[发明专利]一种基于遗传算法的居民随机用水模式模拟方法及系统

权利要求书

1.一种基于遗传算法的居民随机用水模式模拟方法，其特征在于，包括：

以设定监测时间间隔对居民用户的用水量进行连续监测，确定日用水量的累积频率；

根据所述累积频率构建居民随机用水模式模拟模型，具体包括：

根据泊松分布模拟出参数为λ的居民用户每日用水次数K，并生成K个符合(0,1)均匀分布的随机数，统计出(F_i-1,F_i]区间内随机数的个数n_i，作为任一时段z_i内随机用水次数；λ为一天中平均用水次数；F_i为第i时段日用水量的累积频率；F_i-1为第i-1时段日用水量的累积频率；

依次生成任一时段z_i内n_i个符合(300×(i-1),300×i]均匀分布的随机整数并按照升序排列，确定居民用户随机用水发生时刻t_k,k＝1,2,...,K，K为居民用户每日用水次数；

根据对数正态分布生成K个参数为μ₁、σ₁的流量脉冲I_k以及K个参数为μ₂、σ₂的用水时长D_k；其中，k为任一次用水编号，k＝1,2,...,K，μ₁为对数正态分布中流量脉冲I_k的平均值；σ₁为对数正态分布中流量脉冲I_k的标准差；μ₂为对数正态分布中用水时长D_k的平均值；σ₂为对数正态分布中用水时长D_k的标准差；

以秒为单位将全天分解为86400个时刻，依次将D_k个流量脉冲I_k填补到t_k为起始的时刻处，确定单户居民随机用水模式流量矩阵I_1×86400；

根据多个单户居民随机用水模式流量矩阵I_m×86400，将同一时刻多次模拟结果求和，确定多户居民随机用水模式流量矩阵A_1×86400；m为模拟次数；

按照设定监测时间间隔，对多户居民随机用水模式流量矩阵A_1×86400中的流量求和，确定多户居民随机用水模式水量矩阵Q_a＝[q_a1,q_a2,...,q_a288]；q_ai,i＝1,2,...,288为每个时段的用水量；

根据多个多户居民随机用水模式水量矩阵Q_a＝[q_a1,q_a2,...,q_a288]，将同一时刻多次模拟结果求均值，确定多户随机用水模式平均水量矩阵Q_b＝[q_b1,q_b2,...,q_b288]；q_bi,i＝1,2,...,288为任一时段多次模拟的用水量均值；所述居民随机用水模式模拟模型包括多户居民随机用水模式流量矩阵以及多户居民随机用水模式水量矩阵；

基于所述多户居民随机用水模式流量矩阵以及所述多户居民随机用水模式水量矩阵，利用遗传算法以模拟水量和实测水量误差平方和最小为目标函数，率定出所述随机用水模式模拟模型的最优参数；所述最优参数包括一天中平均用水次数、流量脉冲的平均值、流量脉冲的标准差、用水时长的平均值以及用水时长的标准差；

根据所述最优参数，利用所述居民随机用水模式模拟模型确定居民随机用水模式；所述居民随机用水模式用于反映用户用水变化规律，以制定供水方案以及分析供水漏损情况。

2.根据权利要求1所述的基于遗传算法的居民随机用水模式模拟方法，其特征在于，所述日用水量的累积频率为：

其中，F_i为日用水量的累积频率；f_j为任一时段用水量的频率；j为任一时段的序号，i为时段的序号，i＝1,2,...,288。