引入外部变量的区域碳排放预测方法及系统与流程

本发明属于碳排放预测，具体涉及一种引入外部变量的区域碳排放预测方法及系统。

背景技术：

1、目前预测区域碳排放的方法主要是先根据研究需要，选择可能影响区域碳排放的若干个因素，然后将这些因素放入预测模型中，得到在这些因素影响下，区域碳排放未来的变化。例如申请号为202211521470.3的专利文件中公开的城市碳排放预测方法及系统中，其将人口规模、人均产出、产业结构、工业碳强度与预测模型结合，研究在这些因素影响下城市碳排放的变化。

2、但在研究过程中，也会出现新的可能对区域碳排放产生影响的因素，这种先确定好影响因素再构建模型的方法不能很好地接入新的影响因素，为此，本申请提出一种引入外部变量的区域碳排放预测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种引入外部变量的区域碳排放预测方法及系统，以便于在研究区域碳排放时引入新的外部变量。

2、为此，本发明提供了一种引入外部变量的区域碳排放预测方法，包括：步骤s1，获取区域碳排放数据及其时间序列；步骤s2，将外部变量通过pest模型引入通过区域碳排放数据及其时间序列拟合的arima模型中，得到扩展arima模型；步骤s3，通过扩展arima模型预测区域碳排放。

3、进一步，所述步骤s2，将外部变量通过pest模型引入通过区域碳排放数据及其时间序列拟合的arima模型中，得到扩展arima模型的方法包括：步骤s21，构建自回归计算公式；步骤s22，构建移动平均计算公式；步骤s23，进行数据差分运算；步骤s24，拟合arima模型，并通过pest模型将外部变量引入拟合的arima模型中，得到扩展arima模型。

4、进一步，所述步骤s21，构建自回归计算公式的方法包括：获取时间序列为t的区域碳排放数据y(t)，构建如下自回归计算公式：

5、

6、其中c1是自回归常数，是自回归系数，ε1(t)是自回归误差项。

7、进一步，所述步骤s22，构建移动平均计算公式的方法包括：获取时间序列为t的区域碳排放数据y(t)，构建如下移动平均计算公式：

8、y(t)＝c2+σ(θi*ε(t-i))+ε2(t)；

9、其中c2是移动平均常数，θi是移动平均系数，ε2(t)是移动平均误差项。

10、进一步，所述步骤s23，进行数据差分运算的方法包括：获取时间序列为t的区域碳排放数据y(t)，利用一阶差分运算，即δy(t)＝y(t)-y(t-1)进行数据差分运算。

11、进一步，所述步骤s24，拟合arima模型，并通过pest模型将外部变量引入拟合的arima模型中，得到扩展arima模型的方法包括：获取时间序列为t的外部变量观测值x(t)，构建如下的扩展arima模型：

12、

13、其中，p是自回归的阶数，φ是自回归系数，βm是外部变量的回归系数，q是移动平均的阶数，θq是移动平均系数。

14、另一方面，本申请还提供了一种引入外部变量的区域碳排放预测系统，包括：数据获取模块，其适于获取区域碳排放数据及其时间序列；建模模块，其适于将外部变量通过pest模型引入通过区域碳排放数据及其时间序列拟合的arima模型中，得到扩展arima模型；预测模块，其适于通过扩展arima模型预测区域碳排放。

15、进一步，所述建模模块，其适于将外部变量通过pest模型引入通过区域碳排放数据及其时间序列拟合的arima模型中，得到扩展arima模型，即

16、获取时间序列为t的区域碳排放数据y(t)，构建如下自回归计算公式：

17、

18、其中c1是自回归常数，是自回归系数，ε1(t)是自回归误差项；

19、获取时间序列为t的区域碳排放数据y(t)，构建如下移动平均计算公式：

20、y(t)＝c2+σ(θi*ε(t-i))+ε2(t)；

21、其中c2是移动平均常数，θi是移动平均系数，ε2(t)是移动平均误差项；

22、获取时间序列为t的区域碳排放数据y(t)，利用一阶差分运算，即δy(t)＝y(t)-y(t-1)进行数据差分运算；

23、获取时间序列为t的外部变量观测值x(t)，构建如下的扩展arima模型：

24、

25、其中，p是自回归的阶数，是自回归系数，βm是外部变量的回归系数，q是移动平均的阶数，θq是移动平均系数。

26、本发明的有益效果是，本发明将外部变量通过pest模型引入通过区域碳排放数据及其时间序列拟合的arima模型中提供了引入外部变量来扩展arima模型预测未来碳排放的基本框架。

技术特征：

1.一种引入外部变量的区域碳排放预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的引入外部变量的区域碳排放预测方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的引入外部变量的区域碳排放预测方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的引入外部变量的区域碳排放预测方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的引入外部变量的区域碳排放预测方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的引入外部变量的区域碳排放预测方法，其特征在于，

7.一种引入外部变量的区域碳排放预测系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的引入外部变量的区域碳排放预测系统，其特征在于，

技术总结
本发明属于碳排放预测技术领域，具体涉及一种引入外部变量的区域碳排放预测方法及系统。本引入外部变量的区域碳排放预测方法，包括：步骤S1，获取区域碳排放数据及其时间序列；步骤S2，将外部变量通过PEST模型引入通过区域碳排放数据及其时间序列拟合的ARIMA模型中，得到扩展ARIMA模型；步骤S3，通过扩展ARIMA模型预测区域碳排放。本发明将外部变量通过PEST模型引入通过区域碳排放数据及其时间序列拟合的ARIMA模型中提供了引入外部变量来扩展ARIMA模型预测未来碳排放的基本框架。

技术研发人员：韩凤麟,杜玉吉,钱辉金,王红,张林兵,张金锐
受保护的技术使用者：中节能城市节能研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11