[发明专利]基于物联网和时间序列分析的农村供水运行检测方法

说明书

本发明涉及农村供水技术领域，公开了一种基于物联网和时间序列分析的农村供水运行检测方法，包括如下步骤从物联网设备获取管网节点运行状态监测值x_t，令y_t＝x_t；利用滑动平均方法计算预测值x’_t；计算置信区间上限L_up；若x_tL_up且x_t‑1L_up，则令y_t＝x’_t；利用Holt‑Winters方法计算预测值y’_t；计算用水量置信区间上限L’_up，若y_tL’_up，则诊断为异常并告警。本发明基于物联网和时间序列分析的农村供水运行检测方法，充分考虑农村供水点多线长和网络状态不稳定的特点，有效对农村供水管网运行监测。

技术领域

本发明涉及农村供水技术领域，具体涉及一种基于物联网和时间序列分析的农村供水运行检测方法。

背景技术

我国农村人口比例较大，广大农村地区饮水安全保障存在诸多困难。近些年来，经过农村饮水生命工程、解困工程、巩固提升工程建设，至2018年底共建成1100多万处供水工程，服务9.4亿农村人口，改善了农村群众生活卫生条件，提高了健康水平和生活质量。然而，农村供水工程点多面广线长、网络条件复杂，传统的自动化监控手段难以实施，供水运维难度大、问题不易发现，跑冒滴漏严重、管理成本高、供水保障率差等问题仍然较为普遍。

农村供水系统主要由水源地、水厂、泵站、蓄水池、管线、各类闸阀、入户计量等组成。对农村供水运行检测主要是通过对上述系统构成部分的监测和分析实现的，其中以检测管线是否存在爆裂漏损为主要内容。农村供水运行检测的技术问题包括：1)建设覆盖整个农村供水链条的监测体系；2)基于监测数据判断供水系统运行状态，尤其是对于难以发现的爆裂漏损进行检出和告警。

其中，现有技术主要存在如下缺点：

从研究对象上来说，技术成果主要针对城市供水，需要监测覆盖度高、数据稳定性较好等前提条件，不适应农村供水实际情况。从实用性角度来说，算法复杂度较高，在农村点多面广线长的场景下不易实现实时检测告警。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种基于物联网和时间序列分析的农村供水运行检测方法，充分考虑农村供水点多线长和网络状态不稳定的特点，有效对农村供水管网运行监测。

为实现上述目的，本发明所设计的基于物联网和时间序列分析的农村供水运行检测方法，包括如下步骤：

A)从物联网设备获取管网节点运行状态监测值x_t，t为时间节点，并将其存入数据库中，新增一条数据序列y_t，令y_t＝x_t；

B)从数据库中取出N个监测值，做滑动平均窗口为n的预测计算，取得本次预测值x’_t，x’_t＝(x_t-1+x_t-2+x_t-3+x_t-4+…+x_t-n)/n；

C)利用滑动平均结合标准差的方法计算置信区间的上限L_up，L_up＝x’_t+(mae+aσ)，式中，mae表示滑动窗口内残差的绝对值损失中位数，σ表示滑动窗口内残差的标准差，a为标准差权重；

D)若x_tL_up且x_t-1L_up，则令y_t＝x’_t；

E)利用Holt-Winters方法计算预测值y’_t，计算步骤如下：