Zastosowanie metod Data Mining w prognozowaniu zużycia wody na cele bytwe w gospodarstwach wiejskich

Słowa kluczowe: woda wodociągowa, prognozowanie zużycia wody, model ARIMA

Streszczenie:

Krótkoterminowe prognozy wielkości zużycia wody, mają podstawowe znaczenie przy optymalizacji pracy sieci wodociągowych i kanalizacyjnych, a tak-że oczyszczalni ścieków. W pracy dokonano oceny możliwości prognozowania szeregów czasowych dobowego zużycia wody na cele bytowe w gospodarstwie wiejskim z wykorzystaniem metod Data Mining. Do opracowania 10-dniowej pro-gnozy zużycia wody wykorzystano wyrównanie wykładnicze i metodę ARIMA. Materiałem źródłowym do analizy były dobowe ilości wody zużywanej na cele by-towe w wytypowanym gospodarstwie wiejskim w okresie 22 miesięcy. Szczegól-nie przydatne do prognozowania zużycia wody okazało się wyrównanie wykładni-cze, które uwzględnia nie tylko wartości, ale także zróżnicowanie ważności przeszłych obserwacji. Znaczna nierównomierność dobowego zużycia wody po-woduje wzrost błędów prognoz. Metody prognozowania oparte na algorytmach wyrównania wykładniczego są łatwe do zastosowania i nie wymagają założenia o stacjonarności szeregu czasowego. W analizowanym przypadku stosunkowo do-brą prognozę dobowego zużycia wody na cele bytowe uzyskano stosując addytyw-ny model Wintersa. Z kolei modele klasy ARIMA pozwalają na dokładną progno-zę zużycia wody pod warunkiem właściwej identyfikacji parametrów modelu i spełnienia warunku stacjonarności szeregu. W przypadku braku stacjonarności, przed analizą szeregu, należy przekształcić go wykorzystując np. metodę różnico-wania. W celu prognozowania wielkości dobowego zużycia w gospodarstwie wiejskim zastosowano model ARIMA (0,1,2) przy dwóch parametrach średniej ruchomej. Zarówno wyrównanie wykładnicze jak i model typu ARIMA pozwoliły na uzyskanie podobnych wyników prognozowania, przy czym średnia wartość 10-dniowej prognozy zużycia wody na cele bytowe w modelu wykładniczym była o 4,5% wyższa od uzyskanej z modelu ARIMA.

Cytowanie:

Wałęga A., Bergel T. 2009, vol. 6. Zastosowanie metod Data Mining w prognozowaniu zużycia wody na cele bytwe w gospodarstwach wiejskich. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 2009, vol. 6/ 05