[发明专利]一种山岳景区用水优化调度方法

权利要求书

1.一种山岳景区用水优化调度方法，包括以下步骤：

步骤1，通过水量历史数据建立历史时间序列曲线，用归一化方法对用水量历史数据时间序列进行预处理，具体方法为：设处理之后的数据为x′，则预处理公式为：x′＝(x-x_min)/(x_max-_xmin)，然后将预测结果进行反归一化，反归一公式为：x＝x′(x_max-x_min)+x_min；使供水调度历史数据缩小到[0，1]范围内；

式中：x代表用水量历史数据，x'代表预处理后的用水量历史数据,x_max代表历史用水量最大值，x_min代表历史用水量最小值；

步骤2，用加权移动平均法建立用水量预测初步模型，处理公式为：

式中：V_X+1为第X+1期的加权移动算术平均数，W_X为第X期的原始用水量数据的滑动权重，T_X为第X期的原始用水量数据，参数N表示滑动期数；

步骤3，添加符合山岳型景区供水调度特点的影响因子，结合步骤2中的初步模型生成改进模型式中，Q_i为用水量预测信息，FAC表示影响因子；用改进后的模型对用水量进行预测，并通过Q_i生成用水量趋势图；

步骤4，以缺水率最低为目标，建立供水优化模型；具体方法为：建立目标函数：式中，Q_i表示i水库预测需水量，D_i表示i水库调水量，V_i表示i水库的可供水量，F表示所有水库的缺水率之和；上式中，参数M表示水库个数；

步骤5，建立约束条件对步骤4中的目标函数求得最优解，计算某一时段内的最优供水量，具体约束条件为：

建立水量平衡约束：V_it＝V_it-1+D_it-X_it

式中，V_it表示i水库t时段的蓄水量，V_it-1表示i水库t-1时段的蓄水量，D_it表示从t-1时段到t时段的调入水量，X_it表示从t-1时段到t时段的消耗水量；

建立水库库容约束：Q_i,min<Q_i<Q_i,max，式中，Q_i,min表示i水库的最小库容，Q_i,max表示i水库的最大库容；

建立可供水量约束：V_i.min＜V_i＜V_i.max

式中，V_i.min表示i水库的最小供水量，V_i.max表示i水库的最大供水量；

步骤6：由供水优化模型计算出的最优解生成辅助决策方案，为调度者提供数据参考；

所述步骤3中的影响因子包括气象信息和节假日信息；并根据拟合度和光滑性原则来确定影响因子的权重FAC，方法如下：

(a)：根据影响因子拟定一组FAC的取值，增加用水量的影响因子取大于1的数值，减少用水量的影响因子取小于1的数值；

(b)：将FAC的不同取值导入算式

得出不同的Q_i的值；

(c)：依据下式得出一组拟合度指标F和光滑性指标S；

其中F＝∑W_i(Q_i-T_i)²

式中，X为用水量历史数据滑动期数,W为滑动期数的权重，T为用水量历史数据原始值，F越接近0表示拟合度越好；

S＝∑(Δ³Q_i)²

Δ³表示V_X的3阶差分，S越小表示光滑性越好；

通过比较所有F和S的值，能使F和S的值最小的影响因子权重，即为FAC的最终值；然后根据FAC的最终值导入下式

建立最终的改进模型。