智能化小麦信息处理系统的研究与应用
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摘要
本文详细论述了智能化的山西省小麦专家系统的研究开发成果。在比较国内外农业专家系统的基础上，详细论证了本系统的设计方案。系统主要采用ASP，ES，数据库等技术，利用专家系统领域的原理和方法把小麦专家的知识和经验系统化、形式化，通过ASP技术、数据库技术以及专家系统的有机结合，开发了网络版和单机版的小麦专家系统。
本文所述系统采用软件工程的方法进行了设计和开发，系统整体结构设计采用Browser／Server计算体系结构；系统功能实现采用了模块层次化的设计方法；本系统由信息管理子系统和智能决策子系统组成。论述了决策子系统通过采用基于模糊产生式规则的知识表示，混合推理策略及不精确推理的可信度计算的实现。针对农业知识的复杂性和模糊性及农业专家表达和解决问题的特点，在不确定推理方法上提出采用模糊推理。把人工神经网络应用在小麦专家系统推理中的，提出了模糊神经网络在推理机实现的构想，利用神经网络和模糊推理相结合，借
太原理工大学硕士研究生学位论文
助神经网络大规模的并行分布处理结构完成模糊推理过程。同
时，提出基于神经网络的推理算法，通过模糊神经网络来提高
小麦专家系统的推理机运行效率并能够更好地改善系统的性
育旨。
The paper presents research and development production of wheat Expert System for Shanxi Province. After we are analyzing foreign and domestic agriculture ES, resolution has been demonstrated in details. The system has used ASP, ES and Database technology and can be accessed.
The paper puts forward a solution of the system that consists of production information management and intelligence decision-making subsystem. In intelligence decision-making subsystem, following technologies are discussed: knowledge representation method based on fuzzy production rules; forward and backward chaining; approximate reasoning based on ANN model, which great success has been achieved especially in the resolution of complexity and fuzzy facts of agriculture knowledge. Besides, the idea of realization of reasoning machine by FNN combining fuzzy reasoning with neural net is presented, and the process of fuzzy
reasoning is worked by using the structure of PDP. Moreover, a new reasoning algorithm based ANN is offered to improve efficiently the performance of the wheat system.
本文所述系统采用软件工程的方法进行了设计和开发，系统整体结构设计采用Browser／Server计算体系结构；系统功能实现采用了模块层次化的设计方法；本系统由信息管理子系统和智能决策子系统组成。论述了决策子系统通过采用基于模糊产生式规则的知识表示，混合推理策略及不精确推理的可信度计算的实现。针对农业知识的复杂性和模糊性及农业专家表达和解决问题的特点，在不确定推理方法上提出采用模糊推理。把人工神经网络应用在小麦专家系统推理中的，提出了模糊神经网络在推理机实现的构想，利用神经网络和模糊推理相结合，借
太原理工大学硕士研究生学位论文
助神经网络大规模的并行分布处理结构完成模糊推理过程。同
时，提出基于神经网络的推理算法，通过模糊神经网络来提高
小麦专家系统的推理机运行效率并能够更好地改善系统的性
育旨。
The paper presents research and development production of wheat Expert System for Shanxi Province. After we are analyzing foreign and domestic agriculture ES, resolution has been demonstrated in details. The system has used ASP, ES and Database technology and can be accessed.
The paper puts forward a solution of the system that consists of production information management and intelligence decision-making subsystem. In intelligence decision-making subsystem, following technologies are discussed: knowledge representation method based on fuzzy production rules; forward and backward chaining; approximate reasoning based on ANN model, which great success has been achieved especially in the resolution of complexity and fuzzy facts of agriculture knowledge. Besides, the idea of realization of reasoning machine by FNN combining fuzzy reasoning with neural net is presented, and the process of fuzzy
reasoning is worked by using the structure of PDP. Moreover, a new reasoning algorithm based ANN is offered to improve efficiently the performance of the wheat system.
引文
[1] Sato Y. A method of self-recovering equalization for multiple modulation schemes. IEEE Trans. on Communication. 1975, Vol.23, P.679～682.
[2] Kechriotis G Zervas E manolako E S. Using recurrent neural network for adaptive communication channel equalization. IEEE Trans on Neural Network. 1994, Vol.5, No.2, P.267～278.
[3] M.L. Misky, Spapert. Perceptrons: an introduction computational geometry. Cambridge MaMIT Press.
[4] D.E. Rumelhalt, J. L. Mcmalell. Parallel distributed processing. Cambridge MaBradford Books. MIT Press. 1986, Vol.1～2.
[5] D.E. Rumelhalt, G. E. Hinton, R.J.Willians. Learning representation by back-propagation error. Nature323. 1986, P.533～536.
[6] P. Rujan, M. Marchard. Learning by activating neurons: A new approach to learning in neural networks. Complex System. 1988
[7] Richard P.lippmann An introduction to computing with neural nets. IEEE ASSP.Magazine. 1987,Vol.4 P.4～22.
[8] S. Chen, G. J. Gibosn, C. F. N. Cowan etc. Adaptive equalization of finite non-linear channels using multi-layer perceptions. EUASIP signal processing journal, 1990, Vol.20, P.107～109.
[9] Q. Zhang. Adaptive equalization using back-propagation algorithm. IEEE Trans on Acoustics, speech and signal processing. 1990, Vol.37, P.848～849.
[10] D. G. Messerschmitt. A geometric theory of intersybol interference. Part Ⅰ: zero-forcing and decision feedback equalization. Part Ⅱ: performance
of maximum likelilihood detector. Bell Syst tech, 1972, Vol. 52, P.363～378.
[11] Pal. Rujan. A geometric approach to learning in neural networks. IJCNN'89. Washington D. C, 1989, Vol.1, Part.2, P.105～109.
[12] Nils J. Nilsson. Artifical Intelligence: A New Synthesis. 机械工业出版社, 1999
[13] JJ Hopfiled. Neural Network and physical systems with emergent collective computationalabilities. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1982, Vol.79, P.2554～2558
[14] Dong-Chul Park, Tae-kyun Jung Jeong. Complex-Bilinear Recurrent Neural Network for Equalization of a Digital Satellite Channel. IEEE Trans on Neural Network. 2002. Vol. 13. No. 3, P. 711～725.
[15] 张全寿，周建峰．专家系统建造原理及方法．中国铁道出版社．1992
[16] 石纯一，黄昌宁，王家瘚．人工智能原理．清华大学出版社．1993
[17] 付京孙等．人工智能及应用．清华大学出版社，1987
[18] 钱学森主编．关于思维科学．上海人民出版社，1986
[19] 戴汝为等，智能系统的综合集成．浙江科学技术出版社，1995
[20] 包约翰，自适应模式识别与神经网络．科学出版社，1992
[21] 清华大学自动化系．智能信息处理和智能控制．浙江人民出版社，1998
[22] 国家863计划智能机器人主题专家组．迈向新世纪的中国机器人：国家863计划智能机器人主题回顾与展望．2001
[23] 国家863计划智能机器人主题专家组．机器人博览．中国科学技术出版社．2001
[24] 蔡自兴．机器人原理及其应用．中南工业大学出版社，1998
[25] 陆汝玲．人工智能，中国科学技术出版社，1996
[26] 朱剑英．智能系统非经典数学算法华中科技大学出版社2001
[27] 罗发龙，李衍达．神经网络信号处理．电子工业出版社．1993．
[28] 林尧瑞，张钹，石纯一，专家系统原理与实践．清华大学出版社，1990
[29] 何新贵．知识处理与专家系统．国防工业出版社，1990
[30] 焦李成．神经网络系统理论．西安电子科技大学出版社．1990
[31] 胡守仁，神经网络应用技术．国防科技大学出版社，1993
[32] 阎平凡，张长水．人工神经网络于模拟进化计算．清华大学出版社．2000．
[33] 张立明．人工神经网络的模型及其应用．复旦大学出版社．1993．
[34] 江晓平，ASP网络开发技术，人民邮电出版社，1999
[35] 董士海，计算机软件工程环境和软件工具，科学出版社，1988
[36] 丁茂顺，应用软件的开发技术方法，计算机科学，1991
[37] 吴简彤，王建华．神经网络技术及其应用．哈尔滨工程大学出版社 1998
[38] 徐金标．自适应均衡算法的研究．西安电子科技大学博士论文．1997．
[39] 杨静．基于Internet＼Intranet山西省荞麦专家系统的研究与应用，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2000．
[40] 戴汝为，农业专家系统及开发工具，化学工业出版社1998
[41] 赵春江，诸德辉等．小麦综合管理专家系统研究与应用．计算机与农业，1998年增刊
[42] 张祖名，人工智能的前沿内容——专家系统的发展综述，北京印刷学院学报，1995年第一期
[43] 陈慧君，基于ASP技术的小麦专家系统的研究与构建，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2000年
[44] 杨静，山西省荞麦专家系统的构建，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2001年
[45] 谷利明，网络化马铃薯专家系统的研究与开发，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2001年
[46] 章练红，计算机技术在我国农业上应用的现状，计算机与农业，1999年第3期
[47] 刘根深，谢德芳，红毛丹施肥专家系统，计算机与农业，2000年第5期
[48] 齐玉东，李逸波，一种专家数据库的开发，电脑与信息技术，1999年第1期
[49] 聂文龙，严小卫，张师超，一个新的不确定性知识表示模型，高技术通信，1994年11期
[50] 王剑侠，广义可能区间集及其在知识表示中的应用，长沙电力学院学报(自然科学版)，1998年第13卷第4期
[51] 陈明亮，李怀祖，基于规则的专家系统中不确定性推理的研究，计算机工程应用，2000年5月
[52] 俞波，周皓峰，一种基于Web的学生信息管理系统，计算机与现代化，2000年第2期
[53] 杨立法，因特网上发布动态信息的两种简便方法，昆明理工大学学报，2000年4月，第25卷第2期
[54] 和晓军，崔旭晶，WWW数据库信息服务系统集成与设计，沈阳工业学院学报，2000年6月，第19卷第2期
[55] 王晓兵，基于B／S结构的动态信息发布技术与实现，新疆工学院学报，2000年3月，第21卷第1期
[56] 吴迪文，WWW与数据库系统信息集成技术，微机发展，1999年第1期
[57] 史忠植，知识工程，北京：清华大学出版社，1988
[58] 张文星，纪有奎，专家系统原理与设计，武汉：武汉测绘科技大学出版社，1989
[59] 周桂红，郑磊等，农业专家系统生成工具的设计与实现，农业工程学报，第15卷第3期，1999年9月
[60] 徐可英，21世纪农业现代化的发展趋势——农业信息化，农业现代化研究，第20卷第4期，1999年7月
[61] 邝朴生，刘刚等，精细农业技术体系初探，农业工程学报，第15卷第3期，1999年9月
[62] 陈荣，马铃薯专家系统的研究与构建．[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2003年
[2] Kechriotis G Zervas E manolako E S. Using recurrent neural network for adaptive communication channel equalization. IEEE Trans on Neural Network. 1994, Vol.5, No.2, P.267～278.
[3] M.L. Misky, Spapert. Perceptrons: an introduction computational geometry. Cambridge MaMIT Press.
[4] D.E. Rumelhalt, J. L. Mcmalell. Parallel distributed processing. Cambridge MaBradford Books. MIT Press. 1986, Vol.1～2.
[5] D.E. Rumelhalt, G. E. Hinton, R.J.Willians. Learning representation by back-propagation error. Nature323. 1986, P.533～536.
[6] P. Rujan, M. Marchard. Learning by activating neurons: A new approach to learning in neural networks. Complex System. 1988
[7] Richard P.lippmann An introduction to computing with neural nets. IEEE ASSP.Magazine. 1987,Vol.4 P.4～22.
[8] S. Chen, G. J. Gibosn, C. F. N. Cowan etc. Adaptive equalization of finite non-linear channels using multi-layer perceptions. EUASIP signal processing journal, 1990, Vol.20, P.107～109.
[9] Q. Zhang. Adaptive equalization using back-propagation algorithm. IEEE Trans on Acoustics, speech and signal processing. 1990, Vol.37, P.848～849.
[10] D. G. Messerschmitt. A geometric theory of intersybol interference. Part Ⅰ: zero-forcing and decision feedback equalization. Part Ⅱ: performance
of maximum likelilihood detector. Bell Syst tech, 1972, Vol. 52, P.363～378.
[11] Pal. Rujan. A geometric approach to learning in neural networks. IJCNN'89. Washington D. C, 1989, Vol.1, Part.2, P.105～109.
[12] Nils J. Nilsson. Artifical Intelligence: A New Synthesis. 机械工业出版社, 1999
[13] JJ Hopfiled. Neural Network and physical systems with emergent collective computationalabilities. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1982, Vol.79, P.2554～2558
[14] Dong-Chul Park, Tae-kyun Jung Jeong. Complex-Bilinear Recurrent Neural Network for Equalization of a Digital Satellite Channel. IEEE Trans on Neural Network. 2002. Vol. 13. No. 3, P. 711～725.
[15] 张全寿，周建峰．专家系统建造原理及方法．中国铁道出版社．1992
[16] 石纯一，黄昌宁，王家瘚．人工智能原理．清华大学出版社．1993
[17] 付京孙等．人工智能及应用．清华大学出版社，1987
[18] 钱学森主编．关于思维科学．上海人民出版社，1986
[19] 戴汝为等，智能系统的综合集成．浙江科学技术出版社，1995
[20] 包约翰，自适应模式识别与神经网络．科学出版社，1992
[21] 清华大学自动化系．智能信息处理和智能控制．浙江人民出版社，1998
[22] 国家863计划智能机器人主题专家组．迈向新世纪的中国机器人：国家863计划智能机器人主题回顾与展望．2001
[23] 国家863计划智能机器人主题专家组．机器人博览．中国科学技术出版社．2001
[24] 蔡自兴．机器人原理及其应用．中南工业大学出版社，1998
[25] 陆汝玲．人工智能，中国科学技术出版社，1996
[26] 朱剑英．智能系统非经典数学算法华中科技大学出版社2001
[27] 罗发龙，李衍达．神经网络信号处理．电子工业出版社．1993．
[28] 林尧瑞，张钹，石纯一，专家系统原理与实践．清华大学出版社，1990
[29] 何新贵．知识处理与专家系统．国防工业出版社，1990
[30] 焦李成．神经网络系统理论．西安电子科技大学出版社．1990
[31] 胡守仁，神经网络应用技术．国防科技大学出版社，1993
[32] 阎平凡，张长水．人工神经网络于模拟进化计算．清华大学出版社．2000．
[33] 张立明．人工神经网络的模型及其应用．复旦大学出版社．1993．
[34] 江晓平，ASP网络开发技术，人民邮电出版社，1999
[35] 董士海，计算机软件工程环境和软件工具，科学出版社，1988
[36] 丁茂顺，应用软件的开发技术方法，计算机科学，1991
[37] 吴简彤，王建华．神经网络技术及其应用．哈尔滨工程大学出版社 1998
[38] 徐金标．自适应均衡算法的研究．西安电子科技大学博士论文．1997．
[39] 杨静．基于Internet＼Intranet山西省荞麦专家系统的研究与应用，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2000．
[40] 戴汝为，农业专家系统及开发工具，化学工业出版社1998
[41] 赵春江，诸德辉等．小麦综合管理专家系统研究与应用．计算机与农业，1998年增刊
[42] 张祖名，人工智能的前沿内容——专家系统的发展综述，北京印刷学院学报，1995年第一期
[43] 陈慧君，基于ASP技术的小麦专家系统的研究与构建，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2000年
[44] 杨静，山西省荞麦专家系统的构建，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2001年
[45] 谷利明，网络化马铃薯专家系统的研究与开发，[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2001年
[46] 章练红，计算机技术在我国农业上应用的现状，计算机与农业，1999年第3期
[47] 刘根深，谢德芳，红毛丹施肥专家系统，计算机与农业，2000年第5期
[48] 齐玉东，李逸波，一种专家数据库的开发，电脑与信息技术，1999年第1期
[49] 聂文龙，严小卫，张师超，一个新的不确定性知识表示模型，高技术通信，1994年11期
[50] 王剑侠，广义可能区间集及其在知识表示中的应用，长沙电力学院学报(自然科学版)，1998年第13卷第4期
[51] 陈明亮，李怀祖，基于规则的专家系统中不确定性推理的研究，计算机工程应用，2000年5月
[52] 俞波，周皓峰，一种基于Web的学生信息管理系统，计算机与现代化，2000年第2期
[53] 杨立法，因特网上发布动态信息的两种简便方法，昆明理工大学学报，2000年4月，第25卷第2期
[54] 和晓军，崔旭晶，WWW数据库信息服务系统集成与设计，沈阳工业学院学报，2000年6月，第19卷第2期
[55] 王晓兵，基于B／S结构的动态信息发布技术与实现，新疆工学院学报，2000年3月，第21卷第1期
[56] 吴迪文，WWW与数据库系统信息集成技术，微机发展，1999年第1期
[57] 史忠植，知识工程，北京：清华大学出版社，1988
[58] 张文星，纪有奎，专家系统原理与设计，武汉：武汉测绘科技大学出版社，1989
[59] 周桂红，郑磊等，农业专家系统生成工具的设计与实现，农业工程学报，第15卷第3期，1999年9月
[60] 徐可英，21世纪农业现代化的发展趋势——农业信息化，农业现代化研究，第20卷第4期，1999年7月
[61] 邝朴生，刘刚等，精细农业技术体系初探，农业工程学报，第15卷第3期，1999年9月
[62] 陈荣，马铃薯专家系统的研究与构建．[学位论文]．太原：太原理工大学图书馆，2003年