基于SVM法的煤改氣前期項目調研模型

王宏超

(寶雞中燃城市燃氣發展有限公司，陜西 寶雞 721000)

伴隨著經濟高速提升，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保部門關注的重點問題之一[1-3]。各地區在在提高生態環境，治理霧霾方面出臺一些措施和管理辦法，大氣霧霾程度和現象有所改善。2017，國家發改委頒布了《北方地區冬季地區清潔取暖規劃(2017年-2021年)》，推進了我國北方地區清潔供暖的工作和要求[1]。為了落實國家政策和要求,各地區提出了鐵腕治污降霾，大力推進電、氣清潔能源替代，統籌做好燃氣氣源、管網儲氣設施建設的規劃和要求，為了進一步實現"天更藍、水更清"的目標，各地區政府關閉了企業污染大戶，并且在農村開展了煤改氣的項目，進一步降低農村地區所生產的空氣污染[4]。為了促進項目的順利開展，先對西北某地區進行煤改氣項目前期調研，并對項目實施過程中的問題進行統計和分析，并提出后續解決措施，為實現該地區的藍天計劃奠定基礎。傳統調研的方式只是簡單的采用走訪的方式對用戶進行調研，收集相應的數據，但是該方法需要耗費響應的時間、精力和財力，伴隨著互聯網技術的發展，人工智能中的分支--SVM(Support Vector Regression)網絡技術在數據收集和分析上得到了廣發的發展和應用[5]，其依據相應數據分析出數據間的關系和規律。目前，利用人工智能網絡技術在煤改氣項目中的分析鮮有人進行報道，本文利用SVM技術，建立西部某地區的煤改氣項目前期調研模型，為在西北部地區深入開展煤改氣項目奠定基礎。

1 原理

SVM由Vapnik基于統計學理論中的結構風險最小化首次創建，其創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。學習機器在測試數據上的誤差訓練誤差率和一個賴于VC維數(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上提供最好的泛化能力。SVM的網絡示意圖如圖1所示[5]。

圖1 SVM網絡示意圖

2 實驗過程

西部某區域的農戶冬季多用煤炭、秸稈采暖(柴灶、火炕)等傳統進行取暖和生活的方式，經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域1000名用戶進行隨機走訪和交流。使用SVM方法對該區域用戶的數據進行建模，并對煤改氣的項目實施過程中難點進行進行分析，提出相應意見。

3 結果與分析

3.1 模型構建

利用SVM法建立了西北某地區的煤改氣項目前期調研模型，其中模型的輸入為西部某地區域的區煤改氣項目調研為內容，其中模型的輸入層為前期走訪用戶的數據，輸出為用戶期煤改氣項目中用戶普遍關注的問題。SVM網絡計算與傳統的人工計算對比結果如表1所示。從表1可以見，基于SVM發的煤改氣項目前期調研數據模型比傳統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果對比表

3.2 模型應用

模型根據用戶的數據輸出的結果如圖1所示。從圖1可見，在該地區實施煤改氣項目的過程中，用戶最關心煤改氣過程中的安裝價位、后期維護成本、天然氣的施工安全、天然氣使用安全和煤改氣概念等問題。西北某地區農民經濟的經濟收入主要靠種植糧食作物而來，農民的經濟收入相對薄弱，所以他們首先關注的煤改氣過程中的安裝成本和后期使用過程中的維護成本，這是煤改氣項目在該地區碰到的第一個阻力。其次，由于該地區對天然氣使用的宣傳不到位，所以該地區農民對于煤改氣過程中的使用安全和施工安全較為擔憂。這也是該地區煤改氣項目實施過程中的另一個阻力。通過調查分析，該區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域煤改氣的原因。

圖2 SVM 網絡模型輸出結果

針對上述模型預測出該區域煤改氣項目存在的困難，現提出如下措施。針對該區域鄉鎮及農村存在因經濟難以承受煤改氣安裝費用和后期維護費用問題，政府部門應綜合考慮上游門站價格和中游管道運輸價格調整、增值稅稅率下調、居民承受能力、燃氣企業經營狀況等因素，從緊從嚴安排用戶終端銷售價格。其次，加快實現居民和非居民用氣價格并軌目標，在不過多增加居民用氣價格上漲負擔的同時，適度降低偏高的非居民用氣價格。最后，政府部門應出臺相應的政策，對低收入群體和農村"煤改氣"家庭等給予適當補貼。補貼資金由市縣財政予以解決，省級財政依據市縣補貼情況，從環境專項治理資金中給予適當資金支持。對于煤改氣施工過程和后期運營存在的安全問題應從以下進行控制：在施工過程中，要嚴格執行相關規范和設計要求，加強施工質量管理，強化過程質量控制，確保煤改氣工程質量；后期運營中，燃氣經營企業應加強對管線、設備的巡查維護力度，應采用先進的檢測儀器或者設備來檢測天然氣管道是否發生泄漏。在天然氣管網日常的巡檢工作中，如果出現了管線泄漏、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，重點跟蹤監護，確保管線安全，并且要進行周期性的檢測。針對用戶對煤改氣概念和使用常識不明確等問題，燃氣經營企業應加大宣傳天然氣安全知識及相關法律法規，以加深農村用戶對天然氣安全的認識，從而使得外力破壞以及管線占壓現象得以降低。與此同時，要不斷加強熱力、電力等單位之間的聯系，并且要建立起科學的網絡機制，從而可以避免燃氣泄露的事故。

4 結論

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

(2) 該區域的用戶關心煤改氣過程中的安裝價位、后期維護成本、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，為該區域煤改氣項目的工作順利進行奠定了基礎。