独立计量区域(DMA)管理是控制城市供水系统水量漏失的有效方法之一,通过对流入或流出这一区域的水量进行计量,对流量,压力的分析来识别泄漏水模式。
针对问题一,利用拉以达法则进行异常值剔除,运用NAR神经网络模型,结合混沌时间序算法优化模型,建立变种神经网络模型,将异常值剔除后的供水量数据输入神经网络训练,得到供水量拟合趋势曲线。查阅各个典型用水模式的相关供水量数据,作出趋势图,并与拟合后的趋势曲线对比,辨识出该DMA分区的典型用水模式为居民生活(小区)模式。
针对问题二,参考国际水协制定的漏失指数(ILI)性能指标,将供水量-压力进行危险等级划分:A-正常,B-一般异常,C-较异常,D-严重异常,E-源头漏损5类。建立DBSCAN聚类模型,利用逆高斯函数对minPts与EPts值进行优化,得到优化SA-DBSCAN模型。将所有数据放入模型中进行分类,得到异常数据和正常数据。通过SA-DBSCAN模型将异常数据分类,对照等级分类标准,对异常值进行等级量化,得到不同危险等级下的漏水量模式。
针对问题三,参考资料,将供水异常模式分为:明漏,暗漏,源头漏损,供水失窃。建立BP神经网络模型,结合GA遗传算法优化,得到GA-BP神经网络。将问题二中所得的正常数据消除固定数值背景漏水量之后,输入神经网络训练,将异常数据放入网络,得到正常的供水量数据,与原异常数据对比出异常幅度和持续时间,结合辨识出的居民生活(小区)用水模式,识别不同月份异常值产生的模式。四月用水异常模式为供水失窃;五月用水异常模式为明漏、暗漏及源头漏损;六月用水异常模式为明漏和暗漏。
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