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龙图腾网恭喜浙江大学申请的专利一种基于SHAP解释的混凝投药量优化方法和装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119007876B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411477414.3，技术领域涉及：G16C20/70；该发明授权一种基于SHAP解释的混凝投药量优化方法和装置是由林炯;柳景青设计研发完成，并于2024-10-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于SHAP解释的混凝投药量优化方法和装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于SHAP解释的混凝投药量优化方法和装置，包括：获取水厂中不同监测点的水质指标数据并进行预处理后构建所有监测点的图结构序列；构建提取时空特征和引入SHAP的混凝投药量预测模型；基于水质指标数据构建投药量目标函数以及净化效果目标函数，对两目标优化问题求解得到达到给定净化程度的最小混凝投药量，以模型预测的混凝投药量与求解的最小混凝投药量之差来构建损失函数来进行模型参数优化；利用参数优化的模型进行实时投药量预测，并通过SHAP解释时空水质特征中对预测药量做出贡献的监测点，该监测点用于指导实际混凝投药量投放，这样能解决投药量预测精度低、模型可解释性差以及缺乏多目标优化的局限性。

本发明授权一种基于SHAP解释的混凝投药量优化方法和装置在权利要求书中公布了：1.一种基于SHAP解释的混凝投药量优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取水厂中不同监测点的水质指标数据并进行预处理后构建所有监测点的图结构序列，以每个检测点作为节点，并以监测点的水值指标数据作为节点属性来构建节点特征，在节点之间构建连边，并为连边赋予连边权重来构建邻接矩阵，其中连边权重的确定方式为：监测点之间距离短则赋予高连边权重，监测点之间采用管道连接则赋予高连边权重，水流速度快则赋予高连边权重，加入时间维度建模来构建图结构序列；构建混凝投药量预测模型，其包括时空水质特征提取模块、逻辑回归预测模块、以及SHAP，其中，时空水质特征提取模块用于从图结构序列中提取图结构序列的时空水质特征，逻辑回归预测模块用于基于时空水质特征预测混凝投药量，SHAP用于解释时空水质特征对预测混凝投药量的贡献度；其中，时空水质特征提取模块包括由多个时空卷积块组成的ST-GCN，每个时空卷积块用于提取时空水质特征，具体包括提取检测点空间特征的空间卷积层和基于监测点空间特征提取时间点特征的门序列卷积层，同时在每个时空卷积块的空间卷积层中引入空间注意力机制来关注监测点空间特征，在每个门序列卷积层中引入时间注意力机制来关注时间点特征；基于水质指标数据构建投药量目标函数以及净化效果目标函数，并基于这两个目标函数构建两目标优化问题，其中投药量目标函数表示为：，其中，表示时刻t的混凝投药量；净化效果目标函数表示为：，其中，N表示参与优化的水质指标数量，表示第i个水质指标达到合格水质标准的目标值，表示基于时刻t的混凝投药量计算得到的第i个水质指标的实际值，表示每个水质指标的权重，反映不同水质指标对净化效果的相对重要性；基于两个目标函数构建两目标优化问题，表示为：，和分别表示投药量和净化效果的权重，对两目标优化问题求解时，寻找既能最小化投药量，又能保证水质净化效果的最优解，得到的最小化投药量即为达到给定净化效果的最小混凝投药量；对两目标优化问题求解得到达到给定净化程度的最小混凝投药量，以模型预测的混凝投药量与求解的最小混凝投药量之差来构建损失函数，利用损失函数对混凝投药量预测模型进行参数优化；利用参数优化的混凝投药量预测模型进行实时投药量预测，并通过SHAP解释时空水质特征中对预测药量做出贡献的监测点，该监测点用于指导实际混凝投药量投放。

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