[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

说明书

本发明公开了一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法和系统，属于生活需水预测技术领域，该方法包括：收集生活需水预测影响因子；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；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；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，并对生活需水预测模型进行有效性和强壮度检验；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。本发明有效避免了现有定额法仅考虑单一因子的缺陷，从模型结构和影响因子两方面提高了需水预测的有效性和准确性。

技术领域

本发明属于生活需水预测领域，更具体地，涉及一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法和系统。

背景技术

人类需水量在两个世纪间发生了极大变化，20世纪初期，全球用水量仅4000亿m³/年，1980年增至30000亿m³/年，1985年为39000亿m³/年，预计到2100年全球用水量将达到80000亿m³/年，中国需水量也将增至8814亿m³/年，随着经济的发展，水资源的供需矛盾将更加突出，进行水资源需求预测会成为各个国家地区进行水资源规划管理的重要任务。

需水预测方法众多，目前较为常用的主要有用水定额法、时间序列法、系统分析法等，上述方法虽能够实现需测，但存在方法上的理论缺陷。用水定额法预测结果有一定的精度，但考虑因素单一，不能有效解释用水机理；时间序列法建立在已有历史数据的基础上，历史数据的不健全或者偏差会导致需水预测的误差，且该方法同时没有考虑驱动需水增长的各类因子；系统分析法考虑了需水涉及的各类因子，如人口、经济、环境、技术及社会因素等。系统动力学方法属于系统分析方法的一种，现有的系统动力学方法在需水研究中，存在以下缺陷，第一，因子选择不全面，传统系统动力学模型常考虑人口、城镇化率、水价等因素，忽略居民收入及居民节水意识等的影响；第二，主要通过回归方程实现关键因子的预测和估计，有时关键因子随时间的变化并不满足线性回归关系，应选择最佳模型进行模拟和预测；第三，建立的需水预测方程组多为传统定额预测法中的四则运算，没有有效体现各影响因子对需水的作用机理。

总体而言，现有的系统动力学方法由于考虑因素不全面、采用的预测方程不能体现影响因子的实际变化，造成预测效果差、不能有效解释用水机理的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法和系统，旨在解决现有的系统动力学方法由于考虑因素不全面、采用的预测方程不能体现影响因子的实际变化，造成预测效果差、不能有效解释用水机理的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于多因子的系统动力学生活需水预测方法，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。

进一步地，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