2.1 城市污水处理系统机理和数据关联分析151
7.2.2 城市污水处理过程机理和数据深度融合152
7.3 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型构建152
7.3.1 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型描述153
7.3.2 机理和数据驱动的城市污水处理系统输入/输出变量选取153
7.3.3 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型设计155
7.4 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型动态调整156
7.4.1 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型参数更新157
7.4.2 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型结构调整160
7.5 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型应用案例162
7.5.1 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型辅助变量选取162
7.5.2 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型性能验证162
7.5.3 城市污水处理系统出水生化需氧量预测165
7.5.4 城市污水处理系统出水总磷浓度预测168
7.6 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型应用平台172
7.6.1 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型平台搭建172
7.6.2 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型平台集成172
7.6.3 机理和数据驱动的城市污水处理系统模型平台应用效果175
7.7 本章小结175
第8章 数据和知识驱动的城市污水处理系统混合建模176
8.1 引言176
8.2 城市污水处理系统数据和知识信息分析与融合177
8.2.1 城市污水处理系统数据和知识关联分析177
8.2.2 城市污水处理系统数据和知识深度融合178
8.3 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型构建179
8.3.1 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型描述179
8.3.2 数据和知识驱动的城市污水处理系统输入/输出变量选取180
8.3.3 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型设计182
8.4 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型动态调整183
8.4.1 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型参数更新184
8.4.2 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型结构调整186
8.5 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型应用案例188
8.5.1 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型辅助变量选取189
8.5.2 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型性能验证189
8.5.3 城市污水处理系统出水生化需氧量预测192
8.5.4 城市污水处理系统出水总磷浓度预测196
8.6 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型应用平台199
8.6.1 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型平台搭建199
8.6.2 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型平台集成199
8.6.3 数据和知识驱动的城市污水处理系统模型平台应用效果202
8.7 本章小结202
第9章 多源信息驱动的城市污水处理系统混合建模204
9.1 引言204
9.2 城市污水处理系统多源信息分析与融合205
9.2.1 城市污水处理系统多源信息关联分析205
9.2.2 城市污水处理系统多源信息深度融合205
9.3 多源信息驱动的城市污水处理系统模型构建206
9.3.1 多源信息驱动的城市污水处理系统模型描述207
9.3.2 多源信息驱动的城市污水处理系统输入/输出变量选取207
9.3.3 多源信息驱动的城市污水处理系统模型设计209
9.4 多源信息驱动的城市污水处理系统模型动态调整212
9.4.1 多源信息驱动的城市污水处理系统模型参数更新212
9.4.2 多源信息驱动的城市污水处理系统模型结构调整214
9.5 多源信息驱动的城市污水处理系统模型应用案例217
9.5.1 多源信息驱动的城市污水处理系统模型辅助变量选取217
9.5.2 多源信息驱动的城市污水处理系统模型性能验证217
9.5.3 城市污水处理过程出水生化需氧量预测219
9.5.4 城市污水处理过程出水总磷浓度预测223
9.6 多源信息驱动的城市污水处理系统模型应用平台226
9.6.1 多源信息驱动的城市污水处理系统模型平台搭建226
9.6.2 多源信息驱动的城市污水处理系统模型平台集成227
9.6.3 多源信息驱动的城市污水处理系统模型平台应用效果230
9.7 本章小结230
第10章 城市污水处理系统建模发展趋势232
10.1 城市污水处理运行全流程特征提取233
10.2 城市污水处理运行全流程建模234
10.3 城市污水处理运行全流程模型集成平台235
10.4 本章小结236
参考文献237
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