基于SVM法的煤改氣前期項目調(diào)研模型

王宏超

(寶雞中燃城市燃?xì)獍l(fā)展有限公司，陜西 寶雞 721000)

伴隨著經(jīng)濟(jì)高速提升，我國空氣污染問題日益突出。"霧霾"天氣問題直接影響著我國居民身體健康，該問題成為影響我國環(huán)保部門關(guān)注的重點問題之一[1-3]。各地區(qū)在在提高生態(tài)環(huán)境，治理霧霾方面出臺一些措施和管理辦法，大氣霧霾程度和現(xiàn)象有所改善。2017，國家發(fā)改委頒布了《北方地區(qū)冬季地區(qū)清潔取暖規(guī)劃(2017年-2021年)》，推進(jìn)了我國北方地區(qū)清潔供暖的工作和要求[1]。為了落實國家政策和要求,各地區(qū)提出了鐵腕治污降霾，大力推進(jìn)電、氣清潔能源替代，統(tǒng)籌做好燃?xì)鈿庠?、管網(wǎng)儲氣設(shè)施建設(shè)的規(guī)劃和要求，為了進(jìn)一步實現(xiàn)"天更藍(lán)、水更清"的目標(biāo)，各地區(qū)政府關(guān)閉了企業(yè)污染大戶，并且在農(nóng)村開展了煤改氣的項目，進(jìn)一步降低農(nóng)村地區(qū)所生產(chǎn)的空氣污染[4]。為了促進(jìn)項目的順利開展，先對西北某地區(qū)進(jìn)行煤改氣項目前期調(diào)研，并對項目實施過程中的問題進(jìn)行統(tǒng)計和分析，并提出后續(xù)解決措施，為實現(xiàn)該地區(qū)的藍(lán)天計劃奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)調(diào)研的方式只是簡單的采用走訪的方式對用戶進(jìn)行調(diào)研，收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，但是該方法需要耗費響應(yīng)的時間、精力和財力，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人工智能中的分支--SVM(Support Vector Regression)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)據(jù)收集和分析上得到了廣發(fā)的發(fā)展和應(yīng)用[5]，其依據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)分析出數(shù)據(jù)間的關(guān)系和規(guī)律。目前，利用人工智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤改氣項目中的分析鮮有人進(jìn)行報道，本文利用SVM技術(shù)，建立西部某地區(qū)的煤改氣項目前期調(diào)研模型，為在西北部地區(qū)深入開展煤改氣項目奠定基礎(chǔ)。

1 原理

SVM由Vapnik基于統(tǒng)計學(xué)理論中的結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化首次創(chuàng)建，其創(chuàng)建思想是建立一個分類超平面作為決策曲面，使得正例和反例之間的隔離邊緣被最大化。學(xué)習(xí)機器在測試數(shù)據(jù)上的誤差訓(xùn)練誤差率和一個賴于VC維數(shù)(Vapnik-Chervonenkis dimension)的項的和為界面，在可分模式情況下，支持向量機對于前一項的值為零，并且使第二項最小化。該方法能在模式分類的基礎(chǔ)上提供最好的泛化能力。SVM的網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1所示[5]。

圖1 SVM網(wǎng)絡(luò)示意圖

2 實驗過程

西部某區(qū)域的農(nóng)戶冬季多用煤炭、秸稈采暖(柴灶、火炕)等傳統(tǒng)進(jìn)行取暖和生活的方式，經(jīng)過簡單評估冬季采暖，煤炭使用量占40%、秸稈使用量占55%、液化氣使用量占5%(全年日常煤炭使用量占75%)，存在大量易燃、占地堆放等污染問題。針對煤改氣項目的意見，采用不記名的方式對該區(qū)域1000名用戶進(jìn)行隨機走訪和交流。使用SVM方法對該區(qū)域用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，并對煤改氣的項目實施過程中難點進(jìn)行進(jìn)行分析，提出相應(yīng)意見。

3 結(jié)果與分析

3.1 模型構(gòu)建

利用SVM法建立了西北某地區(qū)的煤改氣項目前期調(diào)研模型，其中模型的輸入為西部某地區(qū)域的區(qū)煤改氣項目調(diào)研為內(nèi)容，其中模型的輸入層為前期走訪用戶的數(shù)據(jù)，輸出為用戶期煤改氣項目中用戶普遍關(guān)注的問題。SVM網(wǎng)絡(luò)計算與傳統(tǒng)的人工計算對比結(jié)果如表1所示。從表1可以見，基于SVM發(fā)的煤改氣項目前期調(diào)研數(shù)據(jù)模型比傳統(tǒng)的人工計算方法具有運算速度快，運算效率高的特點。

表1 SVM算法與人工手動算法結(jié)果對比表

3.2 模型應(yīng)用

模型根據(jù)用戶的數(shù)據(jù)輸出的結(jié)果如圖1所示。從圖1可見，在該地區(qū)實施煤改氣項目的過程中，用戶最關(guān)心煤改氣過程中的安裝價位、后期維護(hù)成本、天然氣的施工安全、天然氣使用安全和煤改氣概念等問題。西北某地區(qū)農(nóng)民經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)收入主要靠種植糧食作物而來，農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入相對薄弱，所以他們首先關(guān)注的煤改氣過程中的安裝成本和后期使用過程中的維護(hù)成本，這是煤改氣項目在該地區(qū)碰到的第一個阻力。其次，由于該地區(qū)對天然氣使用的宣傳不到位，所以該地區(qū)農(nóng)民對于煤改氣過程中的使用安全和施工安全較為擔(dān)憂。這也是該地區(qū)煤改氣項目實施過程中的另一個阻力。通過調(diào)查分析，該區(qū)域的人民對于煤改氣的概念和使用常識尚不明確，該因素也是影響該區(qū)域煤改氣的原因。

圖2 SVM 網(wǎng)絡(luò)模型輸出結(jié)果

針對上述模型預(yù)測出該區(qū)域煤改氣項目存在的困難，現(xiàn)提出如下措施。針對該區(qū)域鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村存在因經(jīng)濟(jì)難以承受煤改氣安裝費用和后期維護(hù)費用問題，政府部門應(yīng)綜合考慮上游門站價格和中游管道運輸價格調(diào)整、增值稅稅率下調(diào)、居民承受能力、燃?xì)馄髽I(yè)經(jīng)營狀況等因素，從緊從嚴(yán)安排用戶終端銷售價格。其次，加快實現(xiàn)居民和非居民用氣價格并軌目標(biāo)，在不過多增加居民用氣價格上漲負(fù)擔(dān)的同時，適度降低偏高的非居民用氣價格。最后，政府部門應(yīng)出臺相應(yīng)的政策，對低收入群體和農(nóng)村"煤改氣"家庭等給予適當(dāng)補貼。補貼資金由市縣財政予以解決，省級財政依據(jù)市縣補貼情況，從環(huán)境專項治理資金中給予適當(dāng)資金支持。對于煤改氣施工過程和后期運營存在的安全問題應(yīng)從以下進(jìn)行控制：在施工過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求，加強施工質(zhì)量管理，強化過程質(zhì)量控制，確保煤改氣工程質(zhì)量；后期運營中，燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)應(yīng)加強對管線、設(shè)備的巡查維護(hù)力度，應(yīng)采用先進(jìn)的檢測儀器或者設(shè)備來檢測天然氣管道是否發(fā)生泄漏。在天然氣管網(wǎng)日常的巡檢工作中，如果出現(xiàn)了管線泄漏、占壓以及交叉施工的情況，天然氣巡查人員要診斷管線的運行狀態(tài)，重點跟蹤監(jiān)護(hù)，確保管線安全，并且要進(jìn)行周期性的檢測。針對用戶對煤改氣概念和使用常識不明確等問題，燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)應(yīng)加大宣傳天然氣安全知識及相關(guān)法律法規(guī)，以加深農(nóng)村用戶對天然氣安全的認(rèn)識，從而使得外力破壞以及管線占壓現(xiàn)象得以降低。與此同時，要不斷加強熱力、電力等單位之間的聯(lián)系，并且要建立起科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)機制，從而可以避免燃?xì)庑孤兜氖鹿省?/p>

4 結(jié)論

(1)本文基于SVM網(wǎng)絡(luò)方法建立西部某地區(qū)的煤改氣項目前期調(diào)研模型，模型的輸入層為前期走訪用戶的數(shù)據(jù)，輸出為用戶期煤改氣項目中用戶普遍關(guān)注的問題。該模型具有運算速度快，運算效率高的特點。

(2) 該區(qū)域的用戶關(guān)心煤改氣過程中的安裝價位、后期維護(hù)成本、天然氣的施工安全、天然氣使用安全和煤改氣概念等問題。并針對上述問題，提出了一些后期控制措施，為該區(qū)域煤改氣項目的工作順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。