[發(fā)明專利]電力計(jì)費(fèi)分布式并行異常檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811278421.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN111126727B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳重民;鄧?yán)?/a>;呂浩暉;陳廣開;潘煒;陳臣;陳書弘;陳觀娣;陳碧儀;譚致遠(yuǎn);鄧明斌;伍笑顏;黃文科;王馬才;胡文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06;G06N20/00
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 曾銀鳳

一種電力計(jì)費(fèi)分布式并行異常檢測(cè)方法，其包括以下步驟：獲取電網(wǎng)異常問題；獲取電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；采用并行坐標(biāo)下降計(jì)算方法篩選所述電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存在符合所述電網(wǎng)異常問題時(shí)，發(fā)出異常信號(hào)。上述電力計(jì)費(fèi)分布式并行異常檢測(cè)方法，通過利用電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)尤其是電力計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)所自有的一定程度的稀疏性，采用并行坐標(biāo)下降計(jì)算方法篩選電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，且利用數(shù)據(jù)的稀疏性能夠獲得更好的下界并達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，無需每次進(jìn)行遍歷所有數(shù)據(jù)，從而更精確地找到異常問題，降低了算法開銷，極大地提高了異常檢測(cè)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電力計(jì)費(fèi)領(lǐng)域，特別是涉及電力計(jì)費(fèi)分布式并行異常檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

對(duì)于稽查分析來說，電網(wǎng)異常事件通常包括漏報(bào)、誤報(bào)、電表故障、竊電、補(bǔ)貼不當(dāng)、少繳費(fèi)、不繳費(fèi)等違規(guī)違法情況，外在表現(xiàn)大多為電表相對(duì)讀數(shù)為零度，簡稱零度戶。這些情況，通過人工分析比對(duì)，可以識(shí)別發(fā)現(xiàn)大部分問題，但由于工作量繁重，且人工易犯錯(cuò)等缺陷，導(dǎo)致一些稽查錯(cuò)誤，或漏查現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這項(xiàng)人工工作成本巨大，且工作人員往往認(rèn)為這類繁瑣卻又簡單重復(fù)的體力勞動(dòng)沒有任何價(jià)值，工作效率低，容易疲勞。

坐標(biāo)下降算法是一類經(jīng)典且有效的一階算法，用途十分廣泛。坐標(biāo)下降算法的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)沿著某一個(gè)維度去優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)時(shí)候，意味著自變量的其他分量是固定的，所以此時(shí)目標(biāo)函數(shù)變得更加簡單。其次坐標(biāo)下降算法沒有步長參數(shù)，因此節(jié)省了線性搜索步長的開銷。在并行化方面，現(xiàn)在也已經(jīng)提出很多方法。但總體來看，一階算法仍然存在按照順序迭代的約束，使得算法并行化非常困難，因此當(dāng)前坐標(biāo)下降算法的并行度很低。當(dāng)前大數(shù)據(jù)并行化的坐標(biāo)下降算法要解決的關(guān)鍵問題是：原始的坐標(biāo)下降算法在每一次的內(nèi)部迭代中只使用一個(gè)向量去更新迭代變量。并行化的思路自然就是如何同時(shí)的使用多個(gè)向量去更新迭代變量的多個(gè)位置上的元素。但是由于坐標(biāo)下降算法本質(zhì)上是按序依次選取坐標(biāo)去更新的，這種順序的迭代性質(zhì)使得并行化非常困難。這種困難主要表現(xiàn)在：假設(shè)原來設(shè)計(jì)的串行坐標(biāo)下降算法，直接用兩個(gè)或以上線程并行運(yùn)行，多個(gè)線程同時(shí)去更新某一個(gè)迭代向量的多個(gè)元素，這將導(dǎo)致算法和數(shù)據(jù)失效問題：1號(hào)失效和2號(hào)失效。其中，1號(hào)失效是指坐標(biāo)下降算法要求在更新一個(gè)坐標(biāo)時(shí)，其他坐標(biāo)應(yīng)該固定不變；這時(shí)如果多個(gè)線程同時(shí)更新不同坐標(biāo)，就會(huì)導(dǎo)致這種串行算法從原理上失效。2號(hào)失效問題是指前述多個(gè)線程同時(shí)對(duì)原來串行算法的同一個(gè)向量的同一個(gè)元素進(jìn)行改寫，而導(dǎo)致寫失效。

為解決此問題，很多傳統(tǒng)算法都是采取繞開或忽略以上失效問題的方法。如Mini-Batch為了避免數(shù)據(jù)不一致后果，沒有同時(shí)更新多個(gè)位置上元素。PASSCoDe給出了多個(gè)版本算法試圖逐步加大并行度。其中，PASSCoDe-Lock版本實(shí)質(zhì)上是一個(gè)串行算法，并且在性能上甚至不如傳統(tǒng)單機(jī)算法。PASSCoDe-Wild則粗暴選取多個(gè)坐標(biāo)更新，該算法首先存在前述的1號(hào)失效問題，這導(dǎo)致PASSCoDe-Wild在絕大多數(shù)情況下都不會(huì)收斂到最優(yōu)解。為了避免2號(hào)失效問題，PASSCoDe-Atomic通過原子操作去避免寫沖突，但這又犧牲了并行。Mini-Batch繞過失效問題后對(duì)傳統(tǒng)算法的串行計(jì)算過程并行優(yōu)化，但是Mini-Batch方法有以下缺陷：

1)每一個(gè)分塊的更新都比較小，算法的并行度低。

2)采用集中更新方法避免寫沖突。但是，這種集中更新要求每次進(jìn)行更新后對(duì)所有數(shù)據(jù)遍歷一次，這不僅加大了算法開銷，并且對(duì)于分布式并行算法來說是不現(xiàn)實(shí)的。

3)Mini-Batch方法的收斂性隨著分塊的增大而減慢。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種電力計(jì)費(fèi)分布式并行異常檢測(cè)方法。

一種電力計(jì)費(fèi)分布式并行異常檢測(cè)方法，其包括以下步驟：獲取電網(wǎng)異常問題；獲取電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；采用并行坐標(biāo)下降計(jì)算方法篩選所述電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存在符合所述電網(wǎng)異常問題時(shí)，發(fā)出異常信號(hào)。