數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的水務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用研究：以重慶市為例

目錄
第1章 重慶市水務(wù)大數(shù)據(jù)概述 1
1.1 重慶市水務(wù)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(wèn)題 4
1.1.3 發(fā)展對(duì)策 5
1.2 重慶市水務(wù)行業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘概述 8
1.2.1 中國(guó)水務(wù)大數(shù)據(jù)發(fā)展情況 8
1.2.2 重慶市智慧水務(wù)的建設(shè)現(xiàn)狀 10
1.2.3 重慶市水務(wù)大數(shù)據(jù)的發(fā)展背景 11
1.2.4 重慶市水務(wù)大數(shù)據(jù)的跨行業(yè)聯(lián)動(dòng)效應(yīng) 14
第2章 國(guó)內(nèi)外水務(wù)大數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵗?16
2.1 智能水網(wǎng) 16
2.1.1 美國(guó)智能水網(wǎng) 16
2.1.2 澳大利亞智能水網(wǎng) 19
2.1.3 韓國(guó)智能水網(wǎng)建設(shè)框架構(gòu)想 21
2.2 國(guó)內(nèi)外水務(wù)公司的大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用現(xiàn)狀 21
2.2.1 國(guó)外水務(wù)公司大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用現(xiàn)狀 21
2.2.2 國(guó)內(nèi)水務(wù)公司大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用現(xiàn)狀—粵海水務(wù) 23
2.3 國(guó)內(nèi)業(yè)務(wù)主管部門的大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用實(shí)例——長(zhǎng)沙供水 26
2.3.1 大口徑遠(yuǎn)傳水表在長(zhǎng)沙實(shí)施的背景及過(guò)程 26
2.3.2 項(xiàng)目實(shí)施中的重難點(diǎn) 28
第3章 重慶市水務(wù)數(shù)據(jù)管理決策平臺(tái)總體架構(gòu) 30
3.1 平臺(tái)概況 30
3.1.1 平臺(tái)的主要特點(diǎn)及特征 30
3.1.2 平臺(tái)的用戶分析 34
3.2 總體架構(gòu)分析 34
3.2.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì) 34
3.2.2 功能性分析 35
3.3 業(yè)務(wù)架構(gòu)分析 37
3.3.1 數(shù)據(jù)資源總體設(shè)計(jì) 37
3.3.2 業(yè)務(wù)需求分析 39
3.4 技術(shù)架構(gòu)分析 42
3.4.1 關(guān)鍵技術(shù)分析 42
3.4.2 功能性分析 45
第4章 重要功能模塊建設(shè)方案 47
4.1 系統(tǒng)總框架建設(shè) 47
4.1.1 系統(tǒng)邏輯框架 47
4.1.2 建設(shè)模式 48
4.1.3 管控模式 49
4.2 監(jiān)測(cè)體系建設(shè) 49
4.3 信息標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè) 50
4.3.1 功能及框架 50
4.3.2 信息標(biāo)準(zhǔn)化 51
4.4 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè) 52
4.4.1 營(yíng)業(yè)管理收費(fèi)及管網(wǎng)供排水綜合調(diào)度系統(tǒng) 52
4.4.2 客戶服務(wù)系統(tǒng)及工程報(bào)修裝載 53
4.4.3 表務(wù)管理系統(tǒng)及商業(yè)智能分析系統(tǒng)建設(shè) 56
4.4.4 協(xié)同辦公平臺(tái)及水資源管理系統(tǒng) 57
4.5 支撐平臺(tái)建設(shè) 59
第5章 大數(shù)據(jù)共享機(jī)制概述 61
5.1 大數(shù)據(jù)共享的內(nèi)涵 61
5.1.1 大數(shù)據(jù)共享的定義 61
5.1.2 大數(shù)據(jù)共享的意義 61
5.1.3 大數(shù)據(jù)共享的原則 62
5.2 大數(shù)據(jù)共享機(jī)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(shù)據(jù)共享機(jī)制的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 66
5.3.1 國(guó)外大數(shù)據(jù)共享發(fā)展現(xiàn)狀 66
5.3.2 國(guó)內(nèi)大數(shù)據(jù)共享發(fā)展現(xiàn)狀 67
5.4 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介 67
5.4.1 區(qū)塊鏈技術(shù) 67
5.4.2 以太坊 70
第6章 交叉行業(yè)數(shù)據(jù)共享需求與建設(shè)現(xiàn)狀 72
6.1 總述 72
6.2 跨行業(yè)數(shù)據(jù)共享需求 72
6.2.1 水務(wù)行業(yè)-城市生態(tài)環(huán)境主管部門 73
6.2.2 水務(wù)行業(yè)-城市住建主管部門 74
6.2.3 水務(wù)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(wù)行業(yè)數(shù)據(jù)共享建設(shè)現(xiàn)狀 76
6.3.1 水務(wù)行業(yè)內(nèi)部建設(shè)現(xiàn)狀 77
6.3.2 水務(wù)與交叉行業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀 78
第7章 智慧水務(wù)理論多源異構(gòu)數(shù)據(jù)共享模型 79
7.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享模型研究 79
7.1.1 中間件共享模型 79
7.1.2 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)共享模型 81
7.1.3 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享模型 82
7.2 常見(jiàn)的數(shù)據(jù)共享模型 84
7.2.1 基于聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)集成模式 84
7.2.2 基于中間件的數(shù)據(jù)集成模式 85
7.2.3 基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)集成模式 86
7.3 基于Web Service的多源異構(gòu)資源傳輸模型 87
7.3.1 XML技術(shù) 89
7.3.2 Web Services 遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù) 90
7.4 基于XML和Web Logic JMS的遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)共享模型 92
7.5 基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的水務(wù)數(shù)據(jù)共享模型 94
7.5.1 基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的水務(wù)數(shù)據(jù)共享研究必要性 94
7.5.2 水務(wù)數(shù)據(jù)共享流程 95
第8章 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)共享的關(guān)鍵影響因素 97
8.1 水務(wù)體系在城市發(fā)展中的地位和作用 97
8.2 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)共享的影響因素 99
8.2.1 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)同系統(tǒng)集成問(wèn)題 99
8.2.2 水務(wù)數(shù)據(jù)化技術(shù)水平存在的問(wèn)題 101
8.2.3 水務(wù)企業(yè)采用的管控模式問(wèn)題 102
8.2.4 城市管網(wǎng)信息化建設(shè)問(wèn)題 103
第9章 水務(wù)及交叉行業(yè)業(yè)務(wù)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(yùn)營(yíng)及EPC模式 108
9.4 案例—鹽城市某水環(huán)境綜合治理項(xiàng)目 108
9.4.1 項(xiàng)目概況 108
9.4.2 項(xiàng)目簡(jiǎn)評(píng) 109
第10章 大數(shù)據(jù)共享原型系統(tǒng)設(shè)計(jì) 111
10.1 基于區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)共享模型 111
10.1.1 在區(qū)塊鏈基礎(chǔ)上的數(shù)字化共享模型 111
10.1.2 基于區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)共享信息連接模型 112
10.2 基于區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)共享模型分層架構(gòu) 113
10.2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層 113
10.2.2 其他層 115
10.3 基于以太坊的大數(shù)據(jù)共享原型系統(tǒng)設(shè)計(jì) 117
10.3.1 賬戶體系、數(shù)據(jù)管理模塊 117
10.3.2 其他模塊 118
第11章 重慶自來(lái)水廠生產(chǎn)狀況可視化分析 120
11.1 業(yè)務(wù)場(chǎng)景介紹 120
11.2 典型示范區(qū)畫像建模 120
11.2.1 數(shù)據(jù)介紹 120
11.2.2 實(shí)施方案 122
11.2.3 可行性分析 128
第12章 重慶市供水設(shè)施運(yùn)行狀況可視化分析 130
12.1 業(yè)務(wù)場(chǎng)景介紹 130
12.2 典型示范區(qū)畫像建模 131
12.2.1 設(shè)施介紹 131
12.2.2 數(shù)據(jù)介紹 135
12.2.3 實(shí)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(guān)技術(shù)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(gòu)建 142
13.1.4 用戶畫像評(píng)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(gòu)建 148
13.3.1 可視化構(gòu)建基礎(chǔ) 148
13.3.2 信息可視化設(shè)計(jì) 149
13.4 典型示范區(qū)域畫像建模 149
13.4.1 數(shù)據(jù)介紹 149
13.4.2 實(shí)施方案 153
第14章 重慶市用水需求預(yù)測(cè)研究 157
14.1 背景介紹 157
14.2 城市用水量預(yù)測(cè)模型 158
14.2.1 灰色預(yù)測(cè)GM(1，1)模型群 158
14.2.2 支持向量機(jī)回歸模型 162
第15章 重慶市供水管網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測(cè)研究 172
15.1 城市供水管網(wǎng)微觀模型的建立 172
15.1.1 供水管網(wǎng)微觀模型建立原理 173
15.1.2 供水管網(wǎng)參數(shù)的率定 174
15.2 供水管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型 175
15.3 機(jī)器學(xué)習(xí)論述 176
15.3.1 傳統(tǒng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 177
15.3.2 LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 177
15.4 以LSTM預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)的適應(yīng)性改進(jìn) 179
15.4.1 LSTM預(yù)測(cè)模型 179
15.4.2 適應(yīng)性改進(jìn) 180
15.5 基于PLDNN預(yù)測(cè)模型的異常工況檢測(cè) 182
15.6 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用集成框架 183
15.6.1 供水管網(wǎng)預(yù)測(cè)模型集成框架 183
15.6.2 調(diào)整模型參數(shù) 184
第16章 重慶市供水廠運(yùn)營(yíng)優(yōu)化調(diào)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(diào)度分析 186
16.1.2 城市供水系統(tǒng)信息流分析 189
16.1.3 數(shù)據(jù)流程分析 190
16.2 預(yù)測(cè)城市用水量 190
16.2.1 常見(jiàn)的用水量預(yù)測(cè)方法 191
16.2.2 基于基本粒子群算法用水量預(yù)測(cè) 194
16.2.3 基于GA-BP的用水量預(yù)測(cè) 195
16.2.4 以ANFI網(wǎng)絡(luò)用水量為依據(jù)預(yù)測(cè) 198
16.3 水務(wù)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì) 198
16.3.1 設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)架構(gòu) 199
16.3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 200
16.3.3 水務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 202
第17章 重慶市供水廠管網(wǎng)布局優(yōu)化研究 204
17.1 供水管網(wǎng)的模型化 204
17.1.1 供水管網(wǎng)的簡(jiǎn)化 205
17.1.2 供水管網(wǎng)的抽象化 206
17.1.3 管網(wǎng)模型的標(biāo)識(shí) 208
17.2 供水管網(wǎng)模型的拓?fù)鋵傩?209
17.2.1 供水管網(wǎng)圖的基本概念 209
17.2.2 管網(wǎng)圖的關(guān)聯(lián)集與割集 211
17.2.3 環(huán)狀管網(wǎng)與樹(shù)狀管網(wǎng) 212
17.3 管網(wǎng)模型的水力特性 214
17.3.1 節(jié)點(diǎn)流量方程和管段能量方程 214
17.3.2 管網(wǎng)模型的矩陣表示 215
17.4 城市供水管網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)特性概述 215
17.5 基于繁雜網(wǎng)絡(luò)的供水管網(wǎng)布局系統(tǒng)評(píng)價(jià)與優(yōu)化 216
17.5.1 繁雜網(wǎng)絡(luò)基本概念 217
17.5.2 供水管網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(wǎng)布局網(wǎng)絡(luò)模型 218
17.5.4 供水管網(wǎng)布局網(wǎng)絡(luò)平均分流次數(shù)計(jì)算方法 219
17.5.5 重慶市供水管網(wǎng)布局網(wǎng)絡(luò)分流系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià) 220
17.5.6 探究供水管網(wǎng)布局網(wǎng)絡(luò)分流系統(tǒng)優(yōu)化方法 222
第18章 重慶市供水網(wǎng)絡(luò)加壓站選址*優(yōu)化方案研究 225
18.1 供水加壓站站址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 225
18.1.1 選址原則 225
18.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取原則 226
18.1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 226
18.2 相關(guān)分析方法介紹 227
18.2.1 模糊層次分析法 227
18.2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析法 231
18.3 灰色-模糊關(guān)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(yàn)步驟 232
18.3.3 灰色關(guān)聯(lián)分析與模糊層次分析的具體結(jié)合方法 234
參考文獻(xiàn) 235