[发明专利]一种山岳景区用水优化调度方法

摘要

本发明公开了一种山岳景区用水优化调度方法，对用水量时间序列进行预处理，对加权移动平均法添加影响因子，并用中位数法解决其滞后问题，最后基于用水量预测信息，建立优化算法目标函数，通过MATLAB实现自适应权重粒子群算法。本发明填补了山岳型景区用水调度的空白，解决山岳景区人工供水调度滞后性的问题。可广泛应用于山岳景区用水优化调度领域。

主权项

1.一种山岳景区用水优化调度方法，包括以下步骤：步骤1，通过水量历史数据建立历史时间序列曲线，用归一化方法对用水量历史数据时间序列进行预处理，具体方法为：设处理之后的数据为x′，则预处理公式为：x′＝(x‑xmin)/(xmax‑xmin)，然后将预测结果进行反归一化，反归一公式为：x＝x′(xmax‑xmin)+xmin；使供水调度历史数据缩小到[0，1]范围内；式中：x代表用水量历史数据，x'代表预处理后的用水量历史数据,xmax代表历史用水量最大值，xmin代表历史用水量最小值；步骤2，用加权移动平均法建立用水量预测初步模型，处理公式为：式中：VX+1为第X+1期的加权移动算术平均数，WX为第X期的原始用水量数据的滑动权重，TX为第X期的原始用水量数据，参数N表示滑动期数；步骤3，添加符合山岳型景区供水调度特点的影响因子，结合步骤2中的初步模型生成改进模型式中，Q_i为用水量预测信息，FAC表示影响因子；用改进后的模型对用水量进行预测，并通过Q_i生成用水量趋势图；步骤4，以缺水率最低为目标，建立供水优化模型；具体方法为：建立目标函数：式中，Q_i表示i水库预测需水量，D_i表示i水库调水量，V_i表示i水库的可供水量，F表示所有水库的缺水率之和；上式中，参数M表示水库个数；步骤5，建立约束条件对步骤4中的目标函数求得最优解，计算某一时段内的最优供水量，具体约束条件为：建立水量平衡约束：Vit＝Vit‑1+Dit‑Xit式中，Vit表示i水库t时段的蓄水量，Vit‑1表示i水库t‑1时段的蓄水量，Dit表示从t‑1时段到t时段的调入水量，Xit表示从t‑1时段到t时段的消耗水量；建立水库库容约束：Qi,min得出不同的Q_i的值；(c)：依据下式得出一组拟合度指标F和光滑性指标S；其中F＝∑Wi(Qi‑Ti)2式中，X为用水量历史数据滑动期数,W为滑动期数的权重，T为用水量历史数据原始值，F越接近0表示拟合度越好；S＝∑(Δ3Qi)2Δ3表示VX的3阶差分，S越小表示光滑性越好；通过比较所有F和S的值，能使F和S的值最小的影响因子权重，即为FAC的最终值；然后根据FAC的最终值导入下式建立最终的改进模型。