[发明专利]一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法和系统

权利要求书

1.一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法，其特征在于，包括：

(1)收集生活需水预测影响因子；所述影响因子包括常住人口、城镇化率、生活用水水价、居民人均收入和节水意识；

(2)对每个影响因子分别建立用于反应其未来演化趋势的预测方程；

(3)根据各个影响因子对应的预测方程，对待预测区域建立生活需水预测模型，并对所述生活需水预测模型进行有效性和强壮度检验；

(4)采用经过检验的生活需水预测模型对待预测区域进行生活需水预测，得到生活需水预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：

(2.1)建立人口预测方程；

采用马尔萨斯人口增长模型对待预测区域内未来常住人口进行预测，得到人口预测方程：

TP_K＝TP₀×(1+r)^k

其中，TP_k代表k年后的常住人口数量，TP₀代表基准年的常住人口数量，r为常住人口自然增长率；

(2.2)建立城镇化率预测方程；

采用幂函数模拟城镇水平，得到城镇化率预测方程：

δ＝p×(t-t₀)^q

其中，δ表示城镇化水平，用城镇化率表示；p为常数，代表基准年t₀年城镇化率；q代表积分常数，表明城市化发展速度的快慢；

(2.3)根据市场定价将生活用水水价视为常数；

(2.4)建立居民人均收入预测方程：

其中，RPI_t代表t年时农村居民人均收入；UPI_t代表代表t年时城市居民人均收入；k₁代表农村居民人均收入增长率；k₂代表城市居民人均收入增长率；RPI₀、UPI₀分别表示t₀年和农村和城市居民收入；

(2.5)建立节水意识预测方程：

其中，K代表t年的节水意识，M为常数，θ代表节水意识增长率，θ＞-mlnm；m代表节水意识上限，0<m<1。

3.根据权利要求2所述的一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法，其特征在于，所述生活需水预测模型为：

式中，ΔURWD、ΔRUWD、ΔDWD分别为城市生活需水增量、农村生活需水增量、生活需水总增量；DWD_t代表第t年的生活需水量；DWD_t-1代表t-1年的生活需水量；UPI代表城市居民人均收入；RPI代表农村居民人均收入；ΔURP代表城镇人口增加值；ΔRUP代表农村人口增加值；ΔTP_K代表总人口增加值；Δδ代表城镇化增长率变化值；P_生代表生活用水水价；χ代表居民收入弹性系数；φ₁代表农村人口增量调节系数，表示农村人口变化对生活需水的影响程度；φ₂代表城镇人口增量调节系数，表示农村人口变化对生活需水的影响程度；分别表示农村、城市生活用水水价弹性系数；K代表节水意识。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法，其特征在于，步骤(3)中所述对所述生活需水预测模型进行有效性和强壮度检验，具体包括：

(3.1)根据所述生活需水预测模型输出的模拟需水量与真实需水量之间的相对误差，检验所述生活需水预测模型的有效性；

(3.2)对所述生活需水预测模型各参数在合理范围内进行调整，根据模拟输出结论，检验所述生活需水预测模型的强壮度。