Новый взгляд аналитики

ПРОГНОЗ ЛИЧНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ

 

Большая семья переезжает в частный дом с готовой планировкой. Электрические коммуникации разведены на три части. Первый элемент представлен кухней с посудомоечной машиной, духовкой и микроволновкой.

Вторым является ванная со стиральной машиной и барабанным сушителем, добавлены холодильник и освещение. В последней группе собраны водонагреватель и кондиционер. Для каждого пространства установлены счётчики, учитывающие расход энергии внутри коттеджа.

За несколько лет с момента покупки накопились значения об израсходовании электроэнергии. Набралось 2075 тысяч строк с поминутной детализацией. Числа имеются по нескольким измерениям. Это общие активная и реактивная мощности, сила и напряжение тока. Автоматические счётчики находятся в уличном шкафу.

Необходимо сделать предсказание ежедневного расхода электричества из розеток. Оно предусматривает построение прогнозной модели на основании наружной информации. Дополнительно предоставлены записи по внутренним приборам учёта.

Сначала создано новое измерение. А именно, разность между активной мощностью и суммой величин указанных выше пространств. Это считается частным потреблением жильцов. Все дальнейшие работы выполнены на платформе Loginom.

Проведена оценка качества информации, доля пропусков составляет 1,25%. Их периоды имеют длительность от одной минуты до целого дня. Для стабилизации сведения сгруппированы по датам. Представленный далее текст создан как гипотеза, основанный на поведении линии на графике.

График исходной динамики потребления электроэнергии

Начиная с 16.12.2006 производился ремонт жилища для семейства и закончился 24.04.2007. Это показывают большая амплитуда колебаний и её максимум. Он значительно превышает среднее за аналогичные месяцы других лет. Далее оставлена короткая выдержка для помещений.

Уже с мая в нём обосновались жильцы. В середине октября 2007 все поехали на регулярное недельное мероприятие. В начале декабря к ним приехали гости, совместная радость затянулась до окончания зимних праздников. Жарким выдался август 2008. Большинство членов поехало в длительный отпуск.

 

В зимний сезон 2008-2009 снова вернулись гости. Все радовались жизни по выходным с утра до ночи. В последующий отрезок времени таких торжеств не наблюдается. Ведь уже прошло два года с момента заселения. Семья стала меньше, и жизнь повернула в стабильное русло.

На втором этапе проведены очистка и трансформация. Удалены записи некорректных интервалов в начале и конце массива, не отражающих типичную динамику. Процесс необходим для построения качественной базы для прогнозирования. Поэтому сдвинуты границы: минимум на 04.06.2007 и максимум на 25.11.2010.

Сгруппированы ряды с детализацией по часам. Первичные пробелы заполнены усреднёнными часовыми величинами по номерам недель смежных лет. Усреднены числа с помощью скользящего окна и проведено сглаживание фильтрами.

Для полученных результатов применена нейросеть, специально настроенная для регрессии. В ней, наряду с начальными сведениями, представляются прогнозы для проверки. Генеральная совокупность разделена случайным образом на два набора: тренировочный и проверочный, пропорция 82:18.

Первая часть аналогично разделена на обучающее и тестовое множества в соотношении 90:10. На них обучалась нейронная сеть. Минимальную ошибку в этом процессе показала топология 4x8x1.

На вход подавались показатели четырёх факторов. Один скрытый слой содержит восемь нейронов. Повсюду используется сигмоидная функция. Единственным выходом значится объём индивидуальной потребления электроэнергии. В конце сделано моделирование на основе проверочного набора.

 

На следующем рисунке можно сравнить фактические, сглаженные и предиктивные уровни. Отклонение прогноза от факта за выделенный период составило 0,4%. Модель не требует частой верификации и доступа на приватную территорию.

График совмещения исходных и модельных данных