福建师范大学庄丹获国家专利权
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龙图腾网获悉福建师范大学申请的专利基于多维Isolate-Detect多变点检测的企业用电典型模式分析方法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:CN117034197B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04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:202311029259.4,技术领域涉及:G06F18/25;该发明授权基于多维Isolate-Detect多变点检测的企业用电典型模式分析方法是由庄丹;林芊盈;张逸;马铁丰设计研发完成,并于2023-08-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多维Isolate-Detect多变点检测的企业用电典型模式分析方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种基于多维Isolate‑Detect多变点检测的企业用电典型模式分析方法,首先根据收集到的产业用电时间序列数据进行数据清洗;再对数据清洗后的数据进行季节分解,剔除数据的周期性模式,提取出数据的残差项;基于多维Isolate‑Detect对分解后得到的残差项进行多维变点检测,在每个划分出的时间区间内只检测单个变点,使得对于多维度的用电曲线中的变点检测更准确、计算效率更高;再结合均值检验统计量和最大值检验统计量得到可能的变点集合;对所检测到的变点集合采用多序列融合对可能的变点集合进行筛选,确定最终的用电量数据变点位置;最后基于所得到的变点位置对标准化后的时间序列数据进行划分,提取出用电量的典型用电行为。
本发明授权基于多维Isolate-Detect多变点检测的企业用电典型模式分析方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多维Isolate-Detect多变点检测的企业用电典型模式分析方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:收集各个产业的用电量时序数据; 步骤2:对各产业的用电量时序数据进行缺失值填充,提取出工作日的某天用电数据或周末的某天用电数据,利用3σ原则剔除异常值,再进行标准化处理; 步骤3:将清洗后的数据先进行平滑处理,再对平滑后的数据进行季节分解,剔除数据的周期性和趋势性,得到平滑处理后的数据的残差项; 步骤4:计算各产业用电数据残差项的每个时间点的CUSUM统计量,再计算每个时间点的CUSUM统计量的均值和最大值,分别记为M检验统计量和T检验统计量; 步骤5:利用Isolate-Detect算法检测各产业用电数据的共同变点,根据Isolate-Detect算法的阈值公式预设阈值,判定M检验统计量超过阈值的时间点为变点,将得到的变点放入变点集中,记为变点集合CP_M;判定T检验统计量超过阈值的时间点为变点,将得到的变点放入变点集中,记为变点集合CP_T; 步骤6:将利用数据分析得到的变点集合记为变点集合CP,将集合CP_M中和集合CP_T中差值绝对值小于3的两个元素取出,选择较小的值放入集合CP,得到最后的变点集合; 步骤7:基于所得到的变点位置对标准化后的用电时序数据进行分段,对每一段时序数据的各个产业用电量求均值,得到每段时序数据的典型用电行为; 步骤4中,利用分解后得到的数据残差项,计算每个时间点的CUSUM统计量均值,公式如下: 其中,i指的是第i个产业,s指的是检测区间的起点,e指的是检测区间的终点,b指的是检测的时间点,n指的是检测的区间总长度,Ii,t指的是第i个产业t时刻平滑处理后的数据残差项,指的是第i个产业在检测区间[s,e]内的b时间点的CUSUM统计量值,p指的是数据维度的总数,指的是在检测区间[s,e]内的b时间点的CUSUM统计量均值,记为 步骤5中,基于计算所得到的M检验统计量和T检验统计量,利用Isolate-Detect算法检测各个产业的用电量的共同变点: 首先创建待检测的区间,对于一个长度为T的数据序列,首先设定一个正常数λT,然后创建两组有序的K=[TλT]的左右扩展区间;第j个右扩展区间是Rj=[1,min{jλT,T}],第j个左扩展区间是Lj=[max{1,T-jλT+1},T];在有序集合SRL={R1,L1,R2,L2,...,RK,LK}中收集这些区间;然后识别R1中检验统计量值最大的点; 基于所得到的检验统计量,设定阈值,其中阈值的计算公式如下: 式中,σ为输入数据的标准差,C为给定的参数值;比较阈值和检验统计量,判定该时间点是否为变点:如果检验统计量的值超过了阈值,则将对应点视为变点;如果没有超过阈值,则继续检测SRL的下一个区间。
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