供水系统智能管理模型研究

张婷

（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春130000）

1 问题背景

当前校园供水系统主要采取智能水表以获取实时供水系统运行数据，而保障校园供水系统的正常运行则需要投入大量的人力、物力和财力。为有效降低损耗，根据2020 年全国大学生数学建模竞赛E 题提供的数据，本文通过数据挖掘建立数学模型，及时发现和解决供水系统中存在的问题，有效提升了供水系统的智能管理水平。

2 数据的预处理

首先借助Access 数据库对赛题中所给数据进行了预处理：数据清洗-抽取-整合，对于大量的水表信息数据进行以下预处理：

2.1 剔除数据表中无关数据；

2.2 将水表数据按功能分区，将水表数据与用户号相关联，筛选出用水的用户明细，剔除没有用水的用户明细；

2.3 将附件一季度、二季度、三季度、四季度的数据整合，分别筛出各功能区全年的水表数据。

3 供水系统智能管理模型

3.1 校园水表数据的描述统计分析

通过统计描述水表数据的变化规律，并给出校园内不同功能区（宿舍、教学楼、办公楼、食堂等）的用水特征：

表1 各功能区全年用水数据描述统计

由表1 可知宿舍、教学楼、食堂、公共设施、办公楼等区域在1-3 月和7-9 月用水量较少，我们可推测因学生寒暑假所以导致用水量减少；医疗、宿舍体育馆，店铺等区域在5-6 月和7-9月用水量较大，我们可推测因夏季天气炎热为感冒高发时期所以医院和人流量大的功能区用水量激剧增加。

3.2 建立水表层级关系与水表数据的关系模型

通过题中数据作层级水表年用水总量的分布图（图1）。……