[发明专利]一种基于外围数据的污水处理厂预测规划运行管理方法

权利要求书

1.一种基于外围数据的污水处理厂预测规划运行管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：获取预测的污水处理厂的进水水质和进水量，以及设定的运行管理方案；

步骤S01中，基于外围数据预测污水处理厂的进水水质和进水量；所述外围数据包括环境气象数据、人口数据、企业数据和经济数据中的任意一种或多种；将外围数据输入经过预先训练的灰色关联分析-门控单元神经网络模型中，输出对应的污水处理厂进水水质和进水量的预测结果；

通过如下步骤训练灰色关联分析-门控单元神经网络模型：

S11：分别建立灰色关联分析模型和门控单元神经网络模型；

S12：将灰色关联分析模型的输出与门控单元神经网络模型的输入连接，以形成灰色关联分析-门控单元神经网络模型；

S13：通过设置的外围数据训练集对灰色关联分析-门控单元神经网络模型进行训练和优化，以得到训练后的灰色关联分析-门控单元神经网络模型；

S02：将预测的进水水质和进水量以及运行管理方案输入经过预先训练的污水处理预测模型中，输出对应的污水处理预测结果；

步骤S02中，污水处理预测模型包括主成分分析模型、卷积神经网络模型和长短期记忆神经网络模型；主成分分析模型用于对输入的数据进行降维处理并输出至卷积神经网络模型，卷积神经网络模型用于构建数据的特征空间并输出至长短期记忆神经网络模型，长短期记忆神经网络模型用于表达数据的时序特征并输出对应的污水处理预测结果；

S03：将污水处理预测结果输入经过预先训练的优化模型中，优化运行管理方案并对应输出新的运行管理方案；

步骤S03中，优化模型采用遗传算法、粒子群算法和模糊推理算法中的任意一种或多种算法优化运行管理方案；

S04：判断污水处理预测结果是否符合设置的预期结果：若符合，则基于当前的运行管理方案执行运行管理；否则，返回步骤S02。

2.如权利要求1所述的基于外围数据的污水处理厂预测规划运行管理方法，其特征在于：所述环境气象数据包括未来一定时间段内的降雨量、温度和相对湿度中的任意一项或多项；所述人口数据包括常住城市人口数量、常住城镇人口数量、常住农村人口数量和流动人口数量中的任意一项或多项；所述企业数据包括各类企业的数量及其对应的污水产生量；所述经济数据包括城市生产总值、进出口总额、社会消费品零售总额、工业销售产值、工业总产值、城市居民消费价格指数、食品城市居民消费价格指数、非食品城市居民消费价格指数、消费品城市居民消费价格指数、食品烟酒类城市居民消费价格指数、规模以上工业总产值、教育文化娱乐类城市居民消费价格指数和商品房销售面积中的任意一项或多项。

3.如权利要求1所述的基于外围数据的污水处理厂预测规划运行管理方法，其特征在于，通过如下步骤训练污水处理预测模型：

S21：分别建立主成分分析模型、卷积神经网络模型和长短期记忆神经网络模型；

S22：依次将主成分分析模型的输出、卷积神经网络模型的输入、卷积神经网络模型的输出和长短期记忆神经网络模型的输入连接，以形成污水处理预测模型；

S23：通过设置的污水处理数据训练集对污水处理预测模型进行训练和优化，以得到训练后的污水处理预测模型。