[发明专利]一种基于大数据的二次供水分布计算算法及系统

权利要求书

1.一种基于大数据的二次供水分布计算算法，其特征在于，所述方法包括：

获取用户的用水流量数据，计算供水管网中传感器节点的需水量，并将传感器节点的需水量作为供水管网模型的输入，得到传感器节点分布基准模型；

利用传感器节点分布基准模型计算传感器节点灵敏度，并利用基于传感器节点灵敏度的传感器布置算法优化供水管网中的传感器分布；

利用传感器获取历史供水数据，并利用移动平均滤波算法对历史供水数据进行降噪处理，得到降噪后的历史供水数据；

根据降噪后的历史供水数据，利用基于水量平衡模型的供水管漏损检测算法检测供水管网是否存在漏损情况，并替换漏损管道；

利用基于用户类型的概率分布模型预测不同传感器节点的二次供水需水量，实现二次供水分布计算。

2.如权利要求1所述的一种基于大数据的二次供水分布计算算法，其特征在于，所述计算供水管网中传感器节点的需水量，并将传感器节点的需水量作为供水管网模型的输入，得到传感器节点分布基准模型，包括：

获取用户的用水流量数据，通过整合供水管网传感器节点所在区域的用户用水流量数据，将传感器节点所在区域的用水总流量数据最为传感器节点的需水量；

将传感器节点的需水量作为供水管网模型的输入，所述供水管网模型为：

其中：

q_i为传感器节点i处的需水量；

Q_ij为以传感器节点i和传感器节点j为端点的管道的流量；

h_ij表示管段的水龙损失；

C表示摩阻系数；

L指以传感器节点i和传感器节点j为端点的管道的长度；

D指以传感器节点i和传感器节点j为端点的管道的管径；

将传感器节点的需水量带入供水管网模型中，利用压力传感器检测不同传感器节点的压力，并将传感器节点管道流量以及压力作为传感器节点分布基准模型H：

H＝{h₁(p₁，s₁)，...，h_i(p_i，s_i)，...，h_n(p_n，s_n)}

其中：

p_n为第n个传感器节点的管道流量；

s_n为第n个传感器节点的压力；

h_n(p_n，s_n)为第n个传感器节点的分布情况。

3.如权利要求2所述的一种基于大数据的二次供水分布计算算法，其特征在于，所述利用传感器节点分布基准模型计算传感器节点灵敏度，包括：

1)对传感器节点分布基准模型进行平差，得到所有传感器节点的基准压力s₀；

2)在传感器节点i处添加一个需水量扰动，得到所有传感器节点的压力s′_i；

3)计算压力灵敏矩阵第i行元素S_ik＝Δs′_ik/Δs′_ii，其中Δs′_ik为传感器节点i添加需水量扰动后，传感器节点k处压力变化的绝对值；S_ik表示传感器节点i处的压力变化对传感器节点k处压力变化的影响，即传感器节点i对传感器节点k的灵敏度；

4)将传感器节点i的需水量重置为传感器节点分布基准模型的初始节点需水量，然后向下一个节点添加需水量扰动，重复2)-3)；最终得到的传感器节点i对供水管网所有传感器节点的灵敏度为：

其中：

S_ij表示传感器节点i处的压力变化对传感器节点j处压力变化的影响。