基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法、系统及设备与流程

1.本发明涉及用电数据分析技术领域，特别是涉及一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法、系统及设备。


背景技术：

2.在原来没有相应的大数据技术及数据中台的相关背景下，要实现用户的用电数据应用到相关部门进行辅助决策，需要耗费大量的人力、时间、资源来进行排查与分析。当技术进入到大数据时代的背景下，数据中台的应用及使用越来越成熟，基于此背景下可以基于相关部门的具体业务场景，进行精确的特定场景的数据深层次的挖掘与分析，并产生相应的数据价值。
3.目前对于用户用电数据的应用还处于起步阶段，越来越多的数据应用于相关行业或部门，而用户的用电数据用于相关部门进行辅助决策往往是通过人工排查或是手动排查的方式进行的，周期长而且排查的工作量巨大，效率低，排查结果准确度也不高。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法、系统及设备，以提高猫池用电户识别效率和精度。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一方面，本发明提供一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法，包括：
7.获取已知的猫池用电数据并进行数据清洗，得到清洗后的猫池用电数据；
8.根据清洗后的猫池用电数据构建不同时间周期内的猫池用电曲线；
9.分析不同时间周期内的猫池用电曲线的分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电曲线作为猫池用电曲线模型；
10.采集海量用户用电数据并生成多条用户用电曲线；
11.将多条用户用电曲线与猫池用电曲线模型进行数据拟合，提取出拟合度在正负5％以内的用户用电曲线作为疑似猫池用电曲线；
12.将疑似猫池用电曲线与猫池用电曲线模型进行二次拟合，将拟合度在阈值范围内的疑似猫池用电曲线对应的猫池用电户进行输出用于辅助决策。
13.可选地，所述获取已知的猫池用电数据并进行数据清洗，得到清洗后的猫池用电数据，具体包括：
14.获取三个月以上且一年以内的猫池用电数据以及对应的节假日与活动管控数据表；猫池用电数据按每天96个点进行采集；
15.根据节假日与活动管控数据表将节假日与活动管控期间的用电数据进行剔除，得到清洗后的猫池用电数据。
16.可选地，所述根据清洗后的猫池用电数据构建不同时间周期内的猫池用电曲线，具体包括：
17.根据清洗后的猫池用电数据构建三天内、一周内、两周内、一个月内以及一个季度内的猫池用电曲线；所述猫池用电曲线的横坐标为时间，纵坐标为用电瞬时功率。
18.可选地，所述分析不同时间周期内的猫池用电曲线的分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电曲线作为猫池用电曲线模型，具体包括：
19.分析不同时间周期内的猫池用电曲线的数据总和、数据平均值以及正态分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电曲线作为猫池用电曲线模型。
20.可选地，所述采集海量用户用电数据并生成多条用户用电曲线，具体包括：
21.按每天96个点采集连续三天的海量用户用电数据；
22.根据海量用户用电数据生成多条用户用电曲线；所述用户用电曲线的横坐标为时间，纵坐标为用电瞬时功率。
23.另一方面，本发明还提供一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析系统，包括：
24.猫池用电数据获取模块，用于获取已知的猫池用电数据并进行数据清洗，得到清洗后的猫池用电数据；
25.猫池用电曲线构建模块，用于根据清洗后的猫池用电数据构建不同时间周期内的猫池用电曲线；
26.猫池用电曲线模型提取模块，用于分析不同时间周期内的猫池用电曲线的分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电曲线作为猫池用电曲线模型；
27.用户用电曲线生成模块，用于采集海量用户用电数据并生成多条用户用电曲线；
28.一次数据拟合模块，用于将多条用户用电曲线与猫池用电曲线模型进行数据拟合，提取出拟合度在正负5％以内的用户用电曲线作为疑似猫池用电曲线；
29.二次数据拟合模块，用于将疑似猫池用电曲线与猫池用电曲线模型进行二次拟合，将拟合度在阈值范围内的疑似猫池用电曲线对应的猫池用电户进行输出用于辅助决策。
30.另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法。
31.可选地，所述存储器为非暂态计算机可读存储介质。
32.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
33.本发明提供了一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法、系统及设备，基于已知的猫池用电数据自动进行海量用户用电数据中猫池用电行为的分析与判定，可以实现快速响应与实现，不需要耗费大量的人工，极大节省了人力、物力以及财力上的消耗，实现了跨业务领域的针对特定业务场景的实际落地与应用。基于已知的猫池用电数据，通过数据的分析与模型构建，进行特定场景下的数据模型与运算匹配，可以比人工更加精确的找出相关联的猫池用电户，从而极大提升辅助决策的效率。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。
35.图1为本发明所提供的一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法的流程图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.本发明的目的是提供一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法、系统及设备，以提高猫池用电户识别效率和精度。
38.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
39.图1为本发明所提供的一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法的流程图，参见图1，一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法，包括：
40.步骤1：获取已知的猫池用电数据并进行数据清洗，得到清洗后的猫池用电数据。
41.获取已知的猫池用电数据，即获取已知的猫池用电户周期为三个月以上、一年以内的用电瞬时功率数据为数据模型构建样本；每天按96个点进行采集，15分钟为一个采集间隔，目前已有相应的采集手段进行采集。所有数据粒度都是按用户每天进行记录，即一个用户每天一条数据。
42.在根据猫池的用电数据构建猫池的用电行为分析曲线并分析其用电规律之前，需去除干扰因素，如节假日信息、管控信息等数据需要排除出样本数据范围。具体地，根据猫池用电数据对应的节假日与活动管控数据表将节假日与活动管控期间的用电数据进行剔除，得到清洗后的猫池用电数据。其中活动管控是指特殊的拉闸或是特殊用电等管控行为，需要排除在外。
43.步骤2：根据清洗后的猫池用电数据构建不同时间周期内的猫池用电曲线。
44.通过清洗后的大批量的猫池用电数据，对其进行用电曲线的分析，在三天、一周、两周、一个月及一个季度的不同时间周期内，按天、周、月、季进行用电曲线的绘制，则形成猫池的用电曲线。猫池用电曲线是一条二维曲线，横坐标是时间，以天或小时为粒度；纵坐标为用电瞬时功率，即在相对的横坐标相对应时刻的瞬时功率。
45.步骤3：分析不同时间周期内的猫池用电曲线的分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电曲线作为猫池用电曲线模型。
46.分析不同时间周期内的猫池用电曲线的数据总和、数据平均值以及正态分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电曲线作为猫池用电曲线模型。其中数据总和sum_p是指对于猫池用电曲线中的每条用电数据的96个点瞬时功率数据p1，p2,....p96进行求和得到。数据平均值avg_p是指对96个点取平均，即avg_p＝sum_p/96。正态分布规律是指对过滤掉干扰因素的数据进行正态分布运算，分析出用电曲线及数据的分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电数据用于大批量数据进行拟合运算的基础对比数据。周期性分布规律指的是在一定的时间周期内(如三天、两周内)有间断性的近似用电曲线，如
每隔一周会有相同的用电曲线，则两周为一个用电周期。
47.分析猫池用电曲线的分布规律，是为了在大量的用电数据中进行拟合，筛选出与猫池用电曲线模型相近或相似的数据出来，给到相关部门进行相关辅助决策，以提升工作效率，降低成本。如果没有本发明方法则需要大批量的排查与分析，耗时又耗人。
48.步骤4：采集海量用户用电数据并生成多条用户用电曲线；
49.将用户用电数据按15分钟一个点进行一次采集，采集瞬时功率数据进行记录，一天则为96个点，即96个瞬时功率数据。采集连续三天的海量用户用电数据，是指每天按向前取三天数据，如10号取9号、8号、7号的数据，11号取10号、9号、8号的数据，依此类推。对每天96个点数据按照节假日与活动管控数据表进行数据清洗，清洗出所需要的用电数据，其它的信息则过滤掉。
50.根据海量用户用电数据生成多条用户用电曲线；所述用户用电曲线与猫池用电曲线类似，其横坐标也为时间，纵坐标为用电瞬时功率。
51.步骤5：将多条用户用电曲线与猫池用电曲线模型进行数据拟合，提取出拟合度在正负5％以内的用户用电曲线作为疑似猫池用电曲线。
52.基于常规用电户的数据采集，将用电户的有效功率数据按每天96个点进行采集(15分钟作为一个采集单元)，由于采集的为大量的用户用电数据，需要从其中找出使用猫池的用电户，需要经过对其进行数据处理及运算，最终从海量的用电户中找出使用猫池的用电户，给到相应的部门进行相应的辅助决策支撑。
53.步骤4采集了大批量数据，如某一个区的或是某一个市甚至是某一个省的数据，将这些数据与步骤3建立的猫池数据进行拟合，此步骤5为比较粗的数据查询，找出相似的数据，不一定要非常精确，在下一步骤6再做更细一步的拟合猫池用电曲线模型相当一个数据样例，在大批量用户用电曲线中找出相近或相似的数据，作为疑似猫池用电曲线。所使用的拟合数据公式介绍如下。
54.设有等距节点xk＝x0 kh(k＝0,1,...n)，步长h为固定值，与现有的采集频率有关，固定为15分钟，即0.25小时。n为采集的数据点数，本发明中n＝96。x0为初始值。设fk＝f(xk)。称相邻两个节点xk、x
k 1
处的函数值的增量δfk＝f
k 1-fk(k＝0,1,...,n)为函数f(x)在点xk处以h为步长的一阶差分，记为δfk，本发明中将其作为两条曲线的拟合度。
55.拟合度就是批量用户用电曲线中的数据与猫池用电曲线中数据的拟合值，可能有增加，也可能有减少，在曲线上表现为猫池用电曲线模型以上的相似曲线及以下的相似曲线，以上相似曲线为正，以下相似曲线为负。
56.步骤6：将疑似猫池用电曲线与猫池用电曲线模型进行二次拟合，将拟合度在阈值范围内的疑似猫池用电曲线对应的猫池用电户进行输出用于辅助决策。
57.提取出拟合度5％的数据后，根据猫池用电曲线模型进行二次拟合，确保所过滤出的数据与模型数据匹配度高度近似。二次拟合是基于上面粗筛选后的疑似猫池用电曲线，再进行一次拟合运算，这次计算的精度更高一些，即设定的拟合度阈值范围要小于5％。拟合数据公式与步骤5类似。通过二次拟合筛选出的数据即为猫池用电户数据，可以查询出相应的信息进行输出用于辅助决策。
58.基于步骤6筛选出来的与猫池用电数据极为相似的用电数据，查询出该猫池用电户的用户基本信息(包括用户号、电表标识)、证件数据信息(包括用户姓名、证件号等)以及
联系方式数据(包括地址、联系电话)等信息，将这些信息给到相关部门，以进行辅助决策，即做出是否需要进行上门排查等决策。
59.本发明通过对已知的猫池用电数据进行分析与建模，构建出猫池用电曲线模型，再进行特定场景下的数据模型与运算匹配。将猫池用电曲线模型作为大批量数据筛选的基础，从大批量用电数据中进行两层筛选，步骤5为第一次筛选，步骤6为第二次筛选，曲线拟合度由公式进行计算得出，有正负值之分。数据曲线拟合度在阈值范围之内则可认为是相近的(即曲线的走向为相似)，即为找出的与猫池用电曲线模型数据相似的用电数据。本发明方法可以比人工更加精确、快速的找出相关联的猫池用电数据信息甚至到具体地址及个人，极大地提升了辅助决策的效率和准确度。
60.基于本发明提供的方法，本发明还提供一种基于用户用电数据的猫池用电行为分析系统，包括：
61.猫池用电数据获取模块，用于获取已知的猫池用电数据并进行数据清洗，得到清洗后的猫池用电数据；
62.猫池用电曲线构建模块，用于根据清洗后的猫池用电数据构建不同时间周期内的猫池用电曲线；
63.猫池用电曲线模型提取模块，用于分析不同时间周期内的猫池用电曲线的分布规律，提取出具有周期性分布规律的猫池用电曲线作为猫池用电曲线模型；
64.用户用电曲线生成模块，用于采集海量用户用电数据并生成多条用户用电曲线；
65.一次数据拟合模块，用于将多条用户用电曲线与猫池用电曲线模型进行数据拟合，提取出拟合度在正负5％以内的用户用电曲线作为疑似猫池用电曲线；
66.二次数据拟合模块，用于将疑似猫池用电曲线与猫池用电曲线模型进行二次拟合，将拟合度在阈值范围内的疑似猫池用电曲线对应的猫池用电户进行输出用于辅助决策。
67.进一步地，本发明还提供一种电子设备，该电子设备可以包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线。其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的计算机程序，以执行所述的基于用户用电数据的猫池用电行为分析方法。
68.此外，上述的存储器中的计算机程序通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个非暂态计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
69.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
70.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说
明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。