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基于集對分析的供水管網漏損預測模型

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【中文關鍵詞】集對分析  供水管網  漏損  預測  不確定性  
【摘要】探討了集對分析法在供水管網漏損預測中的實現途徑,從同、異、反三個方面度量漏損預測樣本與歷史樣本的相似性,建立了基于集對分析的漏損預測( SPA - LF) 模型。應用結果表明,SPA - LF 對預測過程不確定性的描述較為詳細,供水管網漏點數及漏損頻率預測結果均顯示出SPA - LF 模型的有效性,減小了預測過程的不確定性,與灰色系統模型、指數平滑模型及神經網絡模型預測結果相比,SPA - LF 模型取得了滿意的預測精度。SPA - LF 模型計算簡單,使用方便,可為供水管網的維護及管道更新提供決策支持。
【部分正文預覽】

城市供水管網泄漏不僅浪費了大量的水資源,影響供水可靠性,還會造成管道基礎的損壞,破壞供水管網及其他地下公用設施[1 - 2]。準確掌握管網漏失情況是漏損控制的基礎,也是管網維護及管道更新決策的重要依據。通過分析歷史漏損數據,預測未來供水管網的漏損情況,是改變供水行業被動漏損管理模式的一種有效途徑,對供水管網的運營和管理具有非常重要的意義。但是,供水管網的復雜性、供水部門管理水平的限制和管網漏損原因的復雜性,導致漏損量與其影響因素之間難以建立定量關系,在一定程度上限制了多元統計回歸方法的應用[3]。集對分析是一種描述系統研究對象間不確定性關系的一種有效方法,可通過聯系度表達式展示關系的整體結構和局部多層次結構,在水利、資源與環境、社會經濟等眾多領域得到了廣泛的應用[4 - 6]。為提高供水管網漏損預測的準確性,筆者應用集對分析法建立了漏損預測模型,用集對分析的同異反聯系度測度供水管網漏損歷史樣本之間的相似性,將多個最相似歷史樣本的漏損情況的加權平均值作為當前漏損情況的預測值,構建了基于集對分析的漏損預測( Set Pair Analysis for Leakage Forecast,SPA- LF) 模型。

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