基于相空間重構(gòu)的SVM江水濁度預(yù)報(bào)及水廠監(jiān)控管理系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以哈爾濱市某制水廠為例，對(duì)制水工藝過(guò)程及水廠管理系統(tǒng)進(jìn)行研究。投藥環(huán)節(jié)作為制水過(guò)程中的主要工藝，對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)控制及原水濁度預(yù)報(bào)將對(duì)節(jié)省投藥量和制水廠成本核算具有促進(jìn)作用。本文根據(jù)江水濁度非線性非平穩(wěn)、難以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的特點(diǎn)，提出應(yīng)用基于相空間重構(gòu)的SVM預(yù)報(bào)方法對(duì)江水濁度進(jìn)行預(yù)報(bào)。該研究結(jié)果對(duì)提高城市自來(lái)水制造系統(tǒng)的可靠性、運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性具有積極的意義。
　　江水濁度作為水文動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的重要指標(biāo)，受到大氣、環(huán)境、地質(zhì)等多方面影響

2、，具有非線性、非平穩(wěn)等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的研究和預(yù)報(bào)方法不能充分滿(mǎn)足對(duì)江水濁度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度的要求。本文將相空間重構(gòu)思想引入江水濁度時(shí)間序列的研究中，應(yīng)用互信息法選取最佳延遲時(shí)間，利用虛假鄰域法計(jì)算最佳嵌入維數(shù)，進(jìn)而重構(gòu)相空間以重現(xiàn)江水濁度系統(tǒng)的完整信息。
　　支持向量機(jī)(Support Vector Machine，簡(jiǎn)稱(chēng)SVM)是建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的VC維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小原理基礎(chǔ)上的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，針對(duì)小樣本統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，克服了神經(jīng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)選擇

3、和局部極小值等問(wèn)題，具有良好的泛化能力。本文中應(yīng)用SVM方法對(duì)重構(gòu)相空間后的時(shí)間序列進(jìn)行預(yù)報(bào)，并與RBF預(yù)報(bào)方法和BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)、短期冬夏季預(yù)報(bào)等的結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證基于相空間重構(gòu)的SVM預(yù)報(bào)方法對(duì)于江水濁度時(shí)間序列預(yù)報(bào)在預(yù)報(bào)精度和預(yù)報(bào)時(shí)間上優(yōu)于其他預(yù)報(bào)方法，滿(mǎn)足實(shí)際需要。
　　論文最后構(gòu)建了基于江水濁度預(yù)報(bào)的水廠監(jiān)控管理軟件，采用InTouch組態(tài)軟件和SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)用戶(hù)需求規(guī)劃軟件功能，