[发明专利]一种给水管网水质实时预警的水质评价方法

摘要

一种给水管网水质实时预警的水质评价方法，属于给水管网水质评价方法。该评价方法在水质分级的基础上，通过给水管网水质实时监测数据中的余氯和浊度两个指标，对给水管网水质进行系统评价，实现对给水管网水质控制和水污染预警；步骤：1、给水管网水质分级，建立水质参数的模糊集合；2、确定水质参数的隶属度，得到评价矩阵；3、计算评价指标的熵值；4、计算评价指标的熵权值；5、进行给水管网水质综合评价。本发明的评价方法实施方案系统条理，可以快速有效的评价给水管网系统不同水质监测点的水质状况，解决了给水管网水质实时预警的水质评价问题，可应用于我国不同地区和不同城市的给水管网系统。

主权项

一种给水管网水质实时预警的水质评价方法，其特征是：该水质评价方法将给水管网水质按照《城市供水水质标准》(CJ/T206‑2005)规定的界限进行水质分级；在分级的基础上，通过给水管网水质实时监测数据中的余氯和浊度两个指标，对给水管网水质进行系统评价，实现对给水管网水质控制和水污染预警；具体步骤如下：步骤1、给水管网水质分级，建立水质参数的模糊集合：选取余氯和浊度作为评价因子，将水质级别定为5级，即‑Ⅰ，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ；确定各指标属于各水质级别的隶属函数；步骤2、确定水质参数的隶属度，得到评价矩阵：首先，构造原始数据判断矩阵，如式(1)：式中：X_m×n为m×n的原始数据判断矩阵；式中x_ij为第j个评价对象在第i个评价指标上的指标值；m为评价指标的数量；n为评价对象的数量；其次，原始数据判断矩阵的标准化，如式(2)：对式(1)的原始数据矩阵进行标准化，得到原始数据矩阵的标准化矩阵：式中：R_m×n为m×n的原始数据判断矩阵的标准化矩阵；式中r_ij为第j个评价对象在第i个评价指标上的标准值；对于收益性指标为越大越优，r_ij以式(3)进行计算：$r_{ij}=\frac{x_{ij}-\underset{j}{min}\left(x_{ij}\right)}{\underset{j}{mix}\left(x_{ij}\right)-\underset{j}{min}\left(x_{ij}\right)},r_{ij}\∈(0,1)---\left(3\right)$对于成本性指标为越小越优，r_ij以式(4)进行计算：$r_{ij}=\frac{\underset{j}{\max }\left(x_{ij}\right)-x_{ij}}{\underset{j}{\max }\left(x_{ij}\right)-\underset{ij}{\min }\left(x_{ij}\right)},r_{ij}\∈(0,1)---\left(4\right)$步骤3、计算评价指标的熵值：第i个指标的熵值H_i采用式(5)进行计算：$H_i=-\frac{1}{\ln n}\left(\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{f}_{ij}{\mathrm{lnf}}_{ij}\right),H_i\≥0---\left(5\right)$式中：H_i为第i个指标的熵值；f_ij为中间计算变量；f_ij的计算如式(6)：$r_{ij}\≠0,f_{ij}=r_{ij}/\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{r}_{ij}---\left(6\right)$r_ij＝0 f_ij＝0 令f_ijlnf_ij＝0步骤4、计算评价指标的熵权值：第i个指标的熵权值w_i采用式(7)进行计算：$w_i=\frac{1-H_i}{m-\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{H}_i},0\≤w_i\≤1$且$\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{w}_i=1---\left(7\right)$式中：w_i为第i个指标的熵权值；熵权值矩阵W_1×m如式(8)W_1×m＝(w_i)_1×m  (8)式中：W_1×m为熵权值矩阵；步骤5、进行给水管网水质综合评价：综合评价矩阵A_1×n的计算，采用式(9)A_1×n＝W_1×m×R_m×n＝(a_1i)_1×n＝(Σw_i×r_ij)_1×n  (9)式中：A_1×n为综合评价矩阵。