[發明專利]一種智能變頻供水方法及系統

有效

• 申請號: 202110509046.6
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113222781B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 廖寒
• 申請（專利權）人: 深圳市科榮軟件股份有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/0631;G06V10/82;G06V10/40;G06V10/80;G06N3/0464;G06N3/086;G06F30/27;E03B1/02;E03B5/00
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司 50125
• 代理人: 李智祥

1.一種智能變頻供水方法，其特征在于，所述方法包括：

A、利用多指標傳感器獲取用戶的用水信息，并對所獲取的用水信息進行預處理；

B、利用多變量的聚類算法進行用戶用水信息的聚類處理，形成多個模式相似的用戶群體；

所述利用多變量的聚類算法進行用戶用水信息的聚類處理，包括：

B1、對多變量的用戶用水信息時間序列數據進行建模：

其中：

x為用戶用水信息時間序列數據；

M(x)為用戶用水信息時間序列數據模型；

∑為用戶用水信息時間序列數據x的協方差矩陣；

μ為用戶用水信息時間序列數據均值；

n為用戶用水信息時間序列數據的數據總數；

B2、使用寬為w步長為s的滑動窗口，沿著用戶用水信息時間序列的時間軸滑動，得到若干子序列{x₁，...，x_k}；

B3、建立用戶用水信息時間序列數據模型中隨機場序列{τ₁，...，τ_k}的目標函數：

通過求解目標函數，得到用戶用水信息時間序列數據的k個隨機場序列；

B4、以不同的密度半徑執行DBSCAN聚類算法，將不同密度的聚類結果作為多個模式相似的用戶群體；

C、利用用戶群體信息圖像化方法對每個用戶群體進行處理，得到用戶群體信息圖像；

所述利用用戶群體信息圖像化方法對每個用戶群體進行處理，包括：

C1、對于每個用戶群體時間序列數據，將時間序列數據作為角余弦，將時間步長作為半徑，將每個用戶群體時間序列數據轉換為極坐標：

其中：

x為時間序列數據；

r為極坐標半徑；

t為時間步長；

P為常數因子，將其設置為10；

θ為極坐標角度；

C2、利用角度透視算法對極坐標進行處理，得到用戶群體信息的極坐標矩陣：

其中：

θ_n為第n個用戶群體的極坐標角度；

C3、根據用戶群體信息的極坐標矩陣，將極坐標矩陣重構為用戶群體信息圖像；

D、利用神經網絡模型對用戶群體信息圖像進行特征提取，得到用戶群體信息圖像的圖像特征；

E、根據所提取的圖像特征，利用基于圖像特征的變頻供水策略實現動態周期性供水；

所述利用基于圖像特征的變頻供水策略實現動態周期性供水，包括：

確定變頻供水目標函數：

其中：

W_i為用戶i在供水周期內需水量；

S_ij為水源j向用戶i的調度水量；

W_ij為用戶i在供水周期內從水源j調度的水量；

C_ij為水源j向用戶i供水的供水成本；

從融合后的圖像特征中獲取各用戶群體的需水量，在供水周期內計算變頻供水目標函數取值，得到不同用戶群體的供水調度策略{α₁，α₂，...α_i}，其中α_i為用戶群體i的供水調度策略。

2.如權利要求1所述的一種智能變頻供水方法，其特征在于，所述對所獲取的用水信息進行預處理，包括：

1)計算傳感器采集數據的時間戳差值，當時間戳差值大于閾值時，時間戳較小的傳感器讀取下一幀數據，重復此過程直到所有數據的時間戳差值小于閾值；并將所有數據歸一化為若干個時間長度為5s的時間序列數據；

2)將一個長度為N的時間序列數據X壓縮為長度為n的序列{x₁，x₂，...，x_n}，則序列中的第i個數據為：

其中：

X_j為時間序列數據X中第j個數據。