Eng Ru
Отправить письмо

5. Типы эс для решения задач геоинформационной системы. Виды эс


Структура эс

Структура экспертной системы зависит от ее назначения и решаемых задач. Обобщенную структуру современной экспертной системы можно представить в виде следующих основных компонент (рис. 1.1): база знаний, решатель, редактор базы знаний, подсистема объяснений и интерфейс пользователя. Следует учесть, что реальные экспертные системы могут иметь более сложную структуру, однако перечисленные основные компоненты присутствуют в любой действительно экспертной системе, поскольку являют собой негласный канон на структуру современной экспертной системы.

Рис. 1.1. Обобщенная структура экспертной системы

Определение и взаимодействие компонентов ЭС и людей, имеющих к ней непосредственное отношение, может быть описано следующим образом.

Эксперт– это специалист в предметной области, способный принимать экспертные решения и формулирующий знания о предметной области для ввода их в базу знаний.

Инженер по знаниям(аналитик, инженер-интерпретатор, когнитолог) – это специалист в области искусственного интеллекта, помогающий эксперту вводить знания в базу знаний.

Пользователь также является специалистом в данной предметной области, но его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи и поддержке своей деятельности со стороны ЭС.

Взаимодействие пользователя с ЭС осуществляется через интерфейс пользователя на близком к естественному или профессиональному языку предметной области непроцедурном языке. При этом производится трансляция предложений на язык представления знаний экспертной системы. Описание запроса на языке представления знаний поступает в решатель, в котором на основе знаний из базы выводится решение поставленного запроса в соответствии с некоторой стратегией выбора правил. С помощью подсистемы объяснений производится отображение промежуточных и окончательных выводов, объяснение применяемой мотивировки.

База знаний– это совокупность знаний о предметной области, организованных в соответствии с принятой моделью представления знаний.

База знаний содержит факты (или утверждения) и правила. Фак­ты представляют собой краткосрочную информацию в том отношении, что они могут изменяться (например, в ходе консультации). Правила представляют более долговременную информацию о том, как порождать новые факты или гипотезы из того, что сейчас известно. Основное отли­чие базы знаний от базы данных состоит в том, что база знаний обладает большими творческими возможностями, а база данных обычно пассивна: данные либо там есть, либо их нет. База знаний обычно записывается на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователю (обычно на некотором языке, приближенном к естественному). Параллельно такому «человеческому» представлению существует база знаний во внутреннем «машинном» представлении. При необходимости база знаний может по­полняется новой и недостающей информацией.

Решательилиподсистема логического вывода(интерпретатор, машина вывода, дедуктивная машина, блок логического вывода) – это программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихся в базе знаний. Решатель формирует последовательность правил, которая приводит к решению задачи, используя исходные данные из рабочей памяти и базы знаний. Машина вывода связана с це­почкой рассуждений. Эти правила используются в качестве стратегии для логиче­ского вывода. Различают прямую цепочку рассуждений и обратную. Прямая цепочка рассуждений ведет от данных к гипоте­зам. При этом в процессе диалога до получения ответа может быть задано неограниченное количество вопросов. Обратная цепочка рассуждений является попыткой найти данные для доказательства или опровержения некоторой гипотезы.

Редактор базы знаний– это программа, предназначенная для ввода в базу знаний новых знаний о предметной области и их представления в ней. С ее помощью инженер по знаниям создает базу знаний в диалоговом режиме. Редактор включает в себя систему вложенных меню, шаблонов языка представления знаний, подсказок и других сервисных средств, облегчающих работу с базой знаний.

Подсистема объяснений– это программа, которая позволяет пользователю получить ответы на вопросы: «Как была получена та или иная рекомендация?», «Почему система приняла такое решение?» и др. Она разъясняет пользователю весь процесс (все шаги цепи умозаключений) получения решения с указанием использованных фрагментов базы знаний, т.е. дает объяснение как систе­ма получила решение задачи (или почему она не получила его) и какие знания она при этом использовала, что повышает доверие пользователя к полученному результату. Подсистема объяснения – основное отличие ЭС от других диалоговых человеко-машинных систем. Еще одной целью подсистемы объяснения является обучение пользователя, то есть предоставление ему возможности понимания логики эксперта, заложенной в систему.

Интерфейс пользователя– это комплекс программ, реализующих взаимодействие пользователя с ЭС как на стадии ввода информации, так и при получении результатов (в процессе приобретения знаний и объяснения результатов работы).

Это взаимодействие обычно включает несколько функций:

  • Обработка данных, полученных с клавиатуры, и высвечивание вводимых и выводимых данных на экране.

  • Поддержка диалога между пользователем и системой.

  • Распознавание ситуации непонимания между пользователем и системой.

  • Обеспечение "дружественности" по отношению к пользователю.

Система интерфейса с пользователем должна эффективно обрабатывать ввод и вывод. Для этого необходимо обрабатывать вводимые и выводимые данные быстро, в ясной и выразительной форме. Необходимо также включить возможность работы с дополнительными средствами такими, как печатающие устройства, магнитные диски и дополнительные файлы данных.

Кроме того, система интерфейса должна поддерживать соответствующий диалог между пользователем и системой. Диалог– это общая форма консультации с экспертной системой. Консультация должна завершаться ясным утверждением, выдаваемым системой, и объяснением последовательности вывода, приведшей к этому утверждению.

Система пользовательского интерфейса должна также распознавать непонимание, между пользователем и системой, возникшее либо из-за ошибки, либо на принципиальной основе. Система должна реагировать соответствующим образом на эту ситуацию. Например, не должно произойти сбоя системы, если пользователь вводит 1, когда ожидается "да" или "нет", или когда пользователь задает бессмысленный вопрос.

Способность экспертной системы моделировать человека эксперта может меняться от простых познавательных процессов до включения новых знаний или новых способов решения задачи. Система интерфейса должна информировать пользователя о методике работы системы и ее развитии, если такое развитие предусмотрено в системе.

Наконец, система пользовательского интерфейса должна быть "дружелюбной" к пользователю. Например, последовательность меню, показывающая задачи, которые пользователь может выбрать, является необходимой чертой экспертной системы.

Пользователь также должен иметь возможность взаимодействовать с экспертной системой естественным образом. В идеале пользователь должен иметь возможность использовать естественный язык.

Еще раз следует подчеркнуть, сто представленная на рис.1.1 структура является минимальной, что означает обязательное присутствие указанных на ней блоков. Если система объявлена разработчиками как экспертная, только наличие в ней всех этих блоков гарантирует реальное использование аппарата обработки знаний.

Однако промышленные прикладные ЭС могут быть существенно сложнее и дополнительно включать базы и банки данных, интерфейсы обмена данными с различными пакетами прикладных программ, электронными библиотеками и т.д.

База данныхпредназначена для хранения исходных и про­межуточных данных решаемой в текущий момент задачи.

Банк данных– это автоматизированная информационная система централизованного хранения и коллективного использования данных. В состав банка данных входят одна или несколько баз данных, справочник баз данных, система управления базами данных, а также библиотека за­просов и прикладных программ.

studfiles.net

Понятие и назначение экспертной системы

Понятие и назначение экспертной системы (ЭС).

В начале 80-х годов в исследованиях по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление, получившее название "экспертные системы" (ЭС). Основным назначением ЭС является разработка программных средств, которые при решении задач, трудных для человека, получают результаты, не уступающие по качеству и эффективности решения, решениям получаемым человеком-экспертом. ЭС используются для решения так называемых неформализованных задач, общим для которых является то, что:

задачи не могут быть заданы в числовой форме;

цели нельзя выразить в терминах точно определённой целевой функции;

не существует алгоритмического решения задачи;

если алгоритмическое решение есть, то его нельзя использовать из-за ограниченности ресурсов (время, память).

Кроме того, неформализованные задачи обладают ошибочностью, неполнотой, неоднозначностью и противоречивостью как исходных данных, так и знаний о решаемой задаче.

Экспертная система - это программное средство, использующее экспертные знания для обеспечения высокоэффективного решения неформализованных задач в узкой предметной области. Основу ЭС составляет база знаний (БЗ) о предметной области, которая накапливается в процессе построения и эксплуатации ЭС. Накопление и организация знаний - важнейшее свойство всех ЭС.

Знания являются явными и доступными, что отличает ЭС от традиционных программ, и определяет их основные свойства, такие, как:

1) Применение для решения проблем высококачественного опыта, который представляет уровень мышления наиболее квалифицированных экспертов в данной области, что ведёт к решениям творческим, точным и эффективным.

2) Наличие прогностических возможностей, при которых ЭС выдаёт ответы не только для конкретной ситуации, но и показывает, как изменяются эти ответы в новых ситуациях, с возможностью подробного объяснения каким образом новая ситуация привела к изменениям.

3) Обеспечение такого нового качества, как институциональная память, за счёт входящей в состав ЭС базы знаний, которая разработана в ходе взаимодействий со специалистами организации, и представляет собой текущую политику этой группы людей. Этот набор знаний становится сводом квалифицированных мнений и постоянно обновляемым справочником наилучших стратегий и методов, используемых персоналом. Ведущие специалисты уходят, но их опыт остаётся.

4) Возможность использования ЭС для обучения и тренировки руководящих работников, обеспечивая новых служащих обширным багажом опыта и стратегий, по которым можно изучать рекомендуемую политику и методы.

Познакомившись с тем, что такое экспертные системы и каковы их основные характеристики, попробуем теперь ответить на вопрос: "Кто участвует в построении и эксплуатации ЭС? ".

К числу основных участников следует отнести саму экспертную систему, экспертов, инженеров знаний, средства построения ЭС и пользователей. Их основные роли и взаимоотношение приведены на рис.2.

Экспертная система — это программное средство, использующее знания экспертов, для высокоэффективного решения задач в интересующей пользователя предметной области. Она называется системой, а не просто программой, так как содержит базу знаний, решатель проблемы и компоненту поддержки. Последняя из них помогает пользователю взаимодействовать с основной программой.

Эксперт — это человек, способный ясно выражать свои мысли и пользующийся репутацией специалиста, умеющего находить правильные решения проблем в конкретной предметной области. Эксперт использует свои приёмы и ухищрения, чтобы сделать поиск решения более эффективным, и ЭС моделирует все его стратегии.

Инженер знаний — человек, как правило, имеющий познания в информатике и искусственном интеллекте и знающий, как надо строить ЭС. Инженер знаний опрашивает экспертов, организует знания, решает, каким образом они должны быть представлены в ЭС, и может помочь программисту в написании программ.

Средство построения ЭС — это программное средство, используемое инженером знаний или программистом для построения ЭС. Этот инструмент отличается от обычных языков программирования тем, что обеспечивает удобные способы представления сложных высокоуровневых понятий.

Пользователь — это человек, который использует уже построенную ЭС. Так, пользователем может быть юрист, использующий для квалификации конкретного случая; студент, которому ЭС помогает изучать информатику и т. д. Термин пользователь несколько неоднозначен. Обычно он обозначает конечного пользователя. Однако из рис.2 следует, что пользователем может быть:

создатель инструмента, отлаживающий средство построения ЭС;

инженер знаний, уточняющий существующие в ЭС знания;

эксперт, добавляющий в систему новые знания;

клерк, заносящий в систему текущую информацию.

Важно различать инструмент, который используется для построения ЭС, и саму ЭС. Инструмент построения ЭС включает как язык, используемый для доступа к знаниям, содержащимся в системе, и их представления, так и поддерживающие средства – программы, которые помогают пользователям взаимодействовать с компонентой экспертной системы, решающей проблему.

Классификация ЭС. Архитектура и принципы построения ЭС.

Основой любой ЭС является совокупность знаний, структурированная в целях упрощения процесса принятия решения. Для специалистов в области искусственного интеллекта термин знания означает информацию, которая необходима программе, чтобы она вела себя "интеллектуально". Эта информация принимает форму фактов и правил. Факты и правила в ЭС не всегда либо истинны, либо ложные. Иногда существует некоторая степень неуверенности в достоверности факта или точности правила. Если это сомнение выражено явно, то оно называется "коэффициентом доверия".

Коэффициент доверия — это число, которое означает вероятность или степень уверенности, с которой можно считать данный факт или правило достоверным или справедливым.

Многие правила ЭС являются эвристиками, то есть эмпирическими правилами или упрощениями, которые эффективно ограничивают поиск решения. ЭС используют эвристики, так как задачи, которые она решает, трудны, не до конца понятны, не поддаются строгому математическому анализу или алгоритмическому решению. Алгоритмический метод гарантирует корректное или оптимальное решение задачи, тогда как эвристический метод даёт приемлемое решение в большинстве случаев.

Знания в ЭС организованы так, чтобы знания о предметной области отделить от других типов знаний системы, таких как общие знания о том, как решать задачи или знание о том, как взаимодействовать с пользователем. Выделенные знания о предметной области называются базой знаний, тогда как общие знания о нахождении решений задач называются механизмом вывода. Программные средства, которые работают со знаниями, организованными таким образом, называются системами, основанными на знаниях.

БЗ содержит факты (данные) и правила (или другие представления знаний), использующие эти факты как основу для принятия решений. Механизм вывода содержит:

интерпретатор, определяющий как применять правила для вывода новых знаний на основе информации, хранящейся в БЗ;

диспетчер, устанавливающий порядок применения этих правил.

Такие ЭС получили название статических ЭС и имеют структуру, аналогичную рис.3. Эти ЭС используются в тех приложениях, где можно не учитывать изменения окружающего мира за время решения задачи.

Однако существует более высокий класс приложений, где требуется учитывать динамику изменения окружающего мира за время исполнения приложения. Такие экспертные системы получили название динамических ЭС и их обобщённая структура будет иметь вид, приведённый на рис.4.

По сравнению со статической ЭС в динамическую вводится два компонента: подсистема моделирования внешнего мира; подсистема сопряжения с внешним миром.

Динамические ЭС осуществляет связи с внешним миром через систему контроллеров и датчиков. Кроме того компоненты БЗ и механизма вывода существенно изменяются, чтобы отразить временную логику происходящих в реальном мире событий.

К разряду таких динамических сред разработки ЭС относится семейство программных продуктов фирмы Gensym Corp. (США). Один из таких продуктов система G2 – базовый программный продукт, представляющий собой графическую, объектно-ориентированную среду для построения и сопровождения экспертных систем реального времени, предназначенных для мониторинга, диагностики, оптимизации, планирования и управления динамическим процессом.

Технология разработки ЭС, включает в себя шесть этапов (рис.5): этапы идентификации, концептуализации, формализации, выполнения, тестирования, опытной эксплуатации. Рассмотрим более подробно последовательности действий, которые необходимо выполнить на каждом из этапов.

На этапе идентификации необходимо выполнить следующие действия: определить задачи, подлежащие решению и цели разработки, определить экспертов и тип пользователей.

На этапе концептуализации: проводится содержательный анализ предметной области, выделяются основные понятия и их взаимосвязи, определяются методы решения задач.

На этапе формализации: выбираются программные средства разработки ЭС, определяются способы представления всех видов знаний, формализуются основные понятия.

На этапе выполнения (наиболее важном и трудоёмком) осуществляется наполнение экспертом БЗ, при котором процесс приобретения знаний разделяют: на "извлечение" знаний из эксперта, на организацию знаний, обеспечивающую эффективную работу ЭС, на представление знаний в виде, понятном для ЭС. Процесс приобретения знаний осуществляется инженером по знаниям на основе деятельности эксперта. На этапе тестирования эксперт и инженер по знаниям с использованием диалоговых и объяснительных средств проверяют компетентность ЭС. Процесс тестирования продолжается до тех пор, пока эксперт не решит, что система достигла требуемого уровня компетентности. На этапе опытной эксплуатации проверяется пригодность ЭС для конечных пользователей. По результатам этого этапа возможна существенная модернизация ЭС. Процесс создания ЭС не сводится к строгой последовательности этих этапов, так как в ходе разработки приходится неоднократно возвращаться на более ранние этапы и пересматривать принятые там решения.

Режимы работы экспертных систем

Экспертная система работает в двух основных режимах:

1) в режиме приобретения знаний;

2) в режиме решения задачи (называемом также режимом консультаций, или режимом использования экспертной системы).

Это логично и понятно, ведь сначала необходимо как бы загрузить экспертную систему информацией из той предметной области, в которой ей предстоит работать, это и есть режим «обучения» экспертной системы, режим, когда она получает знания. А уже после загрузки всей необходимой для работы информации следует и сама работа. Экспертная система становится готовой для эксплуатации, и ее теперь можно использовать для консультаций или для решения каких-либо задач.

Рассмотрим более подробно режим приобретения знаний.

В режиме приобретения знаний работу с экспертной системой осуществляет эксперт при посредничестве инженера по знаниям. В этом режиме эксперт, используя компонент приобретения знаний, наполняет систему знаниями (данными), которые, в свою очередь, позволяют системе в режиме решения уже без участия эксперта решать задачи из данной предметной области.

Следует отметить, что режиму приобретения знаний в традиционном подходе к разработке программ соответствуют этапы алгоритмизации, программирования и отладки, выполняемые непосредственно программистом. Отсюда следует, что в отличие от традиционного подхода в случае экспертных систем разработку программ осуществляет не программист, а эксперт, естественно, с помощью экспертных систем, т. е. по большому счету человек, не владеющий программированием.

А теперь рассмотрим второй режим функционирования экспертной системы, т. е. режим решения задач.

В режиме решения задачи (или так называемом режиме консультации) общение с экспертными системами осуществляет непосредственно конечный пользователь, которого интересует концевой итог работы и иногда способ его получения. Необходимо отметить, что в зависимости от назначения экспертной системы пользователь не обязательно должен быть специалистом в данной проблемной области. В этом случае он обращается к экспертным системам за результатом, не имея достаточных знаний для получения результатов. Или все же пользователь может обладать уровнем знаний, достаточным для достижения необходимого результата самостоятельно. В этом случае пользователь может сам получить результат, но обращается к экспертным системам с целью либо ускорить процесс получения результата, либо возложить на экспертные системы монотонную работу. В режиме консультации данные о задаче пользователя после обработки их диалоговым компонентом поступают в рабочую память. Решатель на основе входных данных из рабочей памяти, общих данных о проблемной области и правил из базы данных формирует решение задачи. Экспертные системы при решении задачи не только исполняют предписанную последовательность конкретной операции, но и предварительно формирует ее. Это делается для случая, если реакция системы не совсем понятна пользователю. В этой ситуации пользователь может потребовать объяснения о том, почему данная экспертная система задает тот или иной вопрос или почему данная экспертная система не может выполнить данную операцию, как получен тот или иной результат, поставляемый данной экспертной системой.

Применение ЭС в экономике.

ЭС нашли применение и уже активно используются в следующих отраслях:

  1. бухгалтерский учет и управление финансами – разрешение на предоставлении кредитов, консультации по вопросам налогообложения и инвестиций.

  2. стратегия – консультация юристов по поводу планирования приобретений; планирование проекта; анализ результатов.

  3. производство - процессы мониторинга и контролирования качества продукции; анализ неисправностей в больших системах; планирование размещения оборудования.

  4. HRM - обучение в отдельных областях; определение квалификации кандидатов на получение должности.

  5. маркетинг – определение приемлемых скидок для покупателей, выбор модели долгосрочного прогнозирования сбыта.

Области применения систем, основанных на знаниях, могут быть сгруппированы в несколько основных классов: медицинская диагностика, контроль и управление, диагностика неисправностей в механических и электрических устройствах, обучение.

а) Медицинская диагностика.

Диагностические системы используются для установления связи между нарушениями деятельности организма и их возможными причинами. Наиболее известна диагностическая система MYCIN, которая предназначена для диагностики и наблюдения за состоянием больного при менингите и бактериальных инфекциях. Ее первая версия была разработана в Стенфордском университете в середине 70-х годов. В настоящее время эта система ставит диагноз на уровне врача-специалиста. Она имеет расширенную базу знаний, благодаря чему может применяться и в других областях медицины.

б) Прогнозирование.

Прогнозирующие системы предсказывают возможные результаты или события на основе данных о текущем состоянии объекта. Программная система “Завоевание Уолл-стрита” может проанализировать конъюнктуру рынка и с помощью статистических методов алгоритмов разработать для вас план капиталовложений на перспективу. Она не относится к числу систем, основанных на знаниях, поскольку использует процедуры и алгоритмы традиционного программирования. Хотя пока еще отсутствуют ЭС, которые способны за счет своей информации о конъюнктуре рынка помочь вам увеличить капитал, прогнозирующие системы уже сегодня могут предсказывать погоду, урожайность и поток пассажиров. Даже на персональном компьютере, установив простую систему, основанную на знаниях, вы можете получить местный прогноз погоды.

в) Планирование.

Планирующие системы предназначены для достижения конкретных целей при решении задач с большим числом переменных. Дамасская фирма Informat впервые в торговой практике предоставляет в распоряжении покупателей 13 рабочих станций, установленных в холле своего офиса, на которых проводятся бесплатные 15-минутные консультации с целью помочь покупателям выбрать компьютер, в наибольшей степени отвечающий их потребностям и бюджету. Кроме того, компания Boeing применяет ЭС для проектирования космических станций, а также для выявления причин отказов самолетных двигателей и ремонта вертолетов. Экспертная система XCON, созданная фирмой DEC, служит для определения или изменения конфигурации компьютерных систем типа VAX и в соответствии с требованиями покупателя. Фирма DEC разрабатывает более мощную систему XSEL, включающую базу знаний системы XCON, с целью оказания помощи покупателям при выборе вычислительных систем с нужной конфигурацией. В отличие от XCON система XSEL является интерактивной.

г) Интерпретация.

Интерпретирующие системы обладают способностью получать определенные заключения на основе результатов наблюдения. Система PROSPECTOR, одна из наиболее известных систем интерпретирующего типа, объединяет знания девяти экспертов. Используя сочетания девяти методов экспертизы, системе удалось обнаружить залежи руды стоимостью в миллион долларов, причем наличие этих залежей не предполагал ни один из девяти экспертов. Другая интерпретирующая система- HASP/SIAP. Она определяет местоположение и типы судов в тихом океане по данным акустических систем слежения.

д) Контроль и управление.

Системы, основанные на знаниях, могут применятся в качестве интеллектуальных систем контроля и принимать решения, анализируя данные, поступающие от нескольких источников. Такие системы уже работают на атомных электростанциях, управляют воздушным движением и осуществляют медицинский контроль. Они могут быть также полезны при регулировании финансовой деятельности предприятия и оказывать помощь при выработке решений в критических ситуациях.

е) Диагностика неисправностей в механических и электрических устройствах.

В этой сфере системы, основанные на знаниях, незаменимы как при ремонте механических и электрических машин (автомобилей, дизельных локомотивов и т.д.), так и при устранении неисправностей и ошибок в аппаратном и программном обеспечении компьютеров.

ж) Обучение.

Системы, основанные на знаниях, могут входить составной частью в компьютерные системы обучения. Система получает информацию о деятельности некоторого объекта (например, студента) и анализирует его поведение. База знаний изменяется в соответствии с поведением объекта. Примером этого обучения может служить компьютерная игра, сложность которой увеличивается по мере возрастания степени квалификации играющего. Одной из наиболее интересных обучающих ЭС является разработанная Д.Ленатом система EURISCO, которая использует простые эвристики. Эта система была опробована в игре Т.Тревевеллера, имитирующая боевые действия. Суть игры состоит в том, чтобы определить состав флотилии, способной нанести поражение в условиях неизменяемого множества правил. Система EURISCO включила в состав флотилии небольшие, способные провести быструю атаку корабли и одно очень маленькое скоростное судно и постоянно выигрывала в течение трех лет, несмотря на то, что в стремлении воспрепятствовать этому правила игры меняли каждый год.

Большинство ЭС включают знания, по содержанию которых их можно отнести одновременно к нескольким типам. Например, обучающая система может также обладать знаниями, позволяющими выполнять диагностику и планирование. Она определяет способности обучаемого по основным направлениям курса, а затем с учетом полученных данных составляет учебный план. Управляющая система может применяться для целей контроля, диагностики, прогнозирования и планирования. Система, обеспечивающая сохранность жилища, может следить за окружающей обстановкой, распознавать происходящие события (например, открылось окно), выдавать прогноз (вор-взломщик намеревается проникнуть в дом) и составлять план действий (вызвать полицию).

studfiles.net

4.5.5. Разновидности эс

Распределенные экспертные системы.

Распределенные ЭС организуют в результате интеграции отдельных ЭС, в том числе ориентированных на различные предметные области. Применение - многоаспектный анализ сложных объектов, когда важно взаимодействие различных специалистов в процессе распознавания и формирования плана действий. Характерный пример - решение эколого-экономических проблем.

Гибридные экспертные системы.

Являются продуктом слияния ППП и расчетно-логических систем с ЭС. Достоинствами ППП и расчетно-логических систем являются серьезно проработанные универсальные формальные модели предметных областей. Основным недостатком является отсутствие ориентации на пользователя низкой квалификации. Т.е. низко квалифицированный пользователь не может эффективно использовать мощные универсальные функции ППП и расчетно-логических систем. Внесение элементов технологии ЭС позволяет реализовать неформальные настройки модели предметной области, организовать систему экспертной поддержки начинающего пользователя.

Обобщенные прикладные интеллектуальные системы.

Обобщенные прикладные интеллектуальные системы можно рассматривать как расчетно-логические системы, дополненные экспертными подсистемами, или как распределенные экспертные системы с сильной вычислительной компонентой.

4.5.6. Эс IиIIпоколений

Одним из серьезных недостатков продукционной концепции является невозможность реализовать (смоделировать) такие трудноформализуемые механизмы человеческой дедукции, как здравый смысл и интуиция. Иными словами, традиционные ЭС способны лишь повторять рассуждения эксперта, руководствуясь заложенными экспертом правилами. Они не способны заменить эксперта, повторить логику его рассуждений, применяемую им для вывода этих правил. ЭС такого рода называют ЭС первого поколения.

В 80-90-х г.г. начали разрабатываться ЭС второго поколения, называемые также партнерскими ЭС и усилителями интеллектуальных способностей человека. Они способны автоматически проводить анализ нечисловых данных, выявлять закономерности и формулировать на их основе гипотезы, оценивать достоверность фактов и непротиворечивость знаний.

Проведем сравнительный анализ ЭС первого и второго поколений по ряду их характеристик:

Представление знаний

ЭС Iпоколения:

  1. Рассуждения ведутся только на основе знаний, полученных от эксперта.

  2. Используется какая-либо одна модель представления знаний.

  3. Методы представления знаний позволяют описывать лишь статические предметные области.

  4. Отсутствуют знания о границах области компетентности системы, за пределами которой система оказывается неработоспособной.

ЭС IIпоколения:

  1. Используются не поверхностные знания в виде эвристических правил, а глубинные, представляющие собой теории предметных областей и общие стратегии решения проблем. При столкновении ЭС с новой для нее проблемой она может на основе общих принципов такой теории очертить контуры решения или определить конкретные знания, которые необходимо привлечь для получения точного решения.

  2. Знания организованы в виде составных иерархических представлений, включающих сети фреймов, продукции и логические модели.

  3. Система имеет не только модель предметной области, но и модель самой себя, что позволяет ей эффективно определять границы своей компетентности.

  4. ЭС может решать задачи из динамических предметных областей, т.е. областей, знания о которых могут изменяться непосредственно в процессе вывода (в том числе и в результате действий самой ЭС).

  5. Система включает средства для одновременной работы с несколькими моделями предметной области, отличающимися друг от друга уровнями детальности.

Механизм вывода

ЭС Iпоколения:

  1. Получение новых заключений с помощью вывода на знаниях, т.е. на основе парадигмы ЗНАНИЯ+ВЫВОД.

  2. Неспособность найти приближенный ответ, если для вывода точного решения нет всех требуемых данных или отсутствуют подходящие правила вывода.

  3. Неумение проводить вывод с учетом связи объектов или фактов в пространстве и во времени.

  4. Скачкообразная потеря способности экспертной системы находить решения даже при незначительном выходе задач за пределы области ее компетентности.

ЭС IIпоколения:

  1. Получение новых заключений не на основе дедукции, а на основе аргументации, т.е. поиска аргументов для обоснования высказываемой гипотезы. Т.е. от парадигмы ЗНАНИЯ+ВЫВОД осуществлен переход к парадигме ЗНАНИЯ+АРГУМЕНТАЦИЯ.

  2. Сочетание достоверного и правдоподобного (включающего характеристику степени достоверности) вывода.

  3. Наличие помимо свойственного ЭС первого поколения дедуктивного вывода средств для реализации индуктивного (от частного к общему) и абдуктивного (от частного к частному) выводов, а также проведения немонотонных рассуждений, в процессе которых поступившие факты иногда изменяют истинность выведенных ранее заключений.

  4. Способность проводить вывод с учетом связи объектов или фактов в пространстве и во времени.

Приобретение знаний и обучение

ЭС Iпоколения:

  1. Пополнение знаний системы и контроль их непротиворечивости "вручную".

  2. Обязательность приведения знаний эксперта к виду, которого требует модель представления знаний в данной ЭС.

  3. Несовпадение знаний о предметной области в ЭС с организацией их у эксперта, как следствие узости применяемой модели организации знаний, что влечет за собой неполноту знаний ЭС.

  4. Отсутствие способности к обучению.

ЭС IIпоколения:

  1. Наличие средств управления процессом наполнения ЭС знаниями и настройки на предметную область, позволяющих выбирать модель представления знаний, в наибольшей степени соответствующую структуре знаний эксперта.

  2. Наличие средств автоматического обнаружения закономерностей, выдвижения гипотез и построения их обоснований, обучения на примерах.

  3. Способность ЭС к поиску противоречий между знаниями, проверки их полноты, пополнения их при необходимости путем запроса к пользователю.

Создание экспертных систем IIпоколения требует привлечения эффективных инструментальных средств программирования.

studfiles.net

5. Типы эс для решения задач геоинформационной системы

ГИС - определения и особенности

Геоинформационные системы (ГИС) являются классом информационных систем, имеющим свои особенности. Они построены с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науке. ГИС как интегрированные информационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно - локализованных данных об объектах и явлениях природы и общества. Неразрывно с ГИС связаны геоинформационные технологии. Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Геоинформационные технологии предназначены для повышения эффективности: процессов управления, хранения и представления информации, обработки и поддержки принятия решений. ГИС имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при изучении этих систем. Одна из особенностей ГИС и геоинформационных технологий состоит в том, что они являются элементами информатизации общества. Это заключается во внедрении ГИС и геоинформационных технологий в науку, производство, образование и применение в практической деятельности получаемой информации об окружающей реальности. Геоинформационные технологии являются новыми информационными технологиями, направленными на достижение различных целей, включая информатизацию производственно-управленческих процессов. Другой особенностью ГИС является то, что как информационные системы они являются результатом эволюции этих систем и поэтому включают в себя основы построения и функционирования информационных систем. ГИС как система включает множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любые подмножества этого множества не могут быть независимыми не нарушая целостность, единство системы. Автоматизированной информационной системой (АИС) называют организационно-техническую систему, использующую автоматизированные информационные технологии в целях обучения, информационно-аналитического обеспечения научно-инженерных работ и процессов управления. В соответствии с данным определением ГИС попадает в класс автоматизированных информационных систем. Еще одной особенностью ГИС является то, что она является интегрированной информационной системой. Интегрированные системы построены на принципах интеграции технологий различных систем. Они зачастую применяются настолько в разных областях, что их название часто не определяет все их возможности и функции. По этой причине не следует связывать ГИС с решением задач только геодезии или географии. "Гео" в названии геоинформационных систем и технологий определяет объект исследований, а не предметную область использования этих систем. Необходимо рассмотреть место ГИС среди других автоматизированных систем, что требует дать краткую классификацию этих систем. Выбирая различные аспекты рассмотрения автоматизированных информационных систем можно дать различные их различные классификации. По принадлежности к конкретной предметной области можно подразделить информационные системы на три класса: технические, экономические, информационно-аналитические. К техническим относят автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), гибкие производственные системы (ГПС), робототехнические комплексы (РТК)идр. Информационно-аналитические автоматизированные системы включают: автоматизированные справочно-информационные системы (АСИС), базы данных (БД), экспертные системы (ЭС), статистические информационные системы (СтИС) и т.п. Примером экономических систем могут служить автоматизированные системы управления (АСУ), бухгалтерские информационные системы (БУ-ИС), банковские информационные системы (БИС), биржевые информационные системы (БИС), маркетинговые информационные системы (МИС) и др. Особенностью ГИС как интегрированной системы является то, что она интегрирует технологии трех перечисленных выше классов систем: технических, информационно-аналитических и экономических. Следовательно, ГИС могут быть использованы как любая из этих систем.

studfiles.net

обзор основных разновидностей ЭС и картриджей для них

Раньше электронная сигарета имела большие габариты, а ее параметры парообразования были далеки от совершенства. Но через несколько лет ситуация полностью изменилась. В продаже появились самые разнообразные типы электронных сигарет, имеющие отличные характеристики. Количество видов этих девайсов на сегодняшний день перевалило за сотню.

виды электронных сигарет

Электронные сигареты в виде сигареты нельзя ассоциировать с абсолютно безвредным устройством, хотя оно намного безобиднее, чем классическое курение. Однако, употребление подобных ЭС становится все более востребованным.

На улице постоянно встречаются люди, использующие эти новомодные устройства. Если вы решили бросить курить и воспользоваться для этого популярными электронными приборами, сначала стоит познакомиться с их разновидностями.

Сегодня известны различные виды ЭС, которые отличаются не столько принципом работы, сколько внешним видом и «начинкой». Познакомившись поближе с технологией работы данных устройств, вы намного легче сделаете грамотный выбор.

Размер электронной сигареты

Так как население проявляет большой интерес к продукции, производители постоянно занимаются разработкой новых видов таких устройств.

На рынке представлены разновидности электронных сигарет, модели которых можно условно разделить на несколько видов:

  • супермини;
  • пенсстайл;
  • мини;
  • сигара;
  • мод.

Классификация электронных девайсов прежде всего базируется на их размерах. Классической считается замена обыкновенной сигареты на модель супермини.

Размер электронных сигарет

Главными параметрами считаются размеры и производительность ЭС. Эти показатели находятся в прямой зависимости. Другими словами, большие электронные сигареты оснащены более мощным аккумулятором, они способны работать намного дольше и не требовать дополнительной подзарядки.

Супермини

Эти тонкие электронные сигареты относятся к самым маленьким и легковесным. Длина их не превышает 100 мм. Эти изделия очень похожи по своему дизайну на привычные нам табачные изделия. Из-за того, что некоторые модели имеет очень маленький диаметр, их стали также называть женскими электронными сигаретами.

Супермини

Производительность таких девайсов не очень велика. Емкость аккумулятора не превышает 80 мА/ч. Картриджа хватает только на несколько затяжек. Их можно приравнять к четырем обычным сигаретам. Данная модель отлично подходит людям, курящим очень мало, две-три штуки в день.

Мини

Отдельно стоит отметить мини ЭС. Их внешний вид все еще напоминает обыкновенные сигареты. Однако их длина немного больше, чем у классической. Максимальная длина такого электронного устройства может достигать 120 мм.

Мини электронные сигареты

Данные тонкие электронные сигареты оборудованы объемным картриджем, объем которого эквивалентен 15 обычным сигаретам. Аккумулятор имеет емкость, вполне достаточную для работы картриджа, чтобы пользоваться без подзарядки по несколько раз в день. Максимальная емкость аккумулятора при использовании мини электронных сигарет достаточна для работы картриджа и достигает 180 мА/ч.

Pen-style

Этот вид ЭС считается классическим. Такое название pen-style получила из-за своего внешнего вида, сильно напоминающего авторучку. Длина такой модели не превышает 170 мм. Эта разновидность электронных сигарет остается самой популярной в среде курильщиков. Аккумулятор дает возможность пользоваться устройствами весь день без подзарядки. Объем картриджа сопоставим с пачкой сигарет.

Pen-style электронная сигарета

Сигары и трубки

На особом месте расположились необычные виды ЭС. Речь идет о сигарах и трубках. Эти девайсы внешне максимально похожи на обычные курительные трубки, но пользоваться ими можно очень долго. В течение нескольких дней пользователю такой электронной трубки не надо будет подзаряжать батарею и заниматься заменой картриджа.

Сигары - электронные сигареты

Электронные приборы оснащены аккумулятором, емкость которого может превышать 900 мА/ч. Существуют устройства типа «Denshi Tabaco E-Pipe», у которых данный параметр может составлять 960 мА/ч.

Возможность многократного использования

Все ЭС можно разделить по методу использования. Они могут быть:

  • одноразовыми;
  • многоразовыми.

Первый вид в большинстве случаев приобретается в качестве пробника. Их стоимость намного меньше стартовых комплектов и не превышает 500 руб за штуку.

Параметры парообразования, которыми характеризуются одноразовые электронные модели, мало чем отличаются от многоразовых аналогов. Подобная одноразовая сигарета, поможет человеку определиться, нравится ли ему парение, и стоит ли ему переходить на полноценные электронные гаджеты.

одноразовые электронные сигареты

Одноразовые ЭС оборудованы картриджем, достаточным для 400 затяжек. Аккумулятор данного устройства невозможно перезарядить.

Людям, желающим бросить курить и навсегда избавиться от этой пагубной привычки, лучше всего использовать многоразовые устройства. Можно будет проводить замену картриджа, постоянно заряжать аккумулятор. Имеется возможность установить новую батарею, заменить атомайзер. Такие модели намного экономичнее, чем одноразовые. Кроме того, с ними у парильщика будет больше возможностей для подбора индивидуальных вкусов, параметров парообразования и т.д.

Как пользоваться

Управлять e-сигаретой вручную очень просто. Нужно нажать кнопку атомайзера и держать ее, пока не начнется процесс парообразования. Пар прекратит вырабатываться после отпускания кнопки.

ЭС с механическим управлением, по мнению многих курильщиков, вырабатывает намного больше пара, но к такому парению придется привыкать. Среди таких моделей наиболее известным является прибор марки «DT Ego».

Промышленность выпускает также и устройства с управлением в автоматическом режиме. Пар начинает вырабатываться немедленно после затяжки. Для этого устройство оснащается специальным микропроцессором. Опытные вейперы говорят, что такой процесс полностью сравним с обычным курением.

Пользоваться сигаретой, снабженной автоматическим управлением, всегда очень удобно. Человек чувствует себя комфортно, ведя машину или выполняя работу, сидя за компьютером. Автоматика позволяет заниматься своими делами и параллельно наслаждаться вкусным паром, не отвлекаясь на кнопочки.

Виды картриджей

Изначально для ЭС были специально разработаны специальные модели картриджей. Самые простые представляют собой небольшие капсулы, внутри которых находится синтепон, хорошо пропитанный жидкостью для парения.

Однако такие картриджи не устраивают многих, продвинутые вейперы требуют расширенных возможностей. Поэтому были разработаны другие картриджи с более сложной конструкцией и расширенными возможностями.

Широкое распространение получили танк-картриджи. Их отличает большая ёмкость, а также отличная передача вкусовых свойств.

Самыми сложными и высоко производительными считаются картомайзеры. Картридж имеет встроенный атомайзер. Данное дополнительное устройство относится к важнейшим деталям ЭС. Правда, такие сигареты и стоят недешево, но они и более надежны.

Картриджи для электронных сигарет

По мнению многих курильщиков, будущее вейпинга именно за данными устройствами. Они отзываются о них только в положительном аспекте.

Вкус и содержание никотина

Деление e-сиг может проводиться и в соответствии с другими показателями. Важнейшим критерием эффективности сигарет можно считать количество никотина, входящего в состав жидкости.

На основании таких параметров ЭС подразделяются на следующие виды:

  • суперкрепкие;
  • крепкие;
  • легкие;
  • суперлегкие;
  • безникотиновые.

Для ЭС были разработаны специальные картриджи, имеющие самые разные вкусы.

Наиболее популярными ароматизаторами являются:

  • кофе;
  • табак;
  • мята;
  • виноград;
  • яблоко.

Современные производители выпускают такое огромное количество жидкостей с самыми разнообразными вкусами: от классических «сигаретных» до самых необычных и экзотических, что тут есть где разгуляться даже самому требовательному вейперу-гурману.

разновидности вкусов электронных сигарет

Подводим итоги

Несведущему человеку может показаться, что e-сиги все одинаковы. Однако, на самом деле различия между этими устройствами достаточно разнообразны.

Прогресс не стоит на месте, поэтому можно с уверенностью говорить, что разнообразие ЭС в ближайшем будущем будет только увеличиваться. Потребности рынка с каждым днем становятся все больше, такие гаджеты становятся все более популярными. Возможно, какие-то виды исчезнут, их наверняка заменят более совершенные конструкции.

Видео

Это видео расскажет вам про основные различия в разных видах электронных сигарет.

vapes.guru

3. Виды электрических сетей.

Электрическая сеть - совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии.

Классификация электрических сетей

Электрические сети принято классифицировать по назначению (области применения), масштабным признакам, и по роду тока.

Назначение, область применения

Сети общего назначения: электроснабжение бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и транспортных потребителей.

Сети автономного электроснабжения: электроснабжение мобильных и автономных объектов (транспортные средства, суда, самолёты, космические аппараты, автономные станции, роботы и т. п.)

Сети технологических объектов: электроснабжение производственных объектов и других инженерных сетей.

Контактная сеть: специальная сеть, служащая для передачи электроэнергии на движущиеся вдоль неё транспортные средства (локомотив, трамвай, троллейбус, метро).

Масштабные признаки, размеры сети

Магистральные сети: сети, связывающие отдельные регионы, страны и их крупнейшие источники и центры потребления. Характерны сверхвысоким и высоким уровнем напряжения и большими потоками мощности (гигаватты).

Региональные сети: сети масштаба региона (области, края). Имеют питание от магистральных сетей и собственных региональных источников питания, обслуживают крупных потребителей (город, район, предприятие, месторождение, транспортный терминал). Характерны высоким и средним уровнем напряжения и большими потоками мощности (сотни мегаватт, гигаватты).

Районные сети, распределительные сети. Имеют питание от региональных сетей. Обычно не имеют собственных источников питания, обслуживают средних и мелких потребителей (внутриквартальные и поселковые сети, предприятия, небольщие месторождения, транспортные узлы). Характерны средним и низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (мегаватты).

Внутренние сети: распределяют электроэнергию на небольшом пространстве — в рамках района города, села, квартала, завода. Зачастую имеют всего 1 или 2 точки питания от внешней сети. При этом иногда имеют собственный резервный источник питания. Характерны низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (сотни киловатт, мегаватты).

Электропроводка: сети самого нижнего уровня — отдельного здания, цеха, помещения. Зачастую рассматриваются совместно с внутренними сетями. Характерны низким и бытовым уровнем напряжения и маленькими потоками мощности (десятки и сотни киловатт).

Род тока

Переменный трёхфазный ток: большинство сетей высших, средних и низких классов напряжений, магистральные, региональные и распределительные сети. Переменный электрический ток передаётся по трём проводам таким образом, что фаза переменного тока в каждом из них смещена относительно других на 120°. Каждый провод и переменный ток в нём называется «фаза». Каждая «фаза» имеет определённое напряжение относительно земли, которая выступает в роли четвёртого проводника.

Переменный однофазный ток: большинство сетей бытовой электропроводки, оконечных сетей потребителей. Переменный ток передаётся к потребителю от распределительного щита или подстанции по двум проводам (т. н. «фаза» и «ноль»). Потенциал «нуля» совпадает с потенциалом земли, однако конструктивно «ноль» отличается от провода заземления.

Постоянный ток: большинство контактных сетей, некоторые сети автономного электроснабжения, а также ряд специальных сетей сверхвысокого напряжения, имеющих пока ограниченное распространение.

Наряду с указанной выше классификацией электрических сетей также существует разделение по напряжению в сети.

Регулирование напряжения в электрических сетях сложно осуществлять, изменяя:а) напряжение генераторов электростанций;б) коэффициент трансформации трансформаторов и автотрансформаторов;в) параметры питающей сети;г) величину реактивной мощности, протекающей по сети. Применением перечисленных способов обеспечивается централизованное регулирование напряжения, однако последние три из них могут быть применены и для местного регулирования.Рассмотрим, подробнее способы регулирования напряжения, применяемые в электрических сетях.Генераторы, работающие в блоках с повышающими трансформаторами, не имеют непосредственной связи с распределительными сетями генераторного напряжения, а нагрузка собственных нужд, как правило, питается через трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой. На генераторах, работающих на шины генераторного напряжения с присоединенной к ним распределительной сетью, напряжение регулируется в меньших пределах, так как глубокое изменение напряжения оказалось бы неприемлемым для потребителей. При регулировании реактивной мощности на этих генераторах по заданному графику нагрузки системы уровень напряжения на шинах, необходимый для нормальной работы потребителей, достигается изменением коэффициента трансформации трансформаторов с РПН, связывающих генераторы с сетью ВН.

В тех случаях, когда трансформаторы связи генераторов с сетью ВН не имеют РПН, регулирование напряжения на шинах генераторного напряжения производится изменением возбуждения генераторов, с одновременным (автоматическим) изменением их реактивной мощности. Регулирование — встречное и осуществляется по суточному графику напряжения, задаваемому диспетчером электрических сетей.Регулирование напряжения в сетях изменением параметров сети.В некоторых пределах напряжение можно регулировать, изменяя сопротивление питающей сети. Регулирование напряжения в сетях изменением величины реактивной мощности в них. Эффективно регулировать напряжение путем изменения реактивной мощности в сети можно с помощью синхронных компенсаторов или батарей конденсаторов при включении их параллельно нагрузке.

БИЛЕТ

studfiles.net

Билет 14. Типы ЭС. Влияние ЭС на окруж. среду. — КиберПедия

Окружающая среда - основа жизни человека, а ископаемые ресурсы и вырабатываемая из них энергия являются основой современной цивилизации. Без энергетики у человечества нет будущего это очевидный факт. Однако современная энергетика наносит ощутимый вред окружающей среде, ухудшая условия жизни людей. Основа современной энергетики - различные типы электростанций. На заре развития отечественной индустрии, 70 лет назад, основная ставка была сделана на крупные ТЭС. В то время о влиянии ТЭС на окружающую среду задумывались мало, так как первоочередной задачей было получение электроэнергии и тепла. Технология производства электрической энергии на ТЭС связана с большим количеством отходов, выбрасываемых в окружающую среду. Сегодня проблема влияния энергетики на природу становится особенно острой, так как загрязнение окружающей среды, атмосферы и гидросферы с каждым годом всё увеличивается. Если учесть, что масштабы энергопотребления постоянно увеличиваются, то и соответственно увеличивается отрицательное воздействие энергетики на природу. Если в период становления энергетики в нашей стране в первую очередь руководствовались целесообразностью с точки зрения экономических затрат, то сегодня всё чаще при возведении и эксплуатации объектов энергетики на первый план выдвигаются вопросы их влияния на экологию.

Тепловые электростанции работают на относительно дешевом органическом топливе - угле и мазуте, это невосполнимые природные ресурсы. Сегодня основными энергетическими ресурсами в мире являются уголь(40%), нефть (27%) и газ (21%). По некоторым оценкам этих запасов хватит на 270, 50 и 70 лет соответственно и то при условии сохранения нынешних темпов потребления.

При сжигании топлива на ТЭС образуются продукты сгорания, в которых содержатся: летучая зола, частички несгоревшего пылевидного топлива, серный и сернистый ангидрид, оксид азота, газообразные продукты неполного сгорания. При зажигании мазута образуются соединения ванадия, кокс, соли натрия, частицы сажи. В золе некоторых видов топлива присутствует мышьяк, свободный диоксид кальция, свободный диоксид кремния, которые наносят значительный вред всему живому.

Загрязняют окружающую среду и сточные производственные воды ТЭС, содержащие нефтепродукты. Эти воды станция сбрасывает после химических промывок оборудования, поверхностей нагрева паровых котлов и систем гидрозолоудаления.

Окись серы, попадающая с выбросами в атмосферу, наносит большой ущерб животному и растительному миру, она разрушает хлорофилл, имеющийся в растениях, повреждает листья и хвою. Окись углерода, попадая в организм человека и животных, соединяется с гемоглобином крови, в результате чего в организме возникает недостаток кислорода, и, как следствие, происходят различные нарушения нервной системы.

Оксид азота снижает прозрачность атмосферы и способствует образованию смога. Имеющийся в составе золы пентаксид ванадия отличается высокой токсичностью, при попадании в дыхательные пути человека и животных, он вызывает сильное раздражение, нарушает деятельность нервной системы, кровообращение и обмен веществ. Своеобразный канцероген бензапирен может вызывать онкологические болезни.

ГЭС.

Самой крупной отраслью водопользования является гидро-энергетика. При сооружении равнинных ГЭС отрицательным моментом является затопление огромных территорий. Для снижения площади затопления земель необходимо сооружение защитных дамб. Необходимо следить за уровнем воды в водохранилищах, что бы избежать временного затопления берегов; очищать ложе будущего водохранилища от кустарников, деревьев, и.т.д.; на водохранилищах создавать условия для развития рыбных хозяйств, так как ГЭС наносят ущерб не только сельскому хозяйству, но и рыболовному промыслу.

Все гидроэлектростанции наносят колоссальный ущерб рыбному промыслу. Ранее события шли в постоянной эволюционной последовательности: весеннее половодье, ход рыбы на нерест, скатывание молоди в море. А в настоящее время гидроэлектростанции этот порядок нарушают. Половодье, называемое попуском воды, происходит среди зимы, к весне ледяной слой оседает на затопленные острова, придавливает зимующую рыбу в зимовальных ямах, нарушая биологические сроки созревания икры. А это значит, что пройдёт два года прежде чем незрелая икра рассосётся и заложится новая.

Водохранилища повышают влажность воздуха, способствуют изменению ветрового режима в прибрежной зоне, атак же температурный и ледяной режим водостока. Это приводит к изменению природных условий, что сказывается на хозяйственной деятельности населения и жизни животных.

Производство работ по строительству ГЭС следует проэктировать с минимальным экологическим ущербом природе. При разработке необходимо рационально выбирать карьер, месторасположение дорог и т.д. По завершения строительства должны быть проведены работы по рекультивации нарушения земель и озеленение территории. Наиболее эффективным природоохранным мероприятием является инженерная защита. Строительство дамб сокращает территорию затопления земель, сохраняя её для сельскохозяйственного использования; уменьшает площадь мелководий; сохраняет естественные природные комплексы; улучшает санитарные условия водохранилища. Если строительство дамбы экономически не оправдалось, то мелководья можно использовать для разведения птиц или других хозяйственных нужд.

АЭС.Обычно, когда говорят о радиационном загрязнении, имеют в виду гамма-излучение, легко улавливаемое счетчиками Гейгера и дозиметрами на их основе. В то же время есть немало бета-излучателей, которые плохо обнаруживаются существующими массовыми приборами. Также как радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, вызывая ее поражение, радиоизотопы инертных газов, в 70-е годы считавшиеся абсолютно безвредными для всего живого, накапливаются в некоторых клеточных структурах растений (хлоропластах, митохондриях и клеточных мембранах). Одним из основных выбрасываемых инертных газов является криптон-85. Количество криптона-85 в атмосфере (в основном за счет работы АЭС) увеличивается на 5 % в год. Еще один радиоактивный изотоп, не улавливаемый никакими фильтрами и в больших количествах производимый всякой АЭС - углерод-14. Есть основания предполагать, что накопление углерода-14 в атмосфере (в виде CO2) ведет к резкому замедлению роста деревьев. Сейчас в составе атмосферы количество углерода-14 увеличено на 25% по сравнению с доатомной эрой.

Важной особенностью возможного воздействия АЭС на окружающую среду является необходимость демонтажа и захоронения элементов оборудования, обладающих радиоактивностью, по окончании срока службы или по другим причинам. До настоящего времени такие операции производились лишь на нескольких экспериментальных установках.

При нормальной работе в окружающую среду попадают лишь немногие ядра газообразных и летучих элементов типа криптона, ксенона, йода. Расчёты показывают, что даже при увеличении мощностей атомной энергетики в 40 раз её вклад в глобальное радиоактивное загрязнение составит не более 1% от уровня естественной радиации на планете.

На электростанциях с кипящими реакторами (одноконтурными) большая часть радиоактивных летучих веществ выделяется из теплоносителя в конденсаторах турбин, откуда вместе с газами радиолиза воды выбрасываются эжекторами в виде парогазовой смеси в специальные камеры, боксы или газгольдеры выдержки для первичной обработки или сжигания. Остальная часть газообразных изотопов выделяется при дезактивации растворов в баках выдержки.

На электростанциях с реакторами, охлаждаемыми водой под давлением, газообразные радиоактивные отходы выделяются в баках выдержки.

Газообразные и аэрозольные отходы из монтажных пространств, боксов парогенераторов и насосов, защитных кожухов оборудования, ёмкостей с жидкими отходами выводятся с помощью вентиляционных систем с соблюдением нормативов по выбросу радиоактивных веществ. Воздушные потоки из вентиляторов очищаются от большей части аэрозолей на тканевых, волокнистых, зерновых и керамических фильтрах. Перед выбросом в вентиляционную трубу воздух проходит через газовые отстойники, в которых происходит распад короткоживущих изотопов (азота, аргона, хлора и др.).

Помимо выбросов, связанных радиационным загрязнением, для АЭС, как и для ТЭС, характерны выбросы теплоты, влияющие на окружающую среду. Примером может служить атомная электростанция «Вепко Сарри». Её первый блок был пущен в декабре 1972 г., а второй - в марте 1973 г. При этом температура воды у поверхности реки вблизи электростанции в 1973г. была на h5єC выше температуры в 1971г. и максимум температур наблюдался на месяц позже. Выделение тепла происходит также в атмосферу, для чего на АЭС используются т.н. градирни. Они выделяют 10-400 МДж/(мІ·ч) энергии в атмосферу. Широкое применение мощных градирен выдвигает рад новых проблем. Расход охлаждающей воды для типового блока АЭС мощностью 1100 МВт с испарительными градирнями составляет 120 тыс. т/ч (при температуре окружающей воды 14єC). При нормальном солесодержании подпиточной воды за год выделяется около 13,5 тыс. т солей, выпадающих на поверхность окружающей территории. До настоящего времени нет достоверных данных о влиянии на окружающую среду этих факторов.

На АЭС предусматриваются меры для полного исключения сброса сточных вод, загрязнённых радиоактивными веществами. В водоёмы разрешается отводить строго определённое количество очищенной воды с концентрацией радионуклидов, не превышающей уровень для питьевой воды. Действительно, систематические наблюдения за воздействием АЭС на водную среду при нормальной эксплуатации не обнаруживают существенных изменений естественного радиоактивного фона. Прочие отходы хранятся в ёмкостях в жидком виде или предварительно переводятся в твёрдое состояние, что повышает безопасность хранения.

cyberpedia.su


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта