第四章 實驗結果與分析
4.3 以不同 P H 值之水作為水質異常測試
為了呈現本研究所提方法之有效性，與所提之神經網路之比對機制外，
特以一種影響水質最具代表性的因子，亦即水的 pH 值來作為異常水質代表，
而進行檢驗是否本研究所提方法之可行性。一般而言，根據國際水質標準，
正常水質之 pH 值應介於 6~8 之間，本實驗在異常水質測試時使用坊間水族 館容易取得之酸鹼溶劑，配合一即時可測得水之 pH 值之設備來進行測試魚 的運動軌跡，是否在非正常 pH 值下之水質產生異常。此部分測試分為兩個 部分，亦即酸性與鹼性水質之測試，分別將溶劑逐漸加入循環水之實驗水缸 中，酸性與鹼性水質濃度分別控制於 pH 值為 6~5 與 8~9 之間，實驗中分別 以 pH 值為 6、5.5、5 及 8、8.5、9 測量在 30 分鐘內，本研究所提之即時預 警系統發出警訊的次數，實驗以每分鐘內測得之發出訊號的百分比，測是否 超出所設定之門檻值，來作為是否發出警訊的標準。圖 4.8 ~圖 4.13 中分別呈 現在不同強度水質酸鹼 pH 值與單位時間內發出警訊之百分比間的關係。
30
圖 4.8 不同強度水質酸鹼 pH 值 6 與單位時間內發出警訊
第一條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
第二條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
兩條魚同時
0.0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
2.5%
3.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
%
28
.
ˆ = 0
P
31
圖 4.9 不同強度水質酸鹼 pH 值 5.5 與單位時間內發出警訊
第一條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
第二條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
兩條魚同時
0.0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
2.5%
3.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
%
28
.
ˆ = 0
P
32
圖 4.10 不同強度水質酸鹼 pH 值 5 與單位時間內發出警訊
第一條魚
0.0%
5.0%
10.0%
15.0%
20.0%
25.0%
30.0%
35.0%
40.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
第二條魚
0.0%
5.0%
10.0%
15.0%
20.0%
25.0%
30.0%
35.0%
40.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
兩條魚同時
0.0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
2.5%
3.0%
3.5%
4.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
%
28
.
ˆ = 0
P
33
圖 4.11 不同強度水質酸鹼 pH 值 8 與單位時間內發出警訊
第一條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
第二條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
兩條魚同時
0.0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
2.5%
3.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
%
28
.
ˆ = 0
P
34
圖 4.12 不同強度水質酸鹼 pH 值 8.5 與單位時間內發出警訊
第一條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
第二條魚
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
兩條魚同時
0.0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
2.5%
3.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
%
28
.
ˆ = 0
P
35
圖 4.13 不同強度水質酸鹼 pH 值 9 與單位時間內發出警訊
第一條魚
0.0%
5.0%
10.0%
15.0%
20.0%
25.0%
30.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
第二條魚
0.0%
5.0%
10.0%
15.0%
20.0%
25.0%
30.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
兩條魚同時
0.0%
0.5%
1.0%
1.5%
2.0%
2.5%
3.0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
時間(分) 不
存 在 於 正 常 軌 跡 之 百 分 比
%
28
.
ˆ = 0
P
36
由圖 4.8~圖 4.13 可得知，當酸性或鹼性強度愈強時，本研究所提之預警 系統發出警訊之頻率愈高，警訊大部分都在測試時間（30 分鐘）的前段發出，
顯示魚可適應環境的能力，其中值得注意的是當水的 pH 值為 5 時，警訊連 續發出達五次，之後魚即呈現運動軌跡遲緩的現象。本實驗採用之酸鹼溶劑 及其強度，不會使實驗用魚致死，然而當系統上線時，因水源所含之有害物 質非在實驗室可控制範圍之內，因此當水質惡化至使魚死亡是有可能的，當 兩條魚同時死亡顯示水質惡化極為嚴重，而其死亡後其運動軌跡非常容易辨 識，也因此增加所提預警系統使用影像識別的方法提高其有效性與即時性。
37