1.一种污水处理水质预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采集各个时刻的污水进水流量和进水水质指标,其中,进水水质指标包括:进水化学需氧量、进水生物需氧量和进水氨氮浓度;
S2、根据各个时刻的污水进水流量,得到生化池中多个污水停留时间;
S3、根据多个污水停留时间与参考时间的差距,构建停留时间偏差序列;
S4、根据历史时刻提供的爆气量与所需爆气量的差距,计算爆气量偏差系数,构建爆气量偏差序列, ,其中,μ为爆气量偏差系数,△Qa为爆气量差值,| |为绝对值;
S5、将相邻时刻的进水水质指标相减,得到水质指标差值:,其中,△Ct
为第t时刻的水质指标差值,CCOD,in,t+1为第t+1时刻的进水化学需氧量,CBOD,in,t+1为第t+1时刻的进水生物需氧量,CNH,in,t+1为第t+1时刻的进水氨氮浓度,CCOD,in,t为第t时刻的进水化学需氧量,CBOD,in,t为第t时刻的进水生物需氧量,CNH,in,t为第t时刻的进水氨氮浓度,t为时刻的编号;
根据水质指标差值,计算水质指标变化系数,构建水质指标变化序列:,其中,ε为水质指标变化系数,| |为绝对值运算;
S6、根据停留时间偏差序列、爆气量偏差序列和水质指标变化序列,基于水质预测模型预测水质处理适应度评分;
水质预测模型包括:时间偏差处理通道、爆气量偏差处理通道、水质指标变化处理通道和输出层;
所述时间偏差处理通道的输入端用于输入停留时间偏差序列,得到时间影响值;所述爆气量偏差处理通道的输入端用于输入爆气量偏差序列,得到爆气量影响值;所述水质指标变化处理通道的输入端用于输入水质指标变化序列,得到水质指标影响值;所述输出层用于对时间影响值、爆气量影响值和水质指标影响值进行加权,得到水质处理适应度评分;
所述时间偏差处理通道、爆气量偏差处理通道和水质指标变化处理通道均包括依次连接的:最大池化层、显著值增强层和全连接层,其中,最大池化层为一维池化层,池化窗口大小为4,步幅为4;
所述显著值增强层的表达式为: ,其中,yi为显著值增强层输出的第i个增强显著值,xi为最大池化层输出的第i个显著值,e为自然常数。
2.根据权利要求1所述的污水处理水质预测方法,其特征在于,所述S3中参考时间包括:最小停留时间Tmin、最大停留时间Tmax和标准停留时间Ts,S3包括以下分步骤:S31、在(Tmin+Tt)/2≤Tt≤(Tmax+Tt)/2时,赋予对应污水停留时间Tt的时间偏差系数为0;
S32、在Tmin≤Tt<(Tmin+Ts)/2时,计算对应污水停留时间Tt的时间偏差系数:,其中,θ为时间偏差系数;
S33、在(Tmax+Ts)/2<Tt≤Tmax时,计算对应污水停留时间Tt的时间偏差系数:;
S34、在Tt<Tmin时,计算对应污水停留时间Tt的时间偏差系数: ;
S35、在Tt>Tmax时,计算对应污水停留时间Tt的时间偏差系数: ;
S36、将各个时间偏差系数,按污水停留时间Tt发生的先后顺序排列,得到停留时间偏差序列。
3.根据权利要求1所述的污水处理水质预测方法,其特征在于,所述S4包括以下分步骤:S41、对每个时刻的进水水质指标计算所需爆气量,得到所需爆气量序列;
S42、根据各个历史时刻提供的爆气量,得到对比爆气量序列;
S43、将对比爆气量序列与所需爆气量序列相减,得到爆气量差值序列;
S44、根据爆气量差值序列中每个爆气量差值,计算爆气量偏差系数,构建爆气量偏差序列。
4.一种污水处理水质预测系统,基于权利要求1 3任一项所述的污水处理水质预测方~法实现,其特征在于,包括:采集单元、污水停留时间获取单元、第一序列构建单元、第二序列构建单元、第三序列构建单元和预测单元;
所述采集单元用于采集各个时刻的污水进水流量和进水水质指标;
所述污水停留时间获取单元用于根据各个时刻的污水进水流量,得到生化池中多个污水停留时间;
所述第一序列构建单元用于根据多个污水停留时间与参考时间的差距,构建停留时间偏差序列;
所述第二序列构建单元用于根据历史时刻提供的爆气量与所需爆气量的差距,构建爆气量偏差序列;
所述第三序列构建单元用于根据各个时刻的进水水质指标,构建水质指标变化序列;
所述预测单元用于根据停留时间偏差序列、爆气量偏差序列和水质指标变化序列,基于水质预测模型预测水质处理适应度评分。