污水回用系统数据挖掘方法研究

作     者：孙克旭 

作者单位：沈阳理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王琢

授予年度：2023年

学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 

主      题：污水处理 软件架构 数据库架构 线性回归模型 自回归模型 

摘      要：污水回用系统是污水处理厂中的重要组成部分,如果污水回用系统的硬件设备发生了故障,则会造成严重影响。为了保持污水回用系统的稳定运行,需要设计数据挖掘系统。现有的污水回用系统还在使用人工录入数据到Excel表格中的方式进行数据信息记录工作,处于较为落后的水平。为了提升污水回用系统数字化水平,设计了一套适用于污水回用系统的软件系统。同时,软件系统可以保证数据的稳定录入和储存,为数据挖掘工作提供了保障。首先对污水回用系统的软件架构和数据库架构进行设计。软件系统的框架采用Python Django,根据污水回用系统的需求设计了设备管理模块、点检实施模块、维修计划管理模块、采购计划模块、库存管理模块、化验管理模块、员工数据模块和数据挖掘模块。并对日常需求模块进行了数据库表的设计。设计了数据库架构,并设计了数据库表,其中包含机组表、设备表、点检实施表、维修计划表、备品表、入库表、出库表、员工数据表、化验表、采后计划表和采购计划明细表,用来储存软件系统日常运行时所产生的数据。最后设计污水回用系统的数据挖掘系统,对污水回用系统的硬件设备之间周期性故障的会互相影响的情况进行分析和预测进行了创新性研究。首先,数据挖掘系统接收到软件系统中点检实施模块和维修计划管理模块中的点检和维修数据,进行数据预处理工作,然后使用线性回归模型和自回归模型分别对污水回用系统硬件设备进行建模,进行了工程创新。使用线性回归模型对污水回用系统中的硬件进行建模,并画出拟合直线,得到线性回归模型的伪R平方值。但是得到的伪R平方值的数值比较小,接着,通过对数据集的分析得知,污水回用系统硬件故障的数据更适用于自回归模型。在使用自回归模型进行算法建模的过程中,使用了自回归模型中的负二项回归模型和泊松回归模型对污水回用系统进行建模,首先,将数据集分为训练集和测试集,对训练集进行了训练,对测试集进行了结果预测,得到自回归模型建模后的伪R平方值,并得到了最终的预测结果图。对线性回归模型和自回归模型进行实验结果对比,发现自回归模型运用在污水回用系统数据集中建模效果更好。