基于12个月度凝水平均数据生成365天模拟数据的方法咨询

一、基础数据准备 #

首先在电子表格中整理核心基准数据，以平年365天为基准，将12个月的平均凝水量对应到月中日期（年度第N天）：

• 新建三列：年度天数、月平均凝水量（加仑）、对应月份
• 按平年规则计算每个月中对应的年度天数，示例如下：

  年度天数	月平均凝水量	月份
  15	310	1月
  46	134	2月
  74	996	3月
  105	2298	4月
  135	3801	5月
  166	3289	6月
  196	3110	7月
  227	3350	8月
  258	3046	9月
  288	1454	10月
  319	1430	11月
  349	307	12月

  （计算规则：累加前几个月的天数+当月15日，例如2月15日=31（1月天数）+15=46）

二、生成365天平滑日凝水量数据 #

方法1：用FORECAST.ETS自动生成平滑时序数据（Excel 2016+适用） #

这是最简便的方式，能自动消除月度突变，生成符合趋势的平滑曲线：

1. 在A列填充1到365的连续天数（A1=1, A2=2, ..., A365=365）
2. 在B列（日凝水量）的B1单元格输入公式，下拉填充至B365：

   =FORECAST.ETS(A1, $B$1:$B$12, $A$1:$A$12, 1, 1)
   

   参数说明：
   • 第一个1：启用季节性检测
   • 第二个1：返回完整的预测值（不忽略缺失点）

方法2：三次样条插值+滑动平滑（精准控制） #

如果需要手动控制平滑度，可采用以下步骤：

1. 先用线性插值生成初始日数据，公式示例：

   =FORECAST(A1, $B$1:$B$12, $A$1:$A$12)
   

2. 对初始数据做滑动窗口平滑，消除线性插值的拐点，公式示例（取前后3天平均值）：

   =AVERAGE(B2:B4)
   

   （首尾几天需调整窗口范围，例如第1天用AVERAGE(B1:B3)）

三、最不利工况（2月）下的水箱容量验证 #

1. 定位2月天数范围：平年2月对应年度第32天到第59天
2. 模拟水量变化：
   • 假设每日冷凝水消耗量为固定值D加仑/天（替换为实际消耗数据即可）
   • 在C列（水箱剩余水量）设置初始值，若从满容量开始，C1=水箱容量V
   • C2单元格输入公式，下拉填充至C365：

     =MAX(MIN(C1 + B2 - D, V), 50)
     

     （MAX(...,50)确保剩余水量不低于目标值，MIN(...,V)防止水箱溢出）
3. 迭代确定最小容量：调整V的值，确保2月所有天数的C列数值≥50或100加仑，同时无溢出情况

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rick Ferrara