一种城市用水量预测模型的制作方法

1.本发明涉及用水量预测技术领域，具体为一种城市用水量预测模型。


背景技术：

2.城乡用水量预测能够对未来一段时间的用水量进行分析，如今在水资源规划、用水管理以及对供水系统进行科学调度等方面发挥着越来越重要的指导作用。因此，研究城市用水量预测技术和方法是实现水资源可持续利用的重要工作，现有城乡自来水用水规模预测大多根据《城市给水工程规划规范》gb50282-98和农村给水设计规范》cecs82:96，采用人均综合用水量指标乘以规划水平年预计人口数确定或者使用监督学习神经网络对历史用水量等数据进行训练并预测用水量。
3.经过海量检索，发现现有技术中的水量预测模型装置典型的如公开号为cn110674985a公开的一种城市居民生活用水量预测方法及其应用，该本发明以家庭用水终端为用水起点，城市居民生活用水总量为最终水量核算目标，明确了驱动因素对城市居民生活用水影响作用，揭示了家庭内部的用水规律。本预测方法构建了用水终端、家庭和城市居民生活用水量模型并进行情景分析，为城市居民生活用水量定额的制定提供理论基础和科学依据。
4.上述方法仅仅考虑历史用水量数据及一些影响因素，没有结合实时数据对模型进行动态优化，同时对于一些难以统计的影响因数也未能考虑，这样预测处理的用水量与实际情况存在一定出入、自适应差，用于指导水厂时可能产生较大误差，同时不利于城区区域水资源宏观调控。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种城市用水量预测模型，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市用水量预测模型，包括外壳、固定块、压板、连接杆和流通槽，所述外壳内壁安装有等距平行分布的固定块，所述外壳内壁两侧均插接安装有等距平行分布的进水管和排水管，所述固定块内部开设有限位槽，所述限位槽内部放置有处理器本体，所述固定块上端外壁一侧设置有压板，所述压板上端外壁两侧均开设有活动槽，所述固定块上端外壁两侧均安装有连接杆。
7.优选的，所述进水管和排水管与固定块呈交叉状分布；
8.所述进水管和排水管均贯穿外壳一端外壁插接安装有分流管，所述分流管异于进水管和排水管一端外壁插接安装有连接管，所述外置的冷却水能够被水泵加压后，通过连接管和分流管进入进水管内部，并通过排水管排出。
9.优选的，所述连接杆分布于限位槽两侧，所述连接杆位于活动槽内部；
10.所述连接杆上端外壁一侧安装有限位块，所述限位块下端外壁一侧设置有弹簧，所述压板通过弹簧与限位块之间弹性连接，所述弹簧推动压板移动，从而达到迫使压板挤
压处理器本体，保证了处理器本体位于限位槽内部稳定性。
11.优选的，所述压板内部开设有流通槽，所述流通槽内壁上端两侧均插接安装有排出管，冷却水通过排出管进入流通槽内部，从而达到了对压板进行降温的目的；
12.所述排出管上端外壁一侧插接安装有橡胶软管，所述橡胶软管背离排出管一端外壁分别与进水管和排水管相连接，所述橡胶软管具有可弯曲的性能，从而当压板移动时，能够保证进水管、排水管分别与排出管之间的连接稳定性；
13.所述压板上端外壁一侧安装有等距平行分布的散热翅片，所述散热翅片位于排出管之间，所述散热翅片能够把压板的温度传递至外壳内部，达到了对外壳内部进行降温的目的，保证了外壳内部设备的降温全面性；
14.所述压板下端外壁一侧贴合固定有导热硅胶垫，所述导热硅胶垫与处理器本体相接触，所述导热硅胶垫能够保证压板与处理器本体之间的导热效率。
15.优选的，所述外壳下端外壁四角处均对称安装有支撑架，所述支撑架内部转动安装有滚轮，所述滚轮保证了外壳能够便于发生移动；
16.所述外壳一侧外壁对称设置有铰链，所述外壳通过铰链转动链接有门板，所述门板背离铰链一侧外壁设置有把手，所述门板达到了遮挡外壳内部的目的，且铰链保证了门板转动流畅性和稳定性。
17.一种城市用水量预测方法，其使用方法如下：
18.步骤一：处理器本体获取目标城市区域的用水量、天气、温度、降雨量、节假日等信息，根据用水性质将用水量分为生活用水、工业用水、特种用水、事业综合用水、建筑用水、商业用水等，根据各个用水性质的用水量数据和天气、温度、降雨量、节假日等信息为每一个用水性质建立一个强化学习网络，并根据各维度数据实时动态的优化模型参数，从而根据各个用水性质的强化学习网络预测目标城市的用水量；
19.步骤二：处理器本体内部的数据预处理模块，获取用户目标城市区域的用水量、天气、温度、降雨量、节假日等数据，并根据用水性质对数据进行分割，强化学习网络建立模块，用于根据各个用水性质的数据建立强化学习网络模型，用处理器本体内部的水量预测模块，用于根据所述的各个用水性质的强化学习网络模型对目标城市的用水量进行预测。
20.步骤三：通过多个处理器本体存储程序代码和程序运行过程中产生的中间数据和模型输出结果的储存；多个处理器本体用于代码运行所占用的处理器资源和训练模型时占用的多个处理器资源。
21.步骤四：通过获取目标区域用水量、天气、温度、降雨量、节假日等数据，使用其历史数据训练强化学习网络模型，使用实时数据动态优化更新模型参数，这样既可以提取历史用水量的内在规律又可以根据实时数据的变化及时优化更新模型参数，使得用水量的预测更符合用水的实际情况，根据各个用水性质的用水特征进行分类，使模型的鲁棒性更好，提高预测的精准度。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置固定块、压板和流通槽，达到了便于冷却处理器本体和便于预测水量的效果，工作人员移动压板，从而暴露出限位槽内部，工作人员把处理器本体放置于限位槽内部，压板通过弹簧弹力挤压处理器本体，从而保证了处理器本体位于限位槽内部的稳定性，且冷却液降温压板，并通过导热硅胶垫达到了对处理器本体进行降温的目的，保证了处理器本体正常工作温度需要，通过提取历史
用水量的内在规律又可以根据实时数据的变化及时优化更新模型参数，使得用水量的预测更符合用水的实际情况，从而根据各个用水性质的用水特征进行分类，使模型提高了用水量的预测精准度，利于城区区域水资源宏观调控。
附图说明
23.图1为本发明的外壳结构剖视示意图；
24.图2为本发明的外壳结构侧视外观示意图；
25.图3为本发明的固定块结构放大示意图；
26.图4为本发明的外壳结构立体示意图；
27.图5为本发明的流程示意图。
28.图中：1、外壳；11、进水管；12、分流管；13、连接管；14、排水管；15、橡胶软管；16、支撑架；17、滚轮；18、铰链；19、门板；110、把手；2、固定块；21、限位槽；22、处理器本体；23、连接杆；24、限位块；25、弹簧；3、压板；31、导热硅胶垫；32、散热翅片；33、流通槽；34、排出管；35、活动槽。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.请参阅图1至图5，本发明提供的两种实施例：
33.实施例一：一种城市用水量预测模型，包括外壳1、固定块2、压板3、连接杆23和流通槽33，外壳1内壁安装有等距平行分布的固定块2，外壳1内壁两侧均插接安装有等距平行分布的进水管11和排水管14，固定块2内部开设有限位槽21，限位槽21内部放置有处理器本体22，固定块2上端外壁一侧设置有压板3，压板3上端外壁两侧均开设有活动槽35，固定块2上端外壁两侧均安装有连接杆23。
34.进水管11和排水管14与固定块2呈交叉状分布；
35.进水管11和排水管14均贯穿外壳1一端外壁插接安装有分流管12，分流管12异于进水管11和排水管14一端外壁插接安装有连接管13，外置的冷却水能够被水泵加压后，通
过连接管13和分流管12进入进水管11内部，并通过排水管14排出。
36.连接杆23分布于限位槽21两侧，连接杆23位于活动槽35内部；
37.连接杆23上端外壁一侧安装有限位块24，限位块24下端外壁一侧设置有弹簧25，压板3通过弹簧25与限位块24之间弹性连接，弹簧25推动压板3移动，从而达到迫使压板3挤压处理器本体22，保证了处理器本体22位于限位槽21内部稳定性。
38.压板3内部开设有流通槽33，流通槽33内壁上端两侧均插接安装有排出管34，冷却水通过排出管34进入流通槽33内部，从而达到了对压板3进行降温的目的；
39.排出管34上端外壁一侧插接安装有橡胶软管15，橡胶软管15背离排出管34一端外壁分别与进水管11和排水管14相连接，橡胶软管15具有可弯曲的性能，从而当压板3移动时，能够保证进水管11、排水管14分别与排出管34之间的连接稳定性；
40.压板3上端外壁一侧安装有等距平行分布的散热翅片32，散热翅片32位于排出管34之间，散热翅片32能够把压板3的温度传递至外壳1内部，达到了对外壳1内部进行降温的目的，保证了外壳1内部设备的降温全面性；
41.压板3下端外壁一侧贴合固定有导热硅胶垫31，导热硅胶垫31与处理器本体22相接触，导热硅胶垫31能够保证压板3与处理器本体22之间的导热效率，工作人员移动压板3，从而暴露出限位槽21内部，工作人员把处理器本体22放置于限位槽21内部，压板3通过弹簧25弹力挤压处理器本体22，从而保证了处理器本体22位于限位槽21内部的稳定性，且冷却液降温压板3，并通过导热硅胶垫31达到了对处理器本体22进行降温的目的，保证了处理器本体22正常工作温度需要。
42.外壳1下端外壁四角处均对称安装有支撑架16，支撑架16内部转动安装有滚轮17，滚轮17保证了外壳1能够便于发生移动；
43.外壳1一侧外壁对称设置有铰链18，外壳1通过铰链18转动链接有门板19，门板19背离铰链18一侧外壁设置有把手110，门板19达到了遮挡外壳1内部的目的，且铰链18保证了门板19转动流畅性和稳定性。
44.实施例二：一种城市用水量预测模型，包括外壳1、固定块2、压板3、连接杆23和流通槽33，外壳1内壁安装有等距平行分布的固定块2，外壳1内壁两侧均插接安装有等距平行分布的进水管11和排水管14，固定块2内部开设有限位槽21，限位槽21内部放置有处理器本体22，固定块2上端外壁一侧设置有压板3，压板3上端外壁两侧均开设有活动槽35，固定块2上端外壁两侧均安装有连接杆23，处理器本体22获取目标城市区域的用水量、天气、温度、降雨量、节假日等信息，根据用水性质将用水量分为生活用水、工业用水、特种用水、事业综合用水、建筑用水、商业用水等，根据各个用水性质的用水量数据和天气、温度、降雨量、节假日等信息为每一个用水性质建立一个强化学习网络，并根据各维度数据实时动态的优化模型参数，从而根据各个用水性质的强化学习网络预测目标城市的用水量；
45.处理器本体22内部的数据预处理模块，获取用户目标城市区域的用水量、天气、温度、降雨量、节假日等数据，并根据用水性质对数据进行分割，强化学习网络建立模块，用于根据各个用水性质的数据建立强化学习网络模型，用处理器本体22内部的水量预测模块，用于根据的各个用水性质的强化学习网络模型对目标城市的用水量进行预测，创建环境采用gym库，首先在gym库中选择合适用水量预测的环境，将历史用水量、天气、温度、降雨量、节假日等可能对用水量产生影响的维度数据输入到环境中。智能体可以从环境中获取观
察、观察数和行为、行为数。
46.通过多个处理器本体22存储程序代码和程序运行过程中产生的中间数据和模型输出结果的储存；多个处理器本体22用于代码运行所占用的处理器资源和训练模型时占用的多个处理器资源，创建行为函数：生产随机概率，如果小于设定的贪婪系数，则随机进行用水量预测，表现了智能体对环境的探索；如果大于设定的贪婪系数，则选择智能体累积的最好的用水量预测行为，表现了智能体对历史数据的训练。即以小概率随机预测，大概率选择最好的预测，之后获取t时刻智能体进行行为之后的状态，通过构建深度神经网络来拟合奖励函数，每次新旧状态更替时都需要对神经网络进行更新，通过预测用水量和实际用水量的差值作为loss，不断对网络进行迭代，同时更新贪婪系数。
47.通过获取目标区域用水量、天气、温度、降雨量、节假日等数据，使用其历史数据训练强化学习网络模型，使用实时数据动态优化更新模型参数，这样既可以提取历史用水量的内在规律又可以根据实时数据的变化及时优化更新模型参数，使得用水量的预测更符合用水的实际情况，根据各个用水性质的用水特征进行分类，使模型的鲁棒性更好，提高预测的精准度，智能体和创建环境完毕后，将历史数据输入到模型中进行训练，优化迭代网络，同时环境载入实时数据，智能体根据观测环境进行预测，通过奖励函数进行优化。最终整个模型形成闭环，通过不断的与环境的实时交互，智能体将持续提高用水量预测的准确率。
48.工作原理：外置的冷却水能够被水泵加压后，通过连接管13和分流管12进入进水管11内部，并通过排水管14排出，冷却水通过排出管34进入流通槽33内部，从而达到了对压板3进行降温的目的，橡胶软管15具有可弯曲的性能，从而当压板3移动时，能够保证进水管11、排水管14分别与排出管34之间的连接稳定性，散热翅片32能够把压板3的温度传递至外壳1内部，达到了对外壳1内部进行降温的目的，保证了外壳1内部设备的降温全面性，工作人员移动压板3，从而暴露出限位槽21内部，工作人员把处理器本体22放置于限位槽21内部，压板3通过弹簧25弹力挤压处理器本体22，从而保证了处理器本体22位于限位槽21内部的稳定性，且冷却液降温压板3，并通过导热硅胶垫31达到了对处理器本体22进行降温的目的，保证了处理器本体22正常工作温度需要。
49.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。