[發(fā)明專利]基于智能水表的城市居民用水行為分類方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510553399.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN105184479A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊驥;李勇;唐光良;張南峰;楊敬鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州地理研究所
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星

1.一種基于智能水表的城市居民日用水行為分類方法，其特征在于，包括步驟：

通過(guò)智能水表采集待分類區(qū)域內(nèi)的用戶兩天以上的用水?dāng)?shù)據(jù)；

對(duì)用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的過(guò)程包括：剔除全零用戶的數(shù)據(jù)；將同一用戶每天同一時(shí)段的用水?dāng)?shù)據(jù)相加求平均；計(jì)算同一用戶各個(gè)時(shí)段的平均用水量占日均用水量的比例，以用戶為行，各個(gè)時(shí)段的用水比例為列，構(gòu)建用戶日用水特征矩陣；

根據(jù)預(yù)處理后得到的用戶日用水特征矩陣，對(duì)用戶的用水行為進(jìn)行基于模糊聚類的分類，過(guò)程如下：

計(jì)算用戶日用水特征矩陣的相關(guān)系數(shù)矩陣；

將相關(guān)系數(shù)矩陣正值化，形成模糊矩陣；

將模糊矩陣改造成模糊等價(jià)矩陣；

計(jì)算模糊等價(jià)矩陣的截距陣，將最佳分類效果時(shí)的λ的經(jīng)驗(yàn)值作為截距陣的取值，得到用戶用水行為的分類結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能水表的城市居民日用水行為分類方法，其特征在于，

采集用水?dāng)?shù)據(jù)的采集頻率為每15分鐘一次，并在一個(gè)月內(nèi)的每個(gè)工作日進(jìn)行采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于智能水表的城市居民日用水行為分類方法，其特征在于，

將一天24小時(shí)劃分為8個(gè)時(shí)段，依次為：23:00-2:00、2:00-5:00、5:00-8:00、8:00-11:00、11:00-14:00、14:00-17:00、17:00-20:00、20:00-23:00。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于智能水表的城市居民日用水行為分類方法，其特征在于，

最佳分類效果時(shí)的λ的經(jīng)驗(yàn)值為0.8。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于智能水表的城市居民日用水行為分類方法，其特征在于，

所述用戶日用水特征矩陣中的元素表示為x_ij，且x_ij代表第i個(gè)用戶在j時(shí)段的日用水比例，x'_ij代表第i個(gè)用戶在j時(shí)段的真實(shí)用水量；

相關(guān)系數(shù)矩陣中的相關(guān)系數(shù)r_ij計(jì)算公式如下：

rij=cov(xi,xj)DxiDxj]]>

cov(x_i,x_j)＝E((x_i-E(x_i))i(x_j-E(x_j)))

其中，x_i、x_j分別表示所述用戶日用水特征矩陣第i行的元素和第j列的元素，Dx_i為方差，cov(x_i,x_j)為協(xié)方差，相關(guān)系數(shù)矩陣r'＝(r_ij)_s×s，s表示所述用戶日用水特征矩陣行列數(shù)的最大值；

將相關(guān)系數(shù)矩陣r'中的元素壓縮到0與1之間，形成模糊矩陣R：

Rij=12(1+r′ij)(1≤i,j≤s)]]>

將模糊矩陣R改造成模糊等價(jià)矩陣的過(guò)程：R→R²→R⁴→…→R^2k→R^k，將R自乘R·R＝R²，再自乘R²·R²＝R⁴，…直到R^2k＝R^k為止，R^k即為模糊等價(jià)矩陣；

當(dāng)R^k_ij≥λ時(shí)，R^λ_ij＝1，當(dāng)R^k_ij<λ時(shí)，R^λ_ij＝0，得到R^k相應(yīng)的截矩陣R^λ，R^λ是一個(gè)值為0與1的矩陣，其中值完全相同的行歸為一類。