數(shù)據(jù)驅(qū)動的城市供水管網(wǎng)水壓傳遞建模及天級需水量預(yù)報.pdf

1、供水管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)點間的水壓傳遞關(guān)系的辨識是供水壓力調(diào)度優(yōu)化的基礎(chǔ)，準確的需水量預(yù)報可以合理規(guī)劃凈水生產(chǎn)，兩者對供水管理和決策都有重要意義。本文利用某城市的供水管網(wǎng)水壓實時監(jiān)測數(shù)據(jù)以及歷史需水量數(shù)據(jù)，分別建立了管網(wǎng)節(jié)點間的水壓傳遞模型和城市天級需水量預(yù)報模型。
　　本文首先研究了一類供水管網(wǎng)節(jié)點間水壓傳遞模型的建立方法，該方法先根據(jù)實測數(shù)據(jù)對管網(wǎng)節(jié)點水壓進行 Pearson相關(guān)性分析，選出網(wǎng)絡(luò)中與某些節(jié)點強相關(guān)的重要節(jié)點，稱為中心節(jié)點

2、，而和中心節(jié)點水壓強相關(guān)的節(jié)點稱為關(guān)聯(lián)節(jié)點；一個中心節(jié)點及其若干關(guān)聯(lián)節(jié)點構(gòu)成一個子網(wǎng)絡(luò)，如此對供水網(wǎng)絡(luò)進行劃分；而對每一個子網(wǎng)絡(luò)，認為中心節(jié)點處的水壓值由其關(guān)聯(lián)節(jié)點處的水壓值所決定，稱這種關(guān)系為水壓傳遞；建立一個線性回歸模型來定量描述水壓傳遞關(guān)系，模型輸出為中心節(jié)點的水壓估計值，輸入為關(guān)聯(lián)節(jié)點的水壓測量值，模型參數(shù)使用實測數(shù)據(jù)估計。把此方法應(yīng)用于設(shè)置了77個測壓節(jié)點、覆蓋250km2的某城市供水管網(wǎng)，劃分得到了47個子網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)造的水壓傳

3、遞模型平均相對誤差值不超過3％。之后進一步提出了基于模型的水壓調(diào)節(jié)方案，并采用數(shù)值仿真測試了方法的可行性。此外，分別采用基于時間序列分析的方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了天級需水量預(yù)報模型。時間序列分析方法從歷史需水量數(shù)據(jù)中提取不同周期的用水模式，然后基于數(shù)據(jù)進行模型殘差修正。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則采用函數(shù)映射逼近的方式，建立需水量及其相關(guān)因素之間的函數(shù)關(guān)系。對此，本文分別基于傳統(tǒng)的多層感知器網(wǎng)絡(luò)和動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了需水量預(yù)報模型，并建立了網(wǎng)絡(luò)權(quán)