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专利号: 2020100368536
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-04-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种工业企业大用户用水异常监测预警方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1 建立工业企业用水监测数据库

针对某工业企业,建立企业用水监测数据库;其中数据库中的数据项包括采样时间t、累积用水量SUMt、间隔期用水量qt、进水流量ft、异常标志和修复标志;

将漏损计量平台或SCADA系统、供水抢修系统采集到的数据,经过必要的匹配、格式转换,导入数据库;其中,历史数据超过12个月,采样间隔≤15分钟;

步骤2 计算历史稳定期动态24小时用水量Qt

针对历史稳定期,计算每天每个采样时刻Qt,

Qt=SUMt-SUMt-24h

其中t表示采样时刻,SUMt-24h为t时刻24小时前的累积用水量;

步骤3 采用KS检验对24小时用水量Qt序列进行正态分布验证使用Matlab/SPSS/R语言中的ks.test()函数,对Qt序列进行正态分布检验;当检验结果p-value<0.05,则表明数据序列不满足正态性,随后进入步骤4;反之,则认为数据序列满足正态性,随后进入步骤5;

步骤4 偏态分布时,计算箱线图上下限参数

对24小时用水量Qt序列按升序排列;找到用水量Qt升序序列中的中位数Q1/2,第一四分位数Q1/4和第三四分位数Q3/4,则四分位数间距IQR=Q3/4-Q1/4.

计算箱形图上下限:上限QMax=Q3/4+1.5*Kα*IRQ,下限QMin=Q1/4-1.5*Kα*IRQ,下限QMin最小为0;这里,Kα为调整系数,取值范围0.7≤Kα≤1.3,初始值取1;

然后,确定箱线图的上界阈值QMax和下界阈值QMin;

随后进入步骤6;

步骤5 正态分布时,计算SPC控制图参数

计算24小时用水量Qt序列的平均值u和标准差σ;计算SPC控制图上限控制线QUCL=u+3*Kβ*σ,下限控制线QLCL=u-3*Kβ*σ,下限控制线QLCL最小为0;这里,Kβ为调整系数,取值范围

0.7≤Kβ≤1.3,初始值取1;

然后,确定SPC控制图的上界阈值QUCL和下界阈值QLCL;

随后进入步骤6;

步骤6 工业企业用水异常监测预警

获取SCADA实测数据,针对每个采样时刻,滚动计算24小时用水量Qt,与上下界阈值比较,进行超限判断及预警。

2.根据权利要求1所述的一种工业企业大用户用水异常监测预警方法,其特征在于:还包括数据预处理:对正常日少数缺漏数据进行插补,个别异常过滤;对异常日数据进行整体剔除。

3.根据权利要求1所述的一种工业企业大用户用水异常监测预警方法,其特征在于:利用过去12个月历史数据,优选Kα;如当前Kα,能检测出全部异常事件,则微增Kα,搜索满足”全部检测出异常事件”的最大Kα值;如当前Kα,不能检测出全部异常事件,则微减Kα,搜索满足”全部检测出漏损事件”的最小Kα值。

4.根据权利要求1所述的一种工业企业大用户用水异常监测预警方法,其特征在于:利用过去12个月历史数据,优选Kβ;如当前Kβ,能检测出全部异常事件,则微增Kβ,搜索满足”全部检测出异常事件”的最大Kβ值;如当前Kβ,不能检测出全部异常事件,则微减Kβ,搜索满足”全部检测出漏损事件”的最小Kβ值。

5.根据权利要求1所述的一种工业企业大用户用水异常监测预警方法,其特征在于:持续更新工业企业用水监测数据库,如发现漏报,或误报率>5%,则重新执行步骤2,尽量利用新近的稳定期样本数据,重新确定上下界阈值,保证监测预警准确性。