识别计量表异常读数的系统及方法_2

文档序号:8431282阅读:来源:国知局
值至中央分析装置108。在这里需要说明的是,每个计量值是对应的计量装置150在一个特定时间点测量得到的,其代表在该特定时间点之前的一个时间段内的能源消耗量。
[0039]在一个实施方式中,与节点102、104及106相关联的一个或者多个计量装置150中的每个计量装置150被分配一个识别码。
[0040]在一个实施方式中,多个节点102、104及106形成特定的网络拓扑,例如网状网络,其中,网络中的每个节点不仅发送和接收与该节点相关的计量值,而且该节点还具备自动路由功能,每个节点和邻近节点进行通信,最终确保多个节点102、104及106获取到的所有计量值都传送至中央分析装置108。在其他的实施方式中,任何其他合适的网络拓扑,例如星状网络,可以被用于传输在中央分析装置108和多个节点102、104及106之间传输计量值。
[0041]在一些实施方式中,多个节点102、104及106获取到的多个计量值可以被存储在数据库中,该中央分析装置108通过访问该数据库即可获得上述获取到的多个计量值。在其他实施方式中,多个节点102、104及106获取到的多个计量值可以被存储于中央分析装置108内部集成的存储装置中。
[0042]请参阅图2,其为一种实施方式的中央分析装置200的功能模块图。中央分析装置200可以执行图1所示中央分析装置108相同的功能。中央分析装置200可以是计算机、工作站、处理装置和/或者其他适合执行软件程序和/或指令以实现本发明目的的装置。在图示实施方式中,中央分析装置200包括处理单元202、网络接口 204及存储装置206。尽管图2没有明确示出,中央分析装置200还可以包括其他合适的输入装置(例如键盘和鼠标)和/或输出装置(例如显示器和打印机)。
[0043]处理单元202与网络接口 204电性耦合,并通过该网络接口 204与多个节点102、104及106建立单向或者双向的通信连接。例如,在一种单向通信连接的实施方式中,处理单元202可以被设置成接收图1所示多个节点102、104及106获取到的多个计量值。在一种双向通信连接的实施方式中,处理单元202可以被设置成从网络接口 204传送指令至多个节点102、104及106,以激活或者唤醒多个计量表150并且从多个计量表150接收多个计量值。在其他的实施方式中,网络接口 204或者其他通信接口可以进一步地被设置成接收其他的信息和/或者数据,例如天气信息、用户类型信息、用户信用信息、用户居住信息,以作为识别计量表150异常读数的辅助信息。这里需要说明的是,用户可以是指个人、公司、装置,以及它们之间的组合。作为一个非限定的实施方式,具有不良信用历史的个人可能具有较大的偷电嫌疑,并且在作计量表异常读数分析可能被分配较高的分数。
[0044]在图示实施方式中,处理单元202与存储装置206电性耦合以执行存储装置206存储的不同软件程序和/或指令,例如操作系统程序214和/或计量表异常读数分析程序216,该计量表异常读数分析程序216将在下文具体描述。作为一个例子,存储装置206可以包括非易失性计算机可读介质,例如flash存储器、光驱、DVD、CD、软驱以及它们的组合。
[0045]通常情况下,处理器202通过执行计量表异常读数分析程序216可以识别多个节点102、104及106处发生的异常电能使用事件。在这里需要说明的是,异常电能使用事件包括偷电行为、计量表安装错误和/或计量表故障等。通过识别异常电能使用事件可以在一定程度上降低或者避免电力提供者(例如煤发电厂、太阳能发电厂)的收入损失,从而提高了针对电力公司的能源利用率,也即实现了针对电力公司的收入保护。
[0046]请参阅图3,请为一种实施方式的计量表异常读数分析程序300的子模块图。计量表异常读数分析程序300可以执行图2所示中央分析装置216相同的功能。在图3所示实施方式中,计量表异常读数分析程序300包括预处理模块302、变化侦测模块304及输出模块 308。
[0047]预处理模块302被设置成用于对多个节点102、104及106产生的多个计量值进行预处理操作,以识别零值、缺失值以及异常值,并进一步地修正多个计量值。作为一个非限定的实施方式,零值具体是指从多个节点102、104及106传输至中央分析装置108的计量值为零千瓦时的电能消耗量,其引起的因素可能包括计量表安装错误,计量表故障或者偷电行为。在一些实施方式中,零值可能会持续一段时间,例如60天。缺失值具体是指多个节点102、104及106没有传输多个计量值至中央分析装置108,其引起的因素可能包括通信故障或者计量表故障。异常值具体是指多个计量值中的某些计量值与其他计量值之间有较大的偏离,例如15分钟内的电能消耗量为lOOOOkwh,其引起的因素可能包括通信故障或者计量表故障。在一些实施方式中,零值、缺失值以及异常值可能使用插值法取代,该插值法基于对相邻计量值的估值来实现。
[0048]预处理模块302进一步被设置成用于对多个节点102、104及106产生的多个计量值进行温度校正操作,通常来说,用户的电能消耗量比较大地受到温度变化的影响,空调系统在夏天运行以及暖气系统在冬天运行都会导致用户的电能消耗量增加。并且,某些计量表还会受到温度因素的影响,例如,温度变化可能导致计量表的读数发生错误。然后,大部分计量表都不会受到温度因素的影响。因此,当执行变化侦测方法,非常有可能出现的事实是:计量表读数的变化或者电能消耗量的变化是由于温度变化引起的。因此,为了反应计量表的真实读数变化,温度校正操作是非常有帮助的。在一个实施方式中,温度数据可以从公开的天气信息网站获得。在其他实施方式中,计量表异常读数分析程序300可以不包括预处理模块302。
[0049]变化侦测模组304被设置成用于获取特定计量表150在一个指定时间段内产生的多个计量值,每个计量值在该指定时间段内的对应时间点产生并代表在该对应时间点之前的一个时间段内的能源消耗量。在一个实施方式中,该指定时间段可以是指120天。在其他的实施方式中,变化侦测模组304被设置成用于获取特定计量表150在一天内的多个计量值,或者获取特定计量表150在一天的白天或晚上的多个计量值;或者获取特定计量表150在工作日(周一至周五)的多个计量值;或者获取特定计量表150在周末的多个计量值,或者获取特定计量表150在一周内的多个计量值,以及它们之间的任意组合。在一些实施方式中,变化侦测模组304用于接收经过预处理模组302预处理后的多个计量值。在另外一些实施方式中,变化侦测模组304用于直接从多个计量表150接收多个计量值。
[0050]变化侦测模组304还用于分析该多个计量值以判断在该指定时间段内是否存在特定时间点,该特定计量表在该特定时间点的计量值发生了预定幅度的下降。若存在该特定时间点,则变化侦测模组304识别出该特定计量表在该特定时间点具有异常读数。
[0051]输出模组308用于产生信息以指示该特定计量表在该特定时间点具有异常读数。由于每个计量表具有识别码,因此电力供应者(例如发电厂)可以知晓异常读数的具体位置。
[0052]在一个实施方式中,图1所示系统100还包括显示装置320,该显示装置320用于显示该具有异常读数的特定计量表。
[0053]图4为一种较佳实施方式的识别计量表异常读数的方法或子程序400的流程图。图3所示变化侦测模块304执行方法或子程序400。在一种具体的实施方式中,变化侦测模块 304 为累加和算法模块(CUSUM algorithm, cumulative sum algorithm)。
[0054]请参阅图4,方法400包括如下步骤:
[0055]步骤402,变化侦测单元304获取特定计量表150在一个指定时间段内产生的多个计量值;每个计量值在该指定时间段内的对应时间点产生并代表在该对应时间点之前的一个时间段内的能源消耗量。在一个实施方式中,上述获取的多个计量值可以在线或者离线获取。在一个实施方式中,上述指定时间段为120天。
[0056]步骤404,变化侦测单元304计算在该特定时间点之前获取到的多个计量值的第一移动平均值。作为一个例子,该特定时间点为120天中的第50天,变化侦测单元304被设置成计算120天中的前50天内获取到的多个计量值的第一移动平均值。
[0057]步骤406,变化侦测单元304计算在该特定时间点之后获取到的多个计量值的第二移动平均值。作为一个例子,该特定时间点为120天中的第50天,变化侦测单元304被设置成计算120天中的后70天内获取到的多个计量值的第二移动平均值。
[0058]步骤408,变化侦测单元304从第一移动平均值中减去第二移动平均值以产生一个差异值;步骤402、404及406被重复执行直到上述指定时间段内的所有时间点都被计算,以产生多个差异值。在一个具体的实施方式中,指定时间段为120天,相对应地,以天为单位,120个时间点被计算,因此总共会有120个差异值产生。
[0059]步骤410,变化侦测单元304判断上述多个差异值中的一个差异值是否具有最大值。若上述多个差异值中的一个差异值具有最大值,则流程进入步骤412。若上述多个差异值中不存在一个差异值具有最大值,则流程返回步骤404。
[0060]步骤412,变化侦测单元304识别出在该指定时间段内存在特定时间点,该特定计量表在该特定时间点的计量值发生了预定幅度的下降。在一个特定的实施方式中,流程进入步骤420以产生信息用于指示该特定计量表存在异常读数。
[0061]在一个实施方式中,图4所示方法400进一步还包括步骤414,416及418。
[0062]步骤414:变化侦测单元304根据在该特定时间点之前获取到的多个计量值估算出一个标准计量值。在一种实施方式中,该标准计量值等于在该特定时间点之前获取到的多个计量值的平均值。
[0063]步骤416:变化侦测单元304计算在该特定时间
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