一种基于arima模型负荷预测的并行化计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于ARIMA模型负荷预测的并行化计 算方法.
【背景技术】
[0002] 电力负荷数据作为时间序列呈现出明显的周期性，而ARIMA模型（自回归积分滑 动平均模型）对周期性特征明显的时间序列具有显著的预测效果。
[0003] 现有技术中，通常利用ARIMA模型进行电力负荷数据的分析和预测，然而，由于该 模型较为复杂，运算量大耗时较长，因此在工程应用中亟需改善。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种基于ARIMA模型负荷预测的并行化计算方法，显著的提 高了计算效率。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种基于ARIMA模型负荷预测的并行化计算方法，该方法包括：
[0007] 步骤S11、根据电力负荷特性，每日同时刻数据之间具有很强的关联性，将原始电 力负荷数据进行划分组成时间序列数据；
[0008] 步骤S12、新建若干线程，将所有线程进行同步，并设置全局共享的计数器，每一新 建的线程均调用一执行函数run()来并行处理划分后的数据；
[0009] 步骤S13、判断当前线程所对应执行函数runO中计数器是否已加锁，若runO中 计数器已加锁，则排队等待；否则，继续执行步骤S14;
[0010] 步骤S14、给该执行函数run〇中计数器加锁，计数增加1，并解锁；
[0011] 步骤S15、根据计数器的数值从时间序列数据中对应的数据，并调用自回归积分滑 动平均模型ARIMA对其进行预测；
[0012] 步骤S16、获得预测后的数据，再跳转至步骤S13,直至时间序列数据中的数据全 部处理完毕。
[0013] 进一步的，调用ARIMA模型对其进行预测包括：
[0014]ARIMA模型记为ARIMA(p，q，d)，其表示对非平稳的随机序列Yt进行d次差分处理 后，得到平稳序列Xt，再将平稳序列Yt拟合为ARIMA(p，q);
[0015]其中，平稳序列Xt的表达式如下：
[0016]
【主权项】
1. 一种基于ARIMA模型负荷预测的并行化计算方法，其特征在于，该方法包括： 步骤S11、根据电力负荷特性，每日同时刻数据之间具有很强的关联性，将原始电力负 荷数据进行划分组成时间序列数据； 步骤S12、新建若干线程，将所有线程进行同步，并设置全局共享的计数器，每一新建的 线程均调用一执行函数run0来并行处理划分后的数据； 步骤S13、判断当前线程所对应执行函数runO中计数器是否已加锁，若runO中计数 器已加锁，则排队等待；否则，继续执行步骤S14 ; 步骤S14、给该执行函数run0中计数器加锁，计数增加1，并解锁； 步骤S15、根据计数器的数值从时间序列数据中对应的数据，并调用自回归积分滑动平 均模型ARIM对其进行预测； 步骤S16、获得预测后的数据，再跳转至步骤S13,直至时间序列数据中的数据全部处 理完毕。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调用ARIMA模型对其进行预测包括： ARIM模型记为ARIM(p，q，d)，其表示对非平稳的随机序列Yt进行d次差分处理后， 得到平稳序列Xt，再将平稳序列Yt拟合为ARIM(p，q); 其中，平稳序列Xt的表达式如下： =巧\父一+…+ 9pXt-p+e! - 9、S一一…一9声叫，tEZ?， 上式中，+ 为自回归过程，P为自回归阶数，0，...，n为自回归系 数；et- 0 1et_i-.. .- 0。et_。为平滑过程，q为滑动平均阶数，0 1，. . .，0。为滑动平均系数；Et为未观察到的白噪声序列，形式为W~N(0, 0 2); 当q= 0时，序列Xt成为自回归模型AR(p)，其表达式如下； 疋=0义1 +…+听义,"+ €,，化Z; 当P= 0时，序列Xt成为滑动平均模型M(q)，其表达式如下： Xt= e t_日1 e t-i_...-日q e t_。，t E Z。
【专利摘要】本发明公开了一种基于ARIMA模型负荷预测的并行化计算方法，该方法包括：根据电力负荷特性，每日同时刻数据之间具有很强的关联性，将原始电力负荷数据进行划分组成时间序列数据；新建若干线程，将所有线程进行同步，并设置全局共享的计数器，利用新建的线程执行run()函数来并行处理划分后的数据；判断run()中计数器是否已加锁，若是，则排队等待；否则，给run()中计数器加锁，计数增加1；根据计数器的数值从时间序列数据中对应的数据，并调用自回归积分滑动平均ARIMA对其进行预测；获得预测后的数据，并解锁，再重复执行上述步骤，直至时间序列数据中的数据全部处理完毕。通过采用本发明的方法，显著的提高了计算效率。
【IPC分类】G06Q50-06, G06Q10-04
【公开号】CN104794548
【申请号】CN201510236495
【发明人】麦鸿坤, 李惊涛, 董雨, 肖坚红, 李春生, 赵永红, 吴熙辰, 陈驰, 吴少雄
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月11日