[发明专利]一种水资源效率检测及预测方法

权利要求书

1.一种水资源效率检测及预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取水产生系统的投入数据、水产生系统的产出数据、水使用系统的投入数据、水使用系统的产出数据、污水处理系统的投入数据和污水处理系统的产出数据；

S2、构建三阶段数据包络分析模型，其中第一阶段为水的生产阶段，第二阶段为水的使用阶段，第三阶段为污水处理阶段；

S3、将水生产系统、水使用系统和污水处理系统中同一年份的数据输入三阶段数据包络分析模型，分别得到水生产系统、水使用系统和污水处理系统的水资源效率；

S4、根据水生产系统、水使用系统和污水处理系统的数据及对应的水资源效率训练神经网络模型；

S5、采用训练后的神经网络模型对水资源效率进行预测。

2.根据权利要求1所述的水资源效率检测及预测方法，其特征在于，所述步骤S1中水产生系统的投入数据包括使用的雨水、地表水和地下水；水产生系统的产出数据包括产出的淡水；水使用系统的投入数据包括使用的淡水、可再使用的水和与水供给相关的劳动力投入；水使用系统的产出数据包括经济收益和排放污水；污水处理系统的投入数据包括所处理的污水数量和与污水处理相关的劳动力投入；污水处理系统的产出数据包括可再使用的水；其中水产生系统、水使用系统和污水处理系统均包括至少一个下属子单元。

3.根据权利要求1所述的水资源效率检测及预测方法，其特征在于，所述步骤S2中三阶段数据包络分析模型的第一阶段模型表达式为：

maxθ₁

其中max为取最大值函数；θ₁为水生产系统的效率值；为水生产系统中第j个生产单元的第i个直接投入，即雨水、地表水和地下水的投入；为水生产系统中第o个待评价生产单元的第i个直接投入，即雨水、地表水和地下水的投入；为水生产系统中第j个生产单元的第f个中间产出，即产出的淡水，其既是水生产系统的中间产出，又是水使用系统的中间投入；为水生产系统中第o个待评价生产单元的第f个中间产出，即产出的淡水；λ_j为水生产系统中第j个生产单元的权重；I为直接投入的指标总量；J为水生产系统中生产单元的总数；F为水生产系统中生产单元中间产出的指标总量，也为水使用系统中使用单元中间投入的指标总量；

第二阶段模型表达式为：

maxθ₂

其中θ₂为水使用系统的效率值；为水使用系统中第j个使用单元的第z个直接投入，即水供给相关投入的劳动力；为水使用系统中第o个待评价使用单元的第z个直接投入，即水供给相关投入的劳动力；为水使用系统中第j个使用单元的第k个反馈投入变量，即可再使用的水，既是污水处理系统的直接产出，也是水使用系统的反馈投入变量；为水使用系统中第o个待评价使用单元的第k个反馈投入，即可再使用的水；为水使用系统中第j个使用单元的第h个中间产出，即污水；为水使用系统中第o个待评价使用单元的第h个中间产出，即污水；ω_j为水使用系统中第j个使用单元的权重；Z为水使用系统中使用单元的直接投入指标总量；K为水使用系统中使用单元的反馈投入指标总量；H为水使用系统中使用单元的中间产出指标总量，也为污水处理系统中中间投入的指标总量；

第三阶段的模型表达式为：

maxθ₃

其中θ₃为污水处理系统的效率值；η_j为污水处理系统中第j个污水处理单元的权重；为污水处理系统中第j个污水处理单元的第g个直接投入，即与污水处理相关投入的劳动力；为污水处理系统中第o个待评价污水处理单元的第g个直接投入，即与污水处理相关投入的劳动力；G为污水处理系统中直接投入的指标总量。