本发明属于城镇排水与污水处理技术领域，具体涉及一种基于居民停留时长的有效排污人口的统计核算方法。
背景技术：
城镇居民生活污水污染物产生量，是指居民日常生活过程产生并通过洗漱、大小便、洗浴、洗涤、厨房排水等生活用水排放的污染物，按每人每天核算。作为支撑城镇排水与污水处理工程规划、设计、运行与效能评估的关键基础指标，获取可真实表征城镇居民实际产排污水平的居民生活污水污染物产生量数据，对于指导我国城镇排水与污水处理工程建设，提升行业管理水平，引导行业健康可持续发展具有重要现实意义。
开展居民生活污水污染物产生量测试时，为了保证数据结果具有广泛代表性和实际表征意义，通常做法是选取具有一定数量居民的特定区域作为测试对象，比如居民小区、居民楼等。通过对测试区域内一天24小时的生活污水排放量进行实际测试或估算，取污水瞬时样或者混合样检测污染物浓度，以此计算区域内居民一天的生活污水污染物产生总量；直接采用测试区域内登记在册的常住人口数，或者依据居民外出规律对常住人口数做粗略校核得到的校核人口数作为排污人口数，以此来计算居民人均日生活污水污染物产生量。但是，由于居民有上学、上班、出差、购物和娱乐等外出需求，且测试区域内往往还会有访客、小时工、物业人员、物流快递员等出入，这也就导致无论是常住人口数还是粗略校核后的人口数，都不能等同于真实的排污人口，生活污水污染物产生总量与上述方法得到的排污人口并不对应，最终则导致居民生活污水污染物产生量的测试结果与实际水平产生较大偏差。
由于实际测试中往往很难保证常住居民一直停留在测试区域内不外出，也无法避免访客、小时工、物业人员及物流快递员等进入测试区域，因此，迫切需要突破传统排污人口的测算思路，研发一种方法科学、结果准确的有效排污人口的统计核算方法，以提高居民生活污水污染物产生量的测试准确度。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于居民停留时长的有效排污人口的统计核算方法，该方法通过获取测试区域内包括所有不同类型人员在内的居民人数初始值和居民进出测试区域的具体时间点数据，计算居民在测试区域内的实际停留时长，以停留时长为基准实现排污人口的科学、准确核算。
如上构思，本发明的技术方案是：一种基于居民停留时长的有效排污人口的统计核算方法，包括如下步骤：
步骤1，调查居民生活污水污染物产生量测试开始前某时间点测试区域内所有居民人数的初始值，同步开始记录所有进出测试区域居民的进入时间点和离开时间点；
步骤2，已知某一测试时间段的起止时间，通过所述居民人数初始值、所有进出测试区域居民的进入时间点和离开时间点，计算得到该测试时间段起始点的居民人数初始值；
步骤3，通过所述测试时间段的起止时间、所有进出测试区域居民的进入时间点和离开时间点，计算得到进入居民的总停留时长和离开居民的总离开时长；
步骤4，通过所述测试时间段的起止时间、进入居民的总停留时长和离开居民的总离开时长，计算得到进入居民所增加的有效排污人口和离开居民所减少的有效排污人口；
步骤5，通过所述该测试时间段起始点的居民人数初始值、进入居民所增加的有效排污人口和离开居民所减少的有效排污人口，计算得到该测试时间段的有效排污人口。
进一步，所述步骤2的具体实施方法是：在正式启动居民生活污水污染物产生量测试后，已知测试周期内某一测试时间段的起止时间为t0～tz；由所述居民出入情况记录，获取自入户调查完成至该测试时间段起始点期间进出测试区域的居民数量r0，进和r0，出；
将r0、r0，进、r0，出代入公式(1)，计算该测试时间段起始点的居民人数初始值；
pi＝r0+r0，进-r0，出.........................(1)。
进一步，所述步骤3的具体实施方法是：由所述测试时间段的起止时间和居民出入情况记录，获取测试时间段内居民进入测试区域的时间点为ti，进，进入数量为m个，居民离开测试区域的时间点为ti，出，离开数量为n个；
将m个居民的进入时间点ti，进、tz代入公式(2)，计算进入居民的总停留时长；
ti，进＝∑(tz-ti，进).....................(2)
将n个居民的离开时间点ti，出、tz代入公式(3)，计算离开居民的总离开时长；
ti，出＝∑(tz-ti，出).....................(3)。
进一步，所述步骤4的具体实施方法是：将ti，进、t0、tz代入公式(4)，计算进入居民所增加的有效排污人口；
将ti，出、t0、tz代入公式(5)，计算离开居民所减少的有效排污人口；
进一步，所述步骤5的具体实施方法是：将ri、pi，进、pi，出代入公式(6)，计算该测试时间段的有效排污人口。
pi＝ri+pi，进-pi，出...........................(6)。
本发明具有以下优点和积极效果：
1.本发明通过获取居民进出测试区域的详细情况记录，可准确核算每个时间段在测试区域内有过实际停留的人员数量，真实反映不同时间段区域内实际排污人口的波动变化，彻底解决了目前直接采用常住人口或依据居民外出规律粗略核算后的人口作为排污人口导致的测试结果严重偏离实际水平的问题。
2.本发明以居民在测试区域内的实际停留时长作为核算基准，使有效排污人口与居民的实际停留时长直接相关，可避免工作人员、物流快递人员等短时间停留对有效排污人口核算结果的影响，保证了不同时间段居民生活污水污染物产生量与实际排污人口的准确对应。
3.本发明针对性和可操作性强，可有效提高居民生活污水污染物产生量测试结果的准确度，不仅为我国城镇排水与污水处理行业基础数据的获取提供有力的技术支撑，对于其他领域有效人口的核算也同样具有参考意义。
上述说明仅是本发明的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
本发明提供一种基于居民停留时长的有效排污人口的统计核算方法，包括如下步骤：
步骤1，在正式启动居民生活污水污染物产生量测试前的某个时间点，通过入户调查方式统计得到测试区域内包括住户、保姆、访客、工作人员及快递物流员等所有不同类型人员的居民人数初始值r0，同步开始测试区域所有人员出入口的居民出入情况记录，记录所有进出测试区域居民的进入时间点和离开时间点；
所述居民人数初始值，应为统计得到的停留在测试区域内的包括各年龄段的住户、保姆、访客、工作人员及快递物流员等所有不同类型人员的总人数；
所述所有人员出入口的居民出入情况记录，应记录各年龄段的住户、保姆、访客、工作人员及快递物流员等所有不同类型人员的进入时间点和离开时间点；
步骤2，正式启动居民生活污水污染物产生量测试后，已知测试周期内某一测试时间段的起止时间为t0～tz；由所述居民出入情况记录，获取自入户调查完成至该测试时间段起始点期间进出测试区域的居民数量r0，进和r0，出；
将r0、r0，进、r0，出代入公式(1)，计算该测试时间段起始点的居民人数初始值；
ri＝r0+r0，进-r0，出.........................(1)
步骤3，由所述测试时间段的起止时间和居民出入情况记录，获取测试时间段内居民进入测试区域的时间点为ti，进，进入数量为m个，居民离开测试区域的时间点为ti，出，离开数量为n个；
将m个居民的进入时间点ti，进、tz代入公式(2)，计算进入居民的总停留时长；
ti，进＝∑(tz-ti，进).....................(2)
将n个居民的离开时间点ti，出、tz代入公式(3)，计算离开居民的总离开时长；
ti，出＝∑(tz-ti，出).....................(3)
步骤4，将ti，进、t0、tz代入公式(4)，计算进入居民所增加的有效排污人口；
将ti，出、t0、tz代入公式(5)，计算离开居民所减少的有效排污人口；
步骤5，将ri、pi，进、pi，出代入公式(6)，计算该测试时间段的有效排污人口。
pi＝ri+pi，进-pi，出...........................(6)
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一：一种基于居民停留时长的有效排污人口的统计核算方法，包括以下步骤：
1)通过入户调查获取2020年10月13日下午15:00时某测试区域内的居民人数初始值r0＝80人，并于下午15:00开始测试区域所有人员出入口的居民出入情况记录；
2)于2020年10月13日下午17:00正式启动居民生活污水污染物产生量测试工作，测试周期为10月13日下午17:00至10月14日下午17:00，已知其中某一测试时间段的起止时间为2020年10月14日上午7:00～8:00；通过所有人员出入口的居民出入情况记录，获取2020年10月13日下午15:00至10月14日上午7:00期间进出测试区域的居民人数分别为r0，进＝298人和r0，出＝222人，将上述数据r0＝80人、r0，进＝298人、r0，出＝222人代入公式(1)，计算得到该测试时间段起始点的居民人数初始值ri＝156人；
3)通过所有人员出入口的居民出入情况记录，获取该测试时间段内居民进出测试区域的具体时间点ti，进、ti，出，以及居民进出数量m＝13人、n＝45人；将居民的进入时间ti，进、tz＝8:00依次代入公式(2)，计算得到进入居民的总停留时长ti，进＝480.93min；将居民的离开时间ti，出、tz＝8:00依次代入公式(3)，计算得到离开居民的总离开时长ti，出＝1509.75min；
4)将ti，进＝480.93min、t0＝7:00、tz＝8:00代入公式(4)，计算得到进入居民所增加的有效排污人口pi，进＝8.02人；将ti，出＝1509.75min、t0＝7:00、tz＝8:00代入公式(5)，计算得到离开居民所减少的有效排污人口pi，出＝25.16人；
上述2020年10月14日上午7:00～8:00时间段内记录的居民进出时间及有效排污人口计算的过程数据具体见表1。
5)将ri＝156人、pi，进＝8.02人、pi，出＝25.16人代入公式(6)，计算得到2020年10月14日上午7:00～8:00时间段的有效排污人口pi＝138.86人。
表12020年10月14日上午7:00～8:00时间段居民进出记录及有效排污人口计算数据表
实施例二：一种基于居民停留时长的有效排污人口的统计核算方法，包括以下步骤：
1)通过入户调查获取2020年10月13日下午15:00时某测试区域内的居民人数初始值r0＝80人，并于下午15:00开始测试区域所有人员出入口的居民出入情况记录；
2)于2020年10月28日上午8:00再次正式启动居民生活污水污染物产生量测试工作，测试周期为10月28日上午8:00至10月29日上午8:00，已知其中某一测试时间段的起止时间为2020年10月28日上午9:15～9:50；通过所有人员出入口的居民出入情况记录，获取2020年10月13日下午15:00至10月28日上午9:15期间进出测试区域的居民人数分别为r0，进＝7564人和r0，出＝7516人，将上述数据r0＝80人、r0，进＝7564人、r0，出＝7516人代入公式(1)，计算得到该测试时间段起始点的居民人数初始值ri＝128人；
3)通过所有人员出入口的居民出入情况记录，获取该测试时间段内居民进出测试区域的具体时间点ti，进、ti，出，以及居民进出数量m＝23人、n＝29人；将居民的进入时间ti，进、tz＝9:50依次代入公式(2)，计算得到进入居民的总停留时长ti，进＝403.48min；将居民的离开时间ti，出、tz＝9:50依次代入公式(3)，计算得到离开居民的总离开时长ti，出＝474.08min；
4)将ti，进＝403.48min、t0＝9:15、tz＝9:50代入公式(4)，计算得到进入居民所增加的有效排污人口pi，进＝11.53人；将ti，出＝474.08min、t0＝9:15、tz＝9:50代入公式(5)，计算得到离开居民所减少的有效排污人口pi，出＝13.55人；
上述2020年10月28日上午9:15～9:50时间段内记录的居民进出时间及有效排污人口计算的过程数据具体见表2。
5)将ri＝128人、pi，进＝11.53人、pi，出＝13.55人代入公式(6)，计算得到2020年10月28日上午9:15～9:50时间段的有效排污人口pi＝125.98人。
表22020年10月28日上午9:15～9:50时间段居民进出记录及有效排污人口计算数据表
实施例三：一种基于居民停留时长的有效排污人口的统计核算方法，包括以下步骤：
1)重新开展入户调查获取2020年11月10日上午10:35时某测试区域内的居民人数初始值r0＝65人，并于上午10:35开始测试区域所有人员出入口的居民出入情况记录；
2)于2020年11月10日下午16:00正式启动居民生活污水污染物产生量测试工作，测试周期为11月10日下午16:00至11月11日下午16:00，已知其中某一测试时间段的起止时间为2020年11月10日下午17:08～18:25；通过所有人员出入口的居民出入情况记录，获取2020年11月10日上午10:35至11月10日下午17:08期间进出测试区域的居民人数分别为r0，进＝149人和r0，出＝138人，将上述数据r0＝65人、r0，进＝149人、r0，出＝138人代入公式(1)，计算得到该测试时间段起始点的居民人数初始值ri＝76人；
3)通过所有人员出入口的居民出入情况记录，获取该测试时间段内居民进出测试区域的具体时间点ti，进、ti，出，以及居民进出数量m＝56人、n＝29人；将居民的进入时间ti，进、tz＝18:25依次代入公式(2)，计算得到进入居民的总停留时长ti，进＝2515.82min；将居民的离开时间ti，出、tz＝18:25依次代入公式(3)，计算得到离开居民的总离开时长ti，出＝1382.92min；
4)将ti，进＝2515.82min、t0＝17:08、tz＝18:25代入公式(4)，计算得到进入居民所增加的有效排污人口pi，进＝32.67人；将ti，出＝1382.92min、t0＝17:08、tz＝18:25代入公式(5)，计算得到离开居民所减少的有效排污人口pi，出＝17.96人；
上述2020年11月10日下午17:08～18:25时间段内记录的居民进出时间及有效排污人口计算的过程数据具体见表3。
5)将ri＝76人、pi，进＝32.67人、pi，出＝17.96人代入公式(6)，计算得到2020年11月10日下午17:08～18:25时间段的有效排污人口pi＝90.71人。
表32020年11月10日下午17:08～18:25时间段居民进出记录及有效排污人口计算数据表
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，这些修改和等同替换也均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。