[發(fā)明專利]基于物聯(lián)網(wǎng)和時(shí)間序列分析的農(nóng)村供水運(yùn)行檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011597570.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112801812B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張恒飛;成雪夫;田昊;梅林輝
• 申請（專利權(quán)）人: 長江信達(dá)軟件技術(shù)（武漢）有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/04;G06F16/215;F17D5/02;F17D5/00;G16Y10/35;G16Y40/10
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安;張繼東

本發(fā)明涉及農(nóng)村供水技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)和時(shí)間序列分析的農(nóng)村供水運(yùn)行檢測方法，包括如下步驟從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲取管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測值x_t，令y_t＝x_t；利用滑動(dòng)平均方法計(jì)算預(yù)測值x’_t；計(jì)算置信區(qū)間上限L_up；若x_tL_up且x_t?1L_up，則令y_t＝x’_t；利用Holt?Winters方法計(jì)算預(yù)測值y’_t；計(jì)算用水量置信區(qū)間上限L’_up，若y_tL’_up，則診斷為異常并告警。本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)和時(shí)間序列分析的農(nóng)村供水運(yùn)行檢測方法，充分考慮農(nóng)村供水點(diǎn)多線長和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不穩(wěn)定的特點(diǎn)，有效對農(nóng)村供水管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)村供水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)和時(shí)間序列分析的農(nóng)村供水運(yùn)行檢測方法。

背景技術(shù)

我國農(nóng)村人口比例較大，廣大農(nóng)村地區(qū)飲水安全保障存在諸多困難。近些年來，經(jīng)過農(nóng)村飲水生命工程、解困工程、鞏固提升工程建設(shè)，至2018年底共建成1100多萬處供水工程，服務(wù)9.4億農(nóng)村人口，改善了農(nóng)村群眾生活衛(wèi)生條件，提高了健康水平和生活質(zhì)量。然而，農(nóng)村供水工程點(diǎn)多面廣線長、網(wǎng)絡(luò)條件復(fù)雜，傳統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控手段難以實(shí)施，供水運(yùn)維難度大、問題不易發(fā)現(xiàn)，跑冒滴漏嚴(yán)重、管理成本高、供水保障率差等問題仍然較為普遍。

農(nóng)村供水系統(tǒng)主要由水源地、水廠、泵站、蓄水池、管線、各類閘閥、入戶計(jì)量等組成。對農(nóng)村供水運(yùn)行檢測主要是通過對上述系統(tǒng)構(gòu)成部分的監(jiān)測和分析實(shí)現(xiàn)的，其中以檢測管線是否存在爆裂漏損為主要內(nèi)容。農(nóng)村供水運(yùn)行檢測的技術(shù)問題包括：1)建設(shè)覆蓋整個(gè)農(nóng)村供水鏈條的監(jiān)測體系；2)基于監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷供水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，尤其是對于難以發(fā)現(xiàn)的爆裂漏損進(jìn)行檢出和告警。

其中，現(xiàn)有技術(shù)主要存在如下缺點(diǎn)：

從研究對象上來說，技術(shù)成果主要針對城市供水，需要監(jiān)測覆蓋度高、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較好等前提條件，不適應(yīng)農(nóng)村供水實(shí)際情況。從實(shí)用性角度來說，算法復(fù)雜度較高，在農(nóng)村點(diǎn)多面廣線長的場景下不易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測告警。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)的不足，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)和時(shí)間序列分析的農(nóng)村供水運(yùn)行檢測方法，充分考慮農(nóng)村供水點(diǎn)多線長和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不穩(wěn)定的特點(diǎn)，有效對農(nóng)村供水管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)和時(shí)間序列分析的農(nóng)村供水運(yùn)行檢測方法，包括如下步驟：

A)從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲取管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測值x_t，t為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并將其存入數(shù)據(jù)庫中，新增一條數(shù)據(jù)序列y_t，令y_t＝x_t；

B)從數(shù)據(jù)庫中取出N個(gè)監(jiān)測值，做滑動(dòng)平均窗口為n的預(yù)測計(jì)算，取得本次預(yù)測值x’_t，x’_t＝(x_t-1+x_t-2+x_t-3+x_t-4+…+x_t-n)/n；

C)利用滑動(dòng)平均結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)差的方法計(jì)算置信區(qū)間的上限L_up，L_up＝x’_t+(mae+aσ)，式中，mae表示滑動(dòng)窗口內(nèi)殘差的絕對值損失中位數(shù)，σ表示滑動(dòng)窗口內(nèi)殘差的標(biāo)準(zhǔn)差，a為標(biāo)準(zhǔn)差權(quán)重；

D)若x_tL_up且x_t-1L_up，則令y_t＝x’_t；

E)利用Holt-Winters方法計(jì)算預(yù)測值y’_t，計(jì)算步驟如下：