基于数字孪生的城市信息化管理系统及方法

专利主权项内容

1.一种基于数字孪生的城市信息化管理系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于获取预定时间周期内多天的城市能源使用量；城市能源时序排列模块，用于将所述多天的城市能源使用量按照时间维度排列为城市能源时序输入向量；城市能源时序特征分析模块，用于对所述城市能源时序输入向量进行城市能源时序特征分析以得到城市能源时序特征；城市能源使用量预测显示模块，用于基于所述城市能源时序特征，确定城市能源使用量的预测值并进行屏幕显示；其中，所述城市能源时序特征分析模块，包括：向量切分单元，用于对所述城市能源时序输入向量进行向量切分以得到城市能源局部时序输入向量的序列；向量-图像转换单元，用于将所述城市能源局部时序输入向量的序列通过向量-图像格式转换器以得到城市能源局部时序图像的序列；城市能源时序特征提取单元，使用基于三维卷积神经网络模型的能源使用时序特征提取器的各层，在层的正向传递中分别对输入数据进行：对输入数据进行卷积处理以得到卷积特征图；对所述卷积特征图进行基于局部特征矩阵的池化以得到池化特征图；以及对所述池化特征图进行非线性激活以得到激活特征图；其中，所述使用基于三维卷积神经网络模型的能源使用时序特征提取器的最后一层的输出为所述城市能源时序特征图，所述基于三维卷积神经网络模型的能源使用时序特征提取器的第一层的输入为所述城市能源局部时序图像的序列；城市能源时序特征强化单元，用于对所述城市能源时序特征图通过通道注意力模块进行通道注意力强化以得到通道显著化城市能源时序特征图作为所述城市能源时序特征，包括：对所述城市能源时序特征图的沿通道维度的各个特征矩阵进行全局均值池化以得到通道特征向量；将所述通道特征向量输入Softmax激活函数以得到通道注意力权重向量；以所述通道注意力权重向量中各个位置的特征值作为权重对所述城市能源时序特征图的沿通道维度的各个特征矩阵进行加权以得到所述通道显著化城市能源时序特征图；所述城市能源使用量预测显示模块，包括：特征分布优化单元，用于对所述通道显著化城市能源时序特征图的各个特征矩阵进行特征尺度约束的概率密度收敛优化以得到优化通道显著化城市能源时序特征图；城市能源使用量预测单元，用于将所述优化通道显著化城市能源时序特征图通过解码器以得到解码值，所述解码值用于表示城市能源使用量的预测值，包括：使用所述解码器以如下公式将所述优化通道显著化城市能源时序特征图进行解码回归以获得用于表示城市能源使用量的预测值的解码值；其中，所述公式为：，其中/>表示所述优化通道显著化城市能源时序特征图，/>是所述解码值，/>是权重矩阵，/>表示矩阵相乘； 以及屏幕显示单元，用于在屏幕显示所述多天的城市能源使用量和所述解码值。