本发明涉及供水管理，具体为一种基于用户数据分析的分质供水管理系统及方法。
背景技术：
1、随着城市化进程的加快和人们生活水平的不断提高，对于水质的要求也在逐步提升。传统的统一标准供水方式已经难以满足不同用户群体对于水质的不同需求。此外，随着水资源的日益紧缺，如何合理高效地利用有限的水资源成为了一个亟待解决的问题。在这种背景下，基于用户数据分析的分质供水管理系统应运而生。
2、近年来，随着信息技术的发展，特别是物联网（iot）、大数据、云计算等技术的应用，为实现分质供水提供了技术支持。通过安装在用户端的各种传感器收集实时数据，可以监测到用户的具体用水情况，包括用水时间、用水量、水质要求等信息。这些数据经过处理后，能够反映出用户的个性化需求，并据此调整供水策略，达到节约水资源、降低供水成本的目的。
3、公开号为cn117993834a的中国发明专利，公开了一种智慧供水管网的管理系统，包括：多个定点检测工作站，设置在供水管网的各个预设位置；管理平台，分别与各个定点检测工作站通讯连接；管理平台执行如下操作：构建供水管网的三维管网模型；获取各个定点检测工作站检测的水质参数信息；基于水质参数信息，生成第一监控标示信息；将第一监控标示信息映射至三维管网模型，形成水质管理模型。该发明的智慧供水管网的管理系统，实现对管网输送的水质的管理。
4、上述及类似的管理系统虽然都会基于对用户数据的分析，实现对供水管网输送的水质进行管理，但是其只能进行区域性的群体的划分，并基于该大范围的划分，直接进行水质的管理，就工业园区内的不同企业而言，这样的大范围用水划分后，不仅会提高供水部门的水处理成本，同时也会增加企业不必要的用水支出。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于用户数据分析的分质供水管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，包括有：
3、模式确定模块，获取园区用户的用水数据，确定出用户的初级用水行为模式，同时根据园区用户的用水偏好信息，确定出用户的最终用水行为模式；
4、群体划分模块，从所述用户的最终用水行为模式中，提取特征数据，同时通过聚类算法，将所述用户群体根据用水行为模式进行划分；
5、用水划分模块，根据所述用户群体中每个用户的用水量大小，对每个所述用户群体中的所有用户的用水等级进行划分；
6、供水调整模块，根据园区用户的成本需求、资源分配需求、用水需求和用水等级，对划分后的用户群体进行供水调整，具体为：
7、根据园区用户的成本需求，对多层次划分后的用户群体进行划分；
8、根据资源分配需求和用水需求，调整不同时间段内的供水总量和水质标准；
9、通过用户群体的划分、供水总量和水质标准的调整，同时根据园区用户群体的优化目标和标准用水量，调整供水需求，具体为：
10、
11、其中：为第i个用户群体在第t个时间段的用水需求，为第i个用户群体的标准用水量，为第i个用户群体的优化目标权重，为第i个用户群体的优化目标值，为用户群体的索引号。
12、更进一步地，所述模式确定模块包括有：
13、数据单元，在供水管道上设置传感器，获取并处理园区用户的用水数据，同时通过智能诊断系统验证传感器数据；
14、初级单元，根据所述园区用户的用水数据，通过数据分析算法，对所述园区用户的用水行为进行初级划分；
15、交互单元，所述园区用户通过交互界面设置用水偏好信息，所述交互界面包括但不限于移动应用程序、网页端口、智能语音助手和触摸屏；
16、终极单元，通过用水行为的初级划分和用水偏好信息，确定出用户的最终用水行为模式。
17、更进一步地，通过智能诊断系统对传感器数据进行验证的方式，包括有：
18、m1：根据供水管道的外部环境，确定传感器的型号、位置和安装规范，同时实时采集传感器数据，并将所述传感器数据进行清洗处理、转化和标准化处理；
19、m2：建立时间序列分布模型，并通过网格搜索方法调整所述时间序列分布模型的模型参数，同时根据所述时间序列分布模型，确定出处理后的传感器数据中的长期趋势和季节性波动；
20、m3：从所述长期趋势和季节性波动中，提取出特征数据，同时根据所述特征数据，建立异常检测模型，并同时通过异常检测模型对实时获取得到的传感器数据进行验证，当实时传感器数据验证通过时，则所述实时传感器数据无误，反之，则对所述实时传感器数据对应的传感器进行检验。
21、更进一步地，通过所述模式确定模块确定用水行为模式的方式，包括有：
22、sa1：实时获取并处理园区用户的用水数据，同时将所述用水数据通过异常检测模型进行验证，当验证通过时，则直接执行下一步骤sa2，反之，则对异常数据对应的传感器进行检验；
23、sa2：通过聚类分析对验证通过的传感器数据进行分类，将用户的用水行为按用水时间段、用水频率、用水量、用水的周期性和季节性变化进行初级划分；
24、sa3：通过交互界面设置用户的用水偏好信息，所述用水偏好信息包括但不限于用水时间、水温和水量，并将所述用水偏好信息与初级用水行为进行融合，对用户的用水行为进行最终划分。
25、更进一步地，通过所述用水划分模块包括有：
26、种类单元，根据所述用户群体中每个用户的行业特点和工作性质，将用户按工作种类进行划分；
27、供量单元，根据每个所述用户的日均用水量大小，确定出所述用户的供水优先级；
28、调整单元，根据每个所述用户的用水量大小，确定出每个用户群体对应的标准用水量，同时根据所述用户的供水优先级和标准用水量，调整同一用水模式下用户群体的供水量，所述标准用水量具体为：
29、
30、其中：为第i个用户群体的标准用水量，为第个用户的用水量，为用户群体中的用户数量，为用户的索引号。
31、更进一步地，通过所述用水划分模块调整用户群体的供水量，具体为：
32、sb1：根据所述用户群体中每个用户的行业特点和工作性质，确定出每个用户的工作种类，同时根据所述工作种类，确定出每个用户群体中所有用户的初级供水优先级；
33、sb2：获取每个用户群体中所有用户的日均用水量大小，将所述日均用水量大小和初级供水优先级进行匹配，确定出所述用户最终的供水优先级；
34、sb3：根据每个用户群体中所有用户的用水量大小，确定出每个用户群体对应的标准用水量，并将用户群体中的每个用户按从大到小的顺序进行排列，同时确定出每个用户群体中超出标准用水量的用户，根据用户排列的顺序和超过的个数，调整每个用户群体中所有用户的供水量。
35、更进一步地，根据用户排列的顺序和超过的个数，调整每个用户群体中所有用户的供水量，具体为：
36、sb3.1：通过每个用户群体对应的标准用水量，确定出每个用户的用水量相对标准用水量的超标量和剩余量；
37、sb3.2：根据所述用户最终的供水优先级，将超标量的所有用户按从大到小的顺序进行排序，同时将剩余量的所有用户的剩余供水量，按所述超标量的所有用户的排序顺序，依次进行调整至超标量的用户中。
38、更进一步地，所述供水需求与供水总量、水质标准之间的关系，具体为：
39、
40、其中：为第t个时间段的供水总量，为第t个时间段的水质标准，为最高的水质标准，为第t个时间段的用水需求，为园区的用水总资源，为总的时间段数，为时间段的索引号。
41、更进一步地，所述供水需求通过水价进行调整，具体为：
42、
43、其中：为第i个用户群体在第t个时间段通过水价调整后的用水需求，为第i个用户群体的标准用水量，为第i个用户群体的优化目标权重，为第i个用户群体的优化目标值，为用户群体的索引号，为第t个时间段的水价系数，为第i个用户群体对水价的敏感度，为时间段的索引号。
44、一种基于用户数据分析的分质供水管理方法，使用了上述任意一项所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统。
45、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
46、其一：本发明通过对用户数据进行分析，能够更加精细地了解不同用户群体的用水需求和习惯，从而实现更加精准的水资源管理，同时对用户群体进行划分，并根据其用水需求、成本需求和优化目标来调整供水量和水质标准，进而能够有效优化资源配置，避免资源浪费；
47、其二：本发明通过对传感器数据的实时监控和智能诊断，能够确保数据的准确性和及时性，从而提高了用水效率，减少不必要水资源的损失，同时通过异常检测模型对传感器数据进行验证，能够在第一时间发现并处理异常数据，进而确保了系统的稳定运行；
48、其三：本发明可以根据不同用户群体的成本需求进行多层次划分，从而可以针对性地控制成本，减少不必要的开支，同时还可以根据用户的用水量变化动态调整供水量和水质标准，进而适应不同时间段和季节性的用水需求变化。
1.一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，包括有：
2.根据权利要求1所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，所述模式确定模块包括有：
3.根据权利要求2所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，通过智能诊断系统对传感器数据进行验证的方式，包括有：
4.根据权利要求1或2所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，通过所述模式确定模块确定用水行为模式的方式，包括有：
5.根据权利要求1所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，通过所述用水划分模块包括有：
6.根据权利要求1或5所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，通过所述用水划分模块调整用户群体的供水量，具体为：
7.根据权利要求6所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，根据用户排列的顺序和超过的个数，调整每个用户群体中所有用户的供水量，具体为：
8.根据权利要求1所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，所述供水需求与供水总量、水质标准之间的关系，具体为：
9.根据权利要求1或8所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统，其特征在于，所述供水需求通过水价进行调整，具体为：
10.一种基于用户数据分析的分质供水管理方法，其特征在于，使用了权利要求1-9任意一项所述的一种基于用户数据分析的分质供水管理系统。
