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2020年国赛E题:校园供水系统智能管理

2020年国赛E题:校园供水系统智能管理是2020年高教社杯全国大学生数学建模竞赛的E题。校园通过有层级关系的水表记录不同建筑与区域的用水,题目要求分析用水规律、识别管网漏损并支持维修决策。

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供水系统与所给资料

智能水表按固定时间间隔采集读数或用水量,题面以15分钟为一种采集间隔的例子。各水表存在上下级关系:上游水表计量的供水,可以分配到多个下游分支。

附件提供某校园四个季度的水表数据,以及各水表之间的层级关系。校园功能区域包括宿舍、教学楼、办公楼、食堂等。

题目指出,维护良好的供水网络仍可能有平均约5%的漏损,较老旧网络的损失可能更大。这是背景信息,并非把本校园的实际漏损率预先设为5%。

问题1:用水的时间规律

分析各水表记录的用水量随时间变化的规律,辨识不同类型区域的用水特征,包括宿舍、教学楼、办公楼、食堂等区域。

问题2:水表间的关系与误差

根据水表层级关系建立不同水表用水量之间的关系模型,结合实际数据分析其中的误差。

问题3:管网漏损评估

建立供水管网漏损的数学模型,利用已有记录对校园管网的漏损情况作出评估。

问题4:隐蔽漏水的实时检测

研究如何利用水表实时数据发现地下管网中的隐蔽漏水,并定位漏水位置。

问题5:维修决策

维修需要支付人工、材料等费用,同时能够减少漏水损失。结合前面问题的结论,以及对水价、维修成本等信息的了解,建立模型确定最优维修决策方案。

附件与来源

下载2020年国赛官方题目与附件包,使用其中的E/目录。原题文件为E/2020E-校园供水系统智能管理.docx

来源:全国大学生数学建模竞赛2020年赛题发布页。核对日期:2026年9月22日。