亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Reinforcement-Learning-Enabled Supervisory Control of a Full-Scale Anaerobic Digestion Facility Using a Calibrated Digital Twin

反事实思维 厌氧消化 监督控制 沼气 生产(经济) 控制(管理) 过程(计算) 启发式 沼渣 沼气生产 工程类 计算机科学 SCADA系统 理论(学习稳定性) 环境科学 废水 废物管理 工艺工程 资源回收 模型预测控制 自动化 资源(消歧) 污水处理 废物处理 过程控制 可靠性工程
作者
Ahmed I. Yunus,Srinivas Jalla,Joe F. Bozeman,Yongsheng Chen
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:60 (39): 28064-28078
标识
DOI:10.1021/acs.est.6c05822
摘要

Anaerobic digestion (AD) is a cornerstone of energy recovery and decarbonization at wastewater resource recovery facilities (WRRFs), yet full-scale digesters are often operated conservatively due to delayed process feedback, nonlinear stability constraints, and limited observability. This study presents a novel reinforcement learning (RL)-enabled supervisory control framework for full-scale AD that integrates a calibrated mechanistic digital twin model (DTM) with offline policy learning and counterfactual uncertainty evaluation. Specifically, the DTM was calibrated to reproduce control-relevant digester behavior. Using 2.7 years of simulated operation, a batch-constrained Q (BCQ)-reinforcement learning policy was trained to maximize biogas production while penalizing instability associated with pH excursions and elevated volatile fatty acids (VFAs)/alkalinity (ALK) ratios. Counterfactual evaluation against historical, greedy, and heuristic controls used 1 year unseen DTM simulation and 1 year of full-scale operational data. The RL policy achieved comparable mean daily biogas production (+0.35%) in simulated testing. Under the 1 year operational data, it achieved plant-equivalent mean production of 9802 m3/day, corresponding to a modest potential cumulative improvement (+2.7%, 93 405 m3/year) subject to substantial uncertainty P(Δ > 0) = 0.524. These results indicate that offline-trained RL, combined with a mechanistic digital twin and counterfactual evaluation, provides a feasible and interpretable framework for developing and assessing supervisory AD control without live-plant experimentation while showing that the resulting benefit must be interpreted under explicit model-plant uncertainty.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
6秒前
15秒前
内向海豚发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
背后隶完成签到,获得积分10
31秒前
36秒前
汪少侠发布了新的文献求助10
39秒前
超级诗桃完成签到,获得积分10
40秒前
汪少侠完成签到,获得积分10
45秒前
友好沛槐完成签到,获得积分10
1分钟前
沉静曼梅完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
内向的紫槐完成签到,获得积分10
2分钟前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
从容的嫣娆完成签到,获得积分10
2分钟前
谨慎的万声完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
无语的羞花完成签到,获得积分10
2分钟前
jean发布了新的文献求助10
2分钟前
谦让的沛芹完成签到,获得积分10
2分钟前
汉堡包的应助被jean采纳,获得10
2分钟前
勤劳寒松完成签到,获得积分10
3分钟前
SciGPT的应助被周凯采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
Nina发布了新的文献求助30
3分钟前
开朗的翠霜完成签到,获得积分10
3分钟前
孤独静枫完成签到,获得积分10
3分钟前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
4分钟前
汉堡包的应助被科研通管家采纳,获得10
4分钟前
Lan完成签到 ,获得积分10
4分钟前
傲娇断天完成签到,获得积分10
4分钟前
杨木木木发布了新的文献求助50
4分钟前
MchemG完成签到,获得积分0
4分钟前
笨笨的夏柳完成签到,获得积分10
4分钟前
科研通AI6.4的应助被内向海豚采纳,获得10
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8122967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9527026
关于积分的说明 21563703
捐赠科研通 7702378
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3415816
关于科研通互助平台的介绍 2541514
邀请新用户注册赠送积分活动 2456319