數據驅動的水務信息系統(tǒng)建設與應用研究：以重慶市為例

目錄
第1章 重慶市水務大數據概述 1
1.1 重慶市水務行業(yè)發(fā)展基本概況 1
1.1.1 行業(yè)基本情況 1
1.1.2 存在的問題 4
1.1.3 發(fā)展對策 5
1.2 重慶市水務行業(yè)大數據挖掘概述 8
1.2.1 中國水務大數據發(fā)展情況 8
1.2.2 重慶市智慧水務的建設現狀 10
1.2.3 重慶市水務大數據的發(fā)展背景 11
1.2.4 重慶市水務大數據的跨行業(yè)聯(lián)動效應 14
第2章 國內外水務大數據挖掘實例 16
2.1 智能水網 16
2.1.1 美國智能水網 16
2.1.2 澳大利亞智能水網 19
2.1.3 韓國智能水網建設框架構想 21
2.2 國內外水務公司的大數據挖掘應用現狀 21
2.2.1 國外水務公司大數據挖掘應用現狀 21
2.2.2 國內水務公司大數據挖掘應用現狀—粵海水務 23
2.3 國內業(yè)務主管部門的大數據挖掘應用實例——長沙供水 26
2.3.1 大口徑遠傳水表在長沙實施的背景及過程 26
2.3.2 項目實施中的重難點 28
第3章 重慶市水務數據管理決策平臺總體架構 30
3.1 平臺概況 30
3.1.1 平臺的主要特點及特征 30
3.1.2 平臺的用戶分析 34
3.2 總體架構分析 34
3.2.1 總體架構設計 34
3.2.2 功能性分析 35
3.3 業(yè)務架構分析 37
3.3.1 數據資源總體設計 37
3.3.2 業(yè)務需求分析 39
3.4 技術架構分析 42
3.4.1 關鍵技術分析 42
3.4.2 功能性分析 45
第4章 重要功能模塊建設方案 47
4.1 系統(tǒng)總框架建設 47
4.1.1 系統(tǒng)邏輯框架 47
4.1.2 建設模式 48
4.1.3 管控模式 49
4.2 監(jiān)測體系建設 49
4.3 信息標準化建設 50
4.3.1 功能及框架 50
4.3.2 信息標準化 51
4.4 應用系統(tǒng)建設 52
4.4.1 營業(yè)管理收費及管網供排水綜合調度系統(tǒng) 52
4.4.2 客戶服務系統(tǒng)及工程報修裝載 53
4.4.3 表務管理系統(tǒng)及商業(yè)智能分析系統(tǒng)建設 56
4.4.4 協(xié)同辦公平臺及水資源管理系統(tǒng) 57
4.5 支撐平臺建設 59
第5章 大數據共享機制概述 61
5.1 大數據共享的內涵 61
5.1.1 大數據共享的定義 61
5.1.2 大數據共享的意義 61
5.1.3 大數據共享的原則 62
5.2 大數據共享機制的挑戰(zhàn) 63
5.2.1 客體挑戰(zhàn) 63
5.2.2 主體挑戰(zhàn) 64
5.2.3 手段挑戰(zhàn) 64
5.2.4 環(huán)境挑戰(zhàn) 65
5.3 大數據共享機制的國內外發(fā)展現狀 66
5.3.1 國外大數據共享發(fā)展現狀 66
5.3.2 國內大數據共享發(fā)展現狀 67
5.4 相關技術簡介 67
5.4.1 區(qū)塊鏈技術 67
5.4.2 以太坊 70
第6章 交叉行業(yè)數據共享需求與建設現狀 72
6.1 總述 72
6.2 跨行業(yè)數據共享需求 72
6.2.1 水務行業(yè)-城市生態(tài)環(huán)境主管部門 73
6.2.2 水務行業(yè)-城市住建主管部門 74
6.2.3 水務行業(yè)-城市規(guī)劃和自然資源主管部門 75
6.3 重慶市水務行業(yè)數據共享建設現狀 76
6.3.1 水務行業(yè)內部建設現狀 77
6.3.2 水務與交叉行業(yè)建設現狀 78
第7章 智慧水務理論多源異構數據共享模型 79
7.1 傳統(tǒng)數據共享模型研究 79
7.1.1 中間件共享模型 79
7.1.2 數據倉庫共享模型 81
7.1.3 對等網絡數據共享模型 82
7.2 常見的數據共享模型 84
7.2.1 基于聯(lián)邦數據庫的數據集成模式 84
7.2.2 基于中間件的數據集成模式 85
7.2.3 基于數據倉庫的數據集成模式 86
7.3 基于Web Service的多源異構資源傳輸模型 87
7.3.1 XML技術 89
7.3.2 Web Services 遠程調用服務 90
7.4 基于XML和Web Logic JMS的遠程異構數據共享模型 92
7.5 基于關聯(lián)數據的水務數據共享模型 94
7.5.1 基于關聯(lián)數據的水務數據共享研究必要性 94
7.5.2 水務數據共享流程 95
第8章 多源異構數據共享的關鍵影響因素 97
8.1 水務體系在城市發(fā)展中的地位和作用 97
8.2 多源異構數據共享的影響因素 99
8.2.1 多源異構數據的協(xié)同系統(tǒng)集成問題 99
8.2.2 水務數據化技術水平存在的問題 101
8.2.3 水務企業(yè)采用的管控模式問題 102
8.2.4 城市管網信息化建設問題 103
第9章 水務及交叉行業(yè)業(yè)務模式創(chuàng)新 105
9.1 PPP 模式 105
9.2 BOT模式、TOT模式 106
9.3 委托運營及EPC模式 108
9.4 案例—鹽城市某水環(huán)境綜合治理項目 108
9.4.1 項目概況 108
9.4.2 項目簡評 109
第10章 大數據共享原型系統(tǒng)設計 111
10.1 基于區(qū)塊鏈的大數據共享模型 111
10.1.1 在區(qū)塊鏈基礎上的數字化共享模型 111
10.1.2 基于區(qū)塊鏈的大數據共享信息連接模型 112
10.2 基于區(qū)塊鏈的大數據共享模型分層架構 113
10.2.1 數據存儲層 113
10.2.2 其他層 115
10.3 基于以太坊的大數據共享原型系統(tǒng)設計 117
10.3.1 賬戶體系、數據管理模塊 117
10.3.2 其他模塊 118
第11章 重慶自來水廠生產狀況可視化分析 120
11.1 業(yè)務場景介紹 120
11.2 典型示范區(qū)畫像建模 120
11.2.1 數據介紹 120
11.2.2 實施方案 122
11.2.3 可行性分析 128
第12章 重慶市供水設施運行狀況可視化分析 130
12.1 業(yè)務場景介紹 130
12.2 典型示范區(qū)畫像建模 131
12.2.1 設施介紹 131
12.2.2 數據介紹 135
12.2.3 實施方案 136
12.2.4 可行性分析 138
第13章 重慶市用戶用水狀況可視化分析 140
13.1 相關技術介紹 140
13.1.1 用戶畫像綜述 140
13.1.2 用戶畫像流程 141
13.1.3 用戶畫像構建 142
13.1.4 用戶畫像評估和使用 143
13.2 聚類和回歸 144
13.2.1 聚類模型 144
13.2.2 回歸模型 145
13.3 可視化構建 148
13.3.1 可視化構建基礎 148
13.3.2 信息可視化設計 149
13.4 典型示范區(qū)域畫像建模 149
13.4.1 數據介紹 149
13.4.2 實施方案 153
第14章 重慶市用水需求預測研究 157
14.1 背景介紹 157
14.2 城市用水量預測模型 158
14.2.1 灰色預測GM(1，1)模型群 158
14.2.2 支持向量機回歸模型 162
第15章 重慶市供水管網狀態(tài)預測研究 172
15.1 城市供水管網微觀模型的建立 172
15.1.1 供水管網微觀模型建立原理 173
15.1.2 供水管網參數的率定 174
15.2 供水管網數學模型 175
15.3 機器學習論述 176
15.3.1 傳統(tǒng)人工神經網絡 177
15.3.2 LSTM神經網絡 177
15.4 以LSTM預測模型為基礎的適應性改進 179
15.4.1 LSTM預測模型 179
15.4.2 適應性改進 180
15.5 基于PLDNN預測模型的異常工況檢測 182
15.6 實現應用集成框架 183
15.6.1 供水管網預測模型集成框架 183
15.6.2 調整模型參數 184
第16章 重慶市供水廠運營優(yōu)化調度研究 186
16.1 重慶市供水系統(tǒng) 186
16.1.1 重慶市供水水資源調度分析 186
16.1.2 城市供水系統(tǒng)信息流分析 189
16.1.3 數據流程分析 190
16.2 預測城市用水量 190
16.2.1 常見的用水量預測方法 191
16.2.2 基于基本粒子群算法用水量預測 194
16.2.3 基于GA-BP的用水量預測 195
16.2.4 以ANFI網絡用水量為依據預測 198
16.3 水務優(yōu)化調度系統(tǒng)設計 198
16.3.1 設計軟件系統(tǒng)架構 199
16.3.2 系統(tǒng)功能設計 200
16.3.3 水務系統(tǒng)的數據庫設計 202
第17章 重慶市供水廠管網布局優(yōu)化研究 204
17.1 供水管網的模型化 204
17.1.1 供水管網的簡化 205
17.1.2 供水管網的抽象化 206
17.1.3 管網模型的標識 208
17.2 供水管網模型的拓撲屬性 209
17.2.1 供水管網圖的基本概念 209
17.2.2 管網圖的關聯(lián)集與割集 211
17.2.3 環(huán)狀管網與樹狀管網 212
17.3 管網模型的水力特性 214
17.3.1 節(jié)點流量方程和管段能量方程 214
17.3.2 管網模型的矩陣表示 215
17.4 城市供水管網網絡特性概述 215
17.5 基于繁雜網絡的供水管網布局系統(tǒng)評價與優(yōu)化 216
17.5.1 繁雜網絡基本概念 217
17.5.2 供水管網網絡設計與優(yōu)化方法概述 218
17.5.3 建立基于P空間表示方法的重慶市供水管網布局網絡模型 218
17.5.4 供水管網布局網絡平均分流次數計算方法 219
17.5.5 重慶市供水管網布局網絡分流系統(tǒng)分析與評價 220
17.5.6 探究供水管網布局網絡分流系統(tǒng)優(yōu)化方法 222
第18章 重慶市供水網絡加壓站選址*優(yōu)化方案研究 225
18.1 供水加壓站站址評價指標體系 225
18.1.1 選址原則 225
18.1.2 評價指標選取原則 226
18.1.3 評價指標體系 226
18.2 相關分析方法介紹 227
18.2.1 模糊層次分析法 227
18.2.2 灰色關聯(lián)分析法 231
18.3 灰色-模糊關聯(lián)分析方法 232
18.3.1 不同方法的融合條件 232
18.3.2 一致性檢驗步驟 232
18.3.3 灰色關聯(lián)分析與模糊層次分析的具體結合方法 234
參考文獻 235