[发明专利]基于手机基站用户定位数据的水量预测的方法

说明书

本发明公开了基于手机基站用户定位数据的水量预测的方法，涉及管网水力预测技术领域。本发明包括S01、建立基站T‑步预测模型；S02、确定并获取时间因子、周期因子、空间因子；S03、向基站T‑步预测模型中输入时间因子、周期因子、空间因子的数据；S04、对时间因子、周期因子、空间因子的数据进行编码；S05、形成初始种群；S06、根据初始种群计算适应度函数；S07、判断是否停止计算；S08、优化结果；S09、训练GA—BP神经网络；S10、预测输出；S11、结果呈现。本发明解决了目前现有的水力管网水力孪生模型，能够模拟现实管网的运行的同时，却无法准确预测用水量的空间变化和时间变化的问题。

技术领域

本发明属于管网水力预测技术领域，特别是涉及基于手机基站用户定位 数据的水量预测的方法。

背景技术

智慧管网发展的目标，是能够建立管网的水力孪生模型，这个模型能准 确地模拟现实管网的运行。目前在线水力模型最大的问题，是无法准确预测 用水量的空间变化和时间变化。

水力模型在供水行业已经问世已经有超过60年的时间，是通过计算机技 术，根据能量守恒和动量守恒的原理，对实际的地下管网进行数字化模拟， 同时进行管网水力学数据的相关计算，反映实际管网的水力状态。

管网水力模型系统综合GIS系统的静态信息与SCADA系统的动态信息， 并结合用水量的预报、估算与分配，按水力学理论对水司供水系统进行水力 建模与模拟计算，在线跟踪供水系统水力运行状态，实时计算出所有管道的 流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力等水力信息，为供水系统科学调 度与管理提供依据。管网水力模型系统是管网水质模型、供水调度模型的基 础。

目前，管网水力学计算原理的发展已经相当完善，水量预测方面，以往 工程上采用的常规预测方法如定额法、时间序列、回归分析以及灰色预测等。 其中灰色预测模型使用最为广泛。

灰色预测根据过去及现在已知而未确知的信息建立一个从过去延伸到将 来的GM模型,即灰色模型,从而确定系统在未来发展变化的趋势,通常分为灰 色数列预测、年灾变预测、季节灾变预测、拓扑预测、系统综合预测等。

GM(1,1)模型是灰色预测基础。它采用“累加”的方法,建立一个随时间 变化趋势明显的时间序列,按照累加后序列的增长趋势可建立考虑灰色因子 的预测模型。然后采用“累减”的方法进行逆运算,恢复原时间序列,得到预 测结果。GM(1,1)模型预测的一般过程：GM(1,1)建模原理是将k个原始数 据按顺序进行排列,然后对其进行数据处理,得到原始数据的数列。由于灰色 预测模型GM(1,1)预测实质上是一种外推法,是用指数曲线^X(1)去拟合序列 X(1),拟合方法是最小二乘法。而由最小二乘法原理,拟合曲线并不一定通过第一个数据点,将^X(0)(1)＝X(0)(1)作为已知条件的理论依据并不存在,另外 应考虑到X(0)(1)是一个最旧的数据,与未来关系不密切,而且不是通过累加 生成得到,规律性不强，对于空间上的预测也存在很大的局限性。特别的， 对于我国这样处于快速建设和发展的城市管网并不合适。因此，针对以上问 题提供一种基于手机基站用户定位数据的水量预测的方法具有重要意义。

发明内容

本发明的基于手机基站用户定位数据的水量预测的方法，解决了目前现 有的水力管网水力孪生模型，能够模拟现实管网的运行的同时，却无法准确 预测用水量的空间变化和时间变化的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于手机基站用户定位数据的水量预测的方法，包括如下步骤：

S01、建立基站T-步预测模型：通过人员密度与平均用水量统计关系建 立模型，结合基站负载的时空变化，通过脱敏、抽象处理，计算空间节点的 用水量，将该用水量赋给水力模型空间节点进行计算；