灰色系统理论在城市需水量预测中的应用

针对城市需水量特点，运用了具有适用性广，预测准确率高等优点的灰色系统预测模型并对该模型的精度进行了检验。最后用实例验证了该模型用于预测城市需水量的可行性及有效性。     

基于联系隶属度的城市需水量预测模型

城市需水量预测是生态城市规划与管理的基础,但受诸多不确定因素影响,是一个复杂的预测难题。为能定量统一表达预测年份需水量各影响因素间及与历史数据间的交叉、交融的确定和不确定关系,在此应用有序聚类理论与集对分析的耦合方法,提出了基于联系隶属度概念的城市需水量预测模型。该模型首先基于城市需水量历史数据进行最优分割聚类,应用联系隶属度对预测年份需水量的影响因子与历史数据关系进行同异反分析,并构建相似模型预测相应年份的城市需水量。实例应用及与其他方法对比的结果表明,该模型应用于城市需水预测是有效可行的。     

集对分析聚类预测法在城市生活需水量预测中的应用

集对分析聚类预测法结合了集对分析中的同异反模式识别的"择近原则"和聚类分析的基本思想进行分类预测。基于该方法给出了城市生活需水量的详细方法预测,在分析过程中考虑了城市生活需水量与其影响因素之间的关系,利用城市生活用水总量和影响因素的历史数据,建立了城市生活需水量聚类预测的模型,并利用我国北京市的实际数据进行了分析计算。结果表明,该预测方法应用于城市生活需水量预测思路清晰,计算简单且精度较高,该预测方法具有较高的实用价值。     

基于加权灰色-马尔可夫链模型的城市需水预测

城市需水量预测是区域水资源规划及优化配置的基础内容。在基于灰色GM(1,1)模型预测城市需水量总体趋势的基础上,引入加权马尔可夫链预测理论,建立了加权灰色马尔可夫GM(1,1)预测模型。该模型既考虑了GM(1,1)模型较强的处理单调数列的特性,又考虑了通过相对误差的状态转移概率矩阵的变换提取数据随机波动响应的特点。成都市城市需水量预测结果表明:加权灰色马尔可夫GM(1,1)模型充分利用需水量数据给予的信息,实现了对相对误差的状态转移的预测,并提高了修正灰色模型预测值的精度;通过与其它2种灰色预测模型预测结果比较,加权灰色马尔可夫GM(1,1)模型精度更高,预测得到2012年和2013年成都市城市需水量分别为74 250.91万m³和79 818.34万m³,呈明显增长趋势。因此该模型提高了随机波动较大数据序列的预测精度,拓宽了传统灰色模型预测的应用范围,更具科学性。     

基于RBP神经网络模型的城市需水量方法研究

城市需水量预测是水资源可持续发展的研究基础。需水量预测考虑的影响因素较复杂,增加了需水量预测难度。通过建立RBP神经网络模型,以河北省A城市为例,进行城市需水量拟合与预测,与传统BP神经网络模型和灰色系统模型计算结果进行对比分析,结果表明RBP神经网络模型拟合的相对误差为2.65%,模型预测结果的相对误差为3.92%,计算结果精度高于另外两种方法,对今后城市需水量预测方法研究提供了一种有效方法的借鉴。     

基于遗传-神经网络的城市需水量预测方法研究

为了实现城市可持续发展，城市需水量预测极为重要。针对目前常用的灰色预测方法，从建模机理出发，指出了灰色建模中存在的不足。本文将人工神经网络原理引入城市需水量预测中，并针对BP网络收敛速度慢、易陷入局部极小的缺陷，提出了基于GA和BP的预测模型，实例研究表明该模型是一种行之有效的城市需水量预测模型。     

灰色模型在城市需水量预测中的应用

在调查新郑市水资源供需状况的基础上,从灰色系统理论的特点与需水量本身的变化规律出发,利用该理论建立了城市需水量灰色预测模型,对新郑市2010、2011、2012年的需水量进行了预测,得出需水量分别为15368.4万m3、16113.2万m3和16987.5万m3.结果表明此模型精度较高、预测误差较小,可以真实地代表实际系统,从而使原始数据资料能反映未来需水量的实际变化特性,适合于对城市需水量进行预测.该预测结果为规划建成节水型城市,以水资源的可持续利用实现社会经济的可持续发展提供战略对策.     

组合预测法在城市生活需水量预测中的应用

科学客观地预测城市生活需水量,合理规划水资源的配置,是城市发展的需要. 本文运用GM(1,1)模型和一元线性回归模型相结合的组合模型对城市生活需水量进行预测,结果表明,组合预测综合考虑了各种因素的影响,能够提高需水量的预测精度,为水资源合理规划提供了科学决策依据.     

基于灰色GM(1,1)模型的城市需水量预测研究

介绍灰色理论建模原理以及参数辨识方法,从年度用水量本身挖掘有用的信息,依据长治市1996年~2004年用水资料建立了灰色GM(1,1)预测模型,经检验模型精度达到96.4%,并用该模型对城市需水量进行了预测。预测结果表明,该模型用于城市需水量预测,符合其灰色特性,可检验,适用性好,可为长治市水资源规划与管理提供必要的参考。     

研究生论文摘要

城市需水量预测系统的开发研究 研究生:尹学康 导师:许仁荣 (湖南大学土木工程学院 410082) 城市需水量预测是城市供水系统中长期规划和管网优化调度的基础。通过分析深圳特区用水量变化规律,采用非线性回归分析、时间序列、人工神经网络、灰色模型和组合预测模型分别对时需水量、日需水量、年需水量进行了研究。通过分析各种模型在不同预测类型中的优缺点,提出了指导选择城市需水量预测模型的方法。研究得出以下结论: