專利名稱：基站能耗模型建立方法、能耗預(yù)測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基站能耗管理，特別是涉及基站能耗模型建立方法、預(yù)測方法及裝置。
技術(shù)背景
隨著通信業(yè)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，通信行業(yè)所消耗的能源越來越大。最新數(shù)據(jù)表明，整個(gè)中國通信行業(yè)年耗電量已超過200億千瓦時(shí)，耗電占能源消耗總量的90%; 而無線基站的主設(shè)備和配套設(shè)備中的空調(diào)是主要的耗電源。
為了節(jié)能減排，降低企業(yè)運(yùn)營成本，提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的效率和效益，通信運(yùn)營商需要對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及預(yù)測，找出并分析能耗異常變化的站點(diǎn)，根據(jù)標(biāo)桿站點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，建立模型，分析得到不同條件下最優(yōu)的節(jié)能措施和方法，為節(jié)能方案的選擇和能耗運(yùn)行管理體系提供決策依據(jù)。
現(xiàn)有的能耗管理系統(tǒng)存在如下不足1、傳統(tǒng)能耗管理方案采用如BMDP、SPSS等統(tǒng)計(jì)軟件，沒有針對通信業(yè)的能耗管理功能，需要手動導(dǎo)入能耗數(shù)據(jù)，手動確定分析方法和自變量因變量，才能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析； 2、傳統(tǒng)能耗管理系統(tǒng)基本上未涉及能耗模型的建立和預(yù)測。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基站能耗模型建立方法旨在建立合理的能實(shí)施準(zhǔn)確能耗預(yù)測的能耗模型。
本發(fā)明的另一目的是提供一種基站能耗模型建立裝置，可用來建立合理的能實(shí)施準(zhǔn)確能耗預(yù)測的能耗模型。
本發(fā)明的又一目的是提供一種準(zhǔn)確有效的基站能耗預(yù)測方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種準(zhǔn)確有效的基站能耗預(yù)測裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基站能耗模型建立方法，包括以下步驟a.獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)和對應(yīng)預(yù)置自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；b.利用多元線性回歸分析，對步驟a所獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，返回描述此直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型；c.進(jìn)行模型驗(yàn)證；d.根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，再重復(fù)步驟b-c直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到預(yù)定效果。
優(yōu)選地，還包括以下步驟e.將使用能耗模型計(jì)算出的能耗預(yù)測值與對應(yīng)的實(shí)際能耗值比較，通過檢驗(yàn)兩者的相對誤差是否在設(shè)定范圍內(nèi)來判斷能耗模型是否需要重建，如果是，則進(jìn)入步驟f，否則能耗模型建立完畢；f.根據(jù)相對誤差的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模型修正，再重復(fù)步驟b-e直至檢驗(yàn)結(jié)果表明相對誤差在設(shè)定范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，步驟f中的模型修正包括從步驟a所獲取的數(shù)據(jù)中剔除部分能耗數(shù)據(jù)和基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，該部分?jǐn)?shù)據(jù)是使能耗預(yù)測值與實(shí)際能耗值偏差落入預(yù)定范圍的數(shù)據(jù)，或者是根據(jù)擬合曲線判斷偏離的散點(diǎn)分布落入預(yù)定范圍的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述自變量包括載頻數(shù)、基站面積、房屋能耗系數(shù)、主設(shè)備能耗系數(shù)、空調(diào)能耗系數(shù)、開關(guān)電源能耗系數(shù)和月度業(yè)務(wù)量中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述步驟b中，直線擬合的回歸方程為 y = In1X1 + m2x2 + · · · mnxn+ b所述回歸分析參數(shù)包括系數(shù)I^nvmn、各系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差值Se1, se2, sen、常量b 及常量b的標(biāo)準(zhǔn)誤差值Seb、判定系數(shù)R2、回歸平方和Q1 (SMg)、殘差平方和Q2 (Sresid)0
優(yōu)選地，所述模型驗(yàn)證包括變量相關(guān)性檢驗(yàn)，所述變量相關(guān)性檢驗(yàn)包括以下步驟cll.根據(jù)回歸分析參數(shù)計(jì)算復(fù)相關(guān)系數(shù)R為R= (Q1ZSyy)1^=(1-Q2ZSyy)1/2其中Syy= Σ (y1-y_)2，為y的總離差平方和，是每一觀測值Ji與其平均值I的離差的平方的總和，且Syy= Q1+ Q2 ；Q1= Σ (y\_y_)2，為y的回歸平方和，是每一計(jì)算值與平均值y_的離差的平方的總 和；Q2=E (y1-y\)2=E ε Λ為y的殘差平方和，是每一觀測值71與計(jì)算值的離差的平方的總和；cl2.根據(jù)復(fù)相關(guān)系數(shù)R得到判定系數(shù)R2為R2= I— (Σ (y1-y\)2/(m-n-l)) /( Σ (y「y_)2/(m-l))其中m-1為Syy的自由度f，n為Q1的自由度fpm-n-l為Q2的自由度f2，f、f\、f2為統(tǒng)計(jì)量中含獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)，m為觀測量數(shù)目，η為自變量數(shù)目；cl3.根據(jù)判定系數(shù)R2值判斷回歸方程的擬合優(yōu)度是否達(dá)到設(shè)定要求。
優(yōu)選地，所述模型驗(yàn)證還包括回歸方程顯著性F檢驗(yàn)，所述回歸方程顯著性F檢驗(yàn)包括以下步驟c21.計(jì)算統(tǒng)計(jì)量F= (Q1Ai)/ (Q2/(m-n-1))F為回歸均方差與剩余均方差的比值，c22.根據(jù)F值判斷回歸方程的顯著性是否達(dá)到設(shè)定要求。
優(yōu)選地，步驟d中的模型修正包括剔除部分能耗數(shù)據(jù)和基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)以對復(fù)相關(guān)系數(shù)R進(jìn)行修正，使得判定系數(shù) R2達(dá)到O. 8以上。
優(yōu)選地，步驟a中，所述能耗數(shù)據(jù)和所述基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)從基站配備的動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)(簡稱動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng))中獲取。
一種使用前述任一項(xiàng)的能耗模型建立方法建立的能耗模型預(yù)測能耗的方法，包括以下步驟根據(jù)欲預(yù)測的時(shí)期，獲取基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；調(diào)用已建立的能耗模型，代入基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，計(jì)算出能耗預(yù)測值。
一種基站能耗模型建立裝置，包括模型數(shù)據(jù)獲取裝置，用于獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)和對應(yīng)預(yù)置自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；模型建立裝置，用于利用多元線性回歸分析，對所獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，返回描述所擬合的直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型；模型驗(yàn)證裝置，用于進(jìn)行模型驗(yàn)證；·模型修正裝置，用于根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到預(yù)定效果。
優(yōu)選地，還包括模型預(yù)測檢驗(yàn)裝置，用于將使用能耗模型計(jì)算出的能耗預(yù)測值與對應(yīng)的實(shí)際能耗值比較，通過檢驗(yàn)兩者的相對誤差是否在設(shè)定范圍內(nèi)來判斷能耗模型是否需要重建；所述模型修正裝置還用于根據(jù)相對誤差檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至檢驗(yàn)結(jié)果表明相對誤差在設(shè)定范圍內(nèi)。
一種基站能耗預(yù)測裝置，其使用前述的基站能耗模型建立裝置建立的能耗模型， 包括數(shù)據(jù)獲取裝置，用于根據(jù)欲預(yù)測的時(shí)期，獲取基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；預(yù)測值計(jì)算裝置，用于調(diào)用被選中的能耗模型，代入基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，計(jì)算出能耗預(yù)測值。
本發(fā)明有益的技術(shù)效果是本發(fā)明利用多元線性回歸分析，對所獲歷史的能耗數(shù)據(jù)和基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，通過返回描述此直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型，并經(jīng)模型驗(yàn)證，再根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到期望的效果，本發(fā)明的基站能耗模型建立方法和建立裝置，不但能建立具有預(yù)測功能的能耗模塊，而且其所建立的能耗模型是合理有效的，相比以往的能耗管理系統(tǒng)，通過本發(fā)明獲得的能耗模型具有準(zhǔn)確的能耗預(yù)測功能。


圖1為根據(jù)本發(fā)明基站能耗模型建立方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖2展示了本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例基站能耗模型建立的具體步驟；圖3展示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例基站能耗預(yù)測的具體步驟；圖4根據(jù)本發(fā)明基站能耗模型建立裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖5根據(jù)本發(fā)明基站能耗預(yù)測裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
可利用線性回歸分析預(yù)測法建立能耗模型?；貧w分析預(yù)測法是一種研究自變量和因變量之間的非確定性因果關(guān)系，以便預(yù)測因變量未來發(fā)展趨勢的統(tǒng)計(jì)方法。它是在分析自變量和因變量之間相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立變量之間的回歸方程，并將回歸方法作為預(yù)測模型。在自變量選擇中，業(yè)務(wù)量、空調(diào)設(shè)備系數(shù)、主設(shè)備系數(shù)等都和用電量(能耗)是相關(guān)關(guān)系。
參見圖1，在一個(gè)實(shí)施例里，基站能耗模型建立方法包括以下步驟a.獲取模型數(shù)據(jù)獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)和對應(yīng)預(yù)置自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；b.建立模型利用多元線性回歸分析，對所獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，返回描述所擬合的直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型；c.模型驗(yàn)證進(jìn)行模型驗(yàn)證，從而判斷所建立的能耗模型是否已達(dá)到預(yù)定效果；d.模型修正根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，再重復(fù)步驟b-c直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到預(yù)定效果。
參見圖1，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例里，在步驟d后還包括以下步驟e.將使用能耗模型計(jì)算出的能耗預(yù)測值與對應(yīng)的實(shí)際能耗值比較，通過檢驗(yàn)兩者的相對誤差是否在設(shè)定范圍內(nèi)來判斷能耗模型是否需要重建，如果是，則進(jìn)入步驟f，否則能耗模型建立完畢； f.根據(jù)相對誤差的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模型修正，再重復(fù)步驟b-e直至檢驗(yàn)結(jié)果表明相對誤差在設(shè)定范圍內(nèi)。
在更優(yōu)選的實(shí)施例里，步驟f中的模型修正包括從步驟a獲取的數(shù)據(jù)中剔除部分能耗數(shù)據(jù)和基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，該部分?jǐn)?shù)據(jù)是使能耗預(yù)測值與實(shí)際能耗值偏差落入設(shè)定范圍的數(shù)據(jù)，或者是根據(jù)擬合曲線判斷偏離的散點(diǎn)分布落入設(shè)定范圍的數(shù)據(jù)。
以下結(jié)合圖1進(jìn)一步描述更優(yōu)的實(shí)施例及其中一些步驟的優(yōu)選特征。
1、根據(jù)預(yù)置自變量獲取數(shù)據(jù)移動通信基站的能耗相關(guān)因素包括載頻數(shù)、基站面積、基站的建筑材料及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、 主設(shè)備品牌及型號、空調(diào)品牌及型號、開關(guān)電源品牌及型號、月度業(yè)務(wù)量等，統(tǒng)稱為基站能耗參數(shù)。
優(yōu)選地，預(yù)置7個(gè)與能耗相關(guān)性較大的因素作為7個(gè)自變量載頻數(shù)、基站面積、房屋能耗系數(shù)、主設(shè)備能耗系數(shù)、空調(diào)能耗系數(shù)、開關(guān)電源能耗系數(shù)、月度業(yè)務(wù)量。
獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)及與所確定的自變量對應(yīng)的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)。
2、建立模型根據(jù)變量y與其多種影響因素(Xl，X2,-, χη)間基本存在線性關(guān)系，進(jìn)行多元線性回歸分析。理論回歸方程為y = Hi1X1 + m2x2 + . . . mnxn+ by為用電量即能耗值，X1, X2,-, Xn與7存在線性關(guān)系的載頻數(shù)、基站面積、房屋能耗系數(shù)、月度業(yè)務(wù)量等基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)。
經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和函數(shù)轉(zhuǎn)換，可將這些基站能耗參數(shù)轉(zhuǎn)化成為與用電量y線性關(guān)系的變量X1, X2,-, Xn。例如，可運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件對各品牌的月度能耗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)， 其中能耗消耗最大的大功率品牌能耗系數(shù)為I (最大值)，能耗消耗最小的小功率品牌能耗系數(shù)為O (最小值)，以達(dá)到將非線性函數(shù)關(guān)系的品牌型號轉(zhuǎn)換為與基站能耗線性函數(shù)關(guān)系的目的。
利用預(yù)先提供的回歸分析模塊，通過使用最小二乘法對所獲的歷史能耗數(shù)據(jù)、基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳直線擬合，可以返回描述所擬合的直線的回歸分析參數(shù)系數(shù) In1, nv“mn、各系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差值Se1, se2, . . .，sen、常量b及其標(biāo)準(zhǔn)誤差值Seb、判定系數(shù)R2、 回歸平方和Q1、殘差平方和Q2等。如此，建立起能耗模型。
3、模型驗(yàn)證模型驗(yàn)證包括變量相關(guān)性檢驗(yàn)和回歸方程顯著性F檢驗(yàn)。
(I)變量相關(guān)性檢驗(yàn)計(jì)算復(fù)相關(guān)系數(shù)R為R= (Q1ZSyy)1^=(1-Q2ZSyy)1/2 其中Syy= Σ (y1-y_)2，為y的總離差平方和，是每一歷史能耗值Ji與其平均值I的離差的平方的總和，反映歷史能耗值與平均值的離散程度，Syy越大則表示y波動越大，且Syy= Q1+ Q2 ；Q1= Σ (y\_y_)2，為y的回歸平方和，是每一計(jì)算值與平均值y_的離差的平方的總和，反映估計(jì)值與平均值的離散程度，即自變量X的重要程度，Q1越大表示由Λ X引起y的波動越大，其與回歸方程有關(guān)；Q2=E (y1-y\)2=E ε Λ為y的殘差平方和，是每一歷史能耗值71與計(jì)算值y\的離差的平方的總和，反映歷史能耗值與計(jì)算值偏差，92越大表示由其它因素影響引起y的隨機(jī)波動越大，其與回歸方程有關(guān)。
復(fù)相關(guān)系數(shù)反映因變量與所有自變量間整體線性關(guān)系的密切程度，即曲線的擬合優(yōu)度。
根據(jù)復(fù)相關(guān)系數(shù)R得到判定系數(shù)R2為R2= I— (Σ (y1-y\)2/(m-n-l)) /( Σ (y「y_)2/(m-l))其中m-1為Syy的自由度f，η為Q1的自由度f1; m-n_l為Q2的自由度f2，f、fKf2為統(tǒng)計(jì)量中含獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)，m為觀測量數(shù)目，η為自變量數(shù)目。
根據(jù)判定系數(shù)R2，能解釋因變量y的波動中由整體X引起的百分比率，其值在0-1 之間，值越大表明回歸方程的擬合優(yōu)度越好。優(yōu)選可以設(shè)定，對于判定系數(shù)R2而言，預(yù)定效果是要求R2的驗(yàn)證值達(dá)到O. 8以上。
(2)回歸方程顯著性F檢驗(yàn)優(yōu)選的，還進(jìn)一步進(jìn)行顯著性F檢驗(yàn)。顯著性F檢驗(yàn)是進(jìn)行方差分析，其作用是檢驗(yàn)因變量y與自變量X1, X2,…，χη整體有無線性關(guān)系。
計(jì)算統(tǒng)計(jì)量F為F= (Q1Ai)/ (Q2/(m-n-1))F為回歸均方差與剩余均方差的比值，F(xiàn)值越大回歸關(guān)系越顯著。
計(jì)算概率上的臨界值Fa (n，m-n-1)，其中顯著性水平a通?？扇镺. 1，O. 05，或0.01。若計(jì)算出的F < Fa (n，m-n-1)，即F值小于臨界值Fa (n，m-n_l)，則說明因變量與自變量之間不存在回歸關(guān)系；若F彡Fa (n, m-n-1)，即F值在臨界值Fa (n, m-n-1)以上，說明因變量與自變量之間存在回歸關(guān)系，多元線性回歸模型在顯著性水平a下有顯著意義，且 F值越大，回歸關(guān)系明顯。
4、根據(jù)模型驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行模型修正通過模型驗(yàn)證的結(jié)果，模型可能存在自相關(guān)、非線型、非常數(shù)方差等特征，例如判定系數(shù)R2的值趨近于O或F值遠(yuǎn)小于臨界值Fa，就需要剔除因變量或自變量的數(shù)據(jù)。
通過剔除數(shù)據(jù)，清除一些自變量和基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)、歷史能耗數(shù)據(jù)的影響，對復(fù)相關(guān)系數(shù)R進(jìn)行修正，可得到修正后的判定系數(shù)R2= I— (Σ (y1-y\)2/(m-n-l)) /( Σ (y「y_)2/(m-l))其中Syy的自由度Pm-LQ1的自由度A=I^Q2的自由度f2=m-l-n，f為統(tǒng)計(jì)量中含獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)，m為觀測量數(shù)目，η為自變量數(shù)目。
根據(jù)需要可進(jìn)行多次變量調(diào)整，通過剔除因變量或自變量的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換將因變量與自變量的非線性函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化成為線性關(guān)系。
優(yōu)選地，修改后使用的模型判定系數(shù)優(yōu)選至少達(dá)到O. 8以上，以達(dá)到比較合理的、 理想的模型擬合效果，以及修改后使驗(yàn)證顯著性F的結(jié)果達(dá)到期望要求。
5、模型預(yù)測檢驗(yàn)將已知的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)代入到所建立的能耗模型，計(jì)算出能耗預(yù)測值，再與對應(yīng)的實(shí)際能耗值比較，檢驗(yàn)兩者的相對誤差是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，在非設(shè)定范圍內(nèi)則繼續(xù)進(jìn)行模型修正，重建模型。
6、根據(jù)模型預(yù)測檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模型修正在該模型修正過程中，可以由系統(tǒng)自動剔除預(yù)測值與現(xiàn)實(shí)值偏差最大的一部分?jǐn)?shù)據(jù)， 例如預(yù)測值與現(xiàn)實(shí)值偏差超過 30%的數(shù)據(jù)范圍，或者偏差最大的前10%數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)后可自動重建模型和回歸分析。也可以由用戶手動剔除散點(diǎn)分布比較明顯的數(shù)據(jù)，也能達(dá)到修正模型的目的。散點(diǎn)是指在模型預(yù)測檢驗(yàn)后，根據(jù)擬合數(shù)據(jù)生成擬合曲線，在曲線圖上預(yù)測值與現(xiàn)實(shí)值偏差較大，例如散點(diǎn)分布超過縱坐標(biāo)值的三分之一，且呈現(xiàn)發(fā)散分布趨勢的點(diǎn)。
以下結(jié)合圖2說明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的能耗模型建立的具體步驟步驟SOl)首先，根據(jù)查詢請求，采集動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)記錄的歷史用電數(shù)據(jù)和對應(yīng)于預(yù)置自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，判斷是否已記錄所查詢年月份的歷史用電數(shù)據(jù)，如是，進(jìn)入步驟S03，如否，進(jìn)入步驟S02 ；步驟S02)提示數(shù)據(jù)不存在，是否有手動錄入數(shù)據(jù)，是則進(jìn)入步驟S03)，否則結(jié)束本流步驟S03)調(diào)用服務(wù)端的回歸分析模塊，代入剛查詢到(或新錄入的)的歷史用電數(shù)據(jù)、 基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，計(jì)算并返回回歸分析參數(shù)和擬合數(shù)據(jù)，至此建立起能耗模型；步驟S04)調(diào)用服務(wù)端的模型驗(yàn)證模塊，代入上一步計(jì)算的模型數(shù)據(jù)及其基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，校驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嚓P(guān)性和顯著性F ；如果模型相關(guān)性校驗(yàn)與顯著性F校驗(yàn)通過，接下來進(jìn)入步驟S06，進(jìn)行模型預(yù)測檢驗(yàn)； 如果模型相關(guān)性校驗(yàn)與顯著性F校驗(yàn)任一者不通過，接下來進(jìn)入步驟S05，進(jìn)行模型修正；在此階段，可通過界面向用戶顯示模型的判定系數(shù)、觀測值等系數(shù)，如果模型相關(guān)性校驗(yàn)與顯著性F校驗(yàn)通過，可在界面上顯示推薦用戶使用此模型的提示，如果不通過，可在界面上顯示不建議使用此模型的提示；步驟S05)可以通過剔除因變量或自變量的數(shù)據(jù)，重建模型，修正復(fù)相關(guān)系數(shù)R來滿足判定系數(shù)R2的條件，以及使顯著性F滿足條件；步驟S06)進(jìn)一步進(jìn)行模型預(yù)測檢驗(yàn)，計(jì)算出能耗預(yù)測值，再與對應(yīng)的實(shí)際能耗值進(jìn)行比較分析，或觀察此模型的擬合效果圖像，判斷相對誤差是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，從而確定是否繼續(xù)進(jìn)行模型修正；如果模型預(yù)測檢驗(yàn)通過，進(jìn)入步驟S07，保存模型；如果模型預(yù)測檢驗(yàn)不通過，接下來返回步驟S05，繼續(xù)模型修正并重建模型根據(jù)模型驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行模型修正時(shí)，可向用戶提供兩種選擇手動修正處理或自動地對模型進(jìn)行修正處理；如果選為自動修正，則在由已建模型獲得的預(yù)測值的基礎(chǔ)上，由系統(tǒng)自動剔除預(yù)測值與現(xiàn)實(shí)值偏差最大的前10%數(shù)據(jù)，再重建模型；如果選為手動修正，用戶可以手動剔除預(yù)測值與現(xiàn)實(shí)值偏差較大而達(dá)到設(shè)定閾值的數(shù)據(jù)，再重建模型；步驟S07)保存所建立的能耗模型。
當(dāng)前述的模型驗(yàn)證和模型預(yù)測檢驗(yàn)都通過時(shí)，說明此模型是一個(gè)比較合理的、理想的模型，使用這個(gè)模型計(jì)算出來的能耗預(yù)測值將與對應(yīng)實(shí)際能耗值相對誤差較小，所以， 可保存此能耗模型以供將來實(shí)施準(zhǔn)確的能耗預(yù)測。
以下結(jié)合圖3說明一種實(shí)施例的能耗預(yù)測方法，包括以下步驟步驟S11)根據(jù)欲預(yù)測的時(shí)期獲取能耗相關(guān)因素?cái)?shù)據(jù)即基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，例如 根據(jù)欲預(yù)測的年月份，調(diào)用服務(wù)端的查詢模塊，查詢動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)中的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；如查詢到相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟S12)；如查詢結(jié)果為空，進(jìn)入步驟S13)；步驟S12)調(diào)用被選中的能耗模型，代入基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，計(jì)算出能耗模型預(yù)測值；步驟S13)系統(tǒng)提示數(shù)據(jù)不存在，并判斷是否有手動錄入數(shù)據(jù)，是則進(jìn)入步驟S12)，否則結(jié)束本流程。
按照用戶指令，系統(tǒng)可從所有地區(qū)或分組的已保存能耗模型中自動加載被選中的模型。
在另一方面，本發(fā)明還提供一種基站能耗模型建立裝置，在圖4所示的實(shí)施例里， 其包括 模型數(shù)據(jù)獲取裝置100，用于預(yù)置自變量并獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)和對應(yīng)所述自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；模型建立裝置200，用于利用多元線性回歸分析，對所獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，返回描述此直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型；模型驗(yàn)證裝置300，用于進(jìn)行模型驗(yàn)證；模型修正裝置400，用于根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到期望的效果。
優(yōu)選地,該建立裝置還包括模型預(yù)測檢驗(yàn)裝置，用于將使用能耗模型計(jì)算出的能耗預(yù)測值與對應(yīng)的實(shí)際能耗值比較，通過檢驗(yàn)兩者的相對誤差是否在設(shè)定范圍內(nèi)來判斷能耗模型是否需要重建。
所述模型修正裝置還用于根據(jù)相對誤差檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至檢驗(yàn)結(jié)果表明相對誤差在設(shè)定范圍內(nèi)。
在另一方面，本發(fā)明還提供一種基站能耗預(yù)測裝置，其使用前述的基站能耗模型建立裝置建立的能耗模型，在圖5所示的實(shí)施例里，其包括數(shù)據(jù)獲取裝置500，用于根據(jù)欲預(yù)測的時(shí)期獲取基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；預(yù)測值計(jì)算裝置600，用于調(diào)用被選中的能耗模型，代入基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，計(jì)算出能耗預(yù)測值。
在多種實(shí)施例中，所述建立裝置和所述預(yù)測裝置可以參照對應(yīng)方法的各種優(yōu)選實(shí)施例的特征來實(shí)施具體配置。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局 限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基站能耗模型建立方法，其特征在于，包括以下步驟 a.獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)和對應(yīng)預(yù)置自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)； b.利用多元線性回歸分析，對步驟a所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，返回描述所擬合的直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型； c.進(jìn)行模型驗(yàn)證； d.根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，再重復(fù)步驟b-c直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到預(yù)定效果。
2.如權(quán)利要求1所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于，還包括以下步驟 e.將使用能耗模型計(jì)算出的能耗預(yù)測值與對應(yīng)的實(shí)際能耗值比較，通過檢驗(yàn)兩者的相對誤差是否在設(shè)定范圍內(nèi)來判斷能耗模型是否需要重建，如果是，則進(jìn)入步驟f，否則能耗模型建立完畢； f.根據(jù)相對誤差的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模型修正，再重復(fù)步驟b-e直至檢驗(yàn)結(jié)果表明相對誤差在設(shè)定范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于， 步驟f中的模型修正包括從步驟a所獲取的數(shù)據(jù)中剔除部分能耗數(shù)據(jù)和基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，該部分?jǐn)?shù)據(jù)是使能耗預(yù)測值與實(shí)際能耗值偏差落入預(yù)定范圍的數(shù)據(jù)，或者是根據(jù)擬合曲線判斷偏離的散點(diǎn)分布落入預(yù)定范圍的數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于，所述自變量包括載頻數(shù)、基站面積、房屋能耗系數(shù)、主設(shè)備能耗系數(shù)、空調(diào)能耗系數(shù)、開關(guān)電源能耗系數(shù)和月度業(yè)務(wù)量中一種或多種。
5.如權(quán)利要求1或2所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于，所述步驟b中，直線擬合的回歸方程為 y = In1X1 + m2x2 + mnxn+ b 所述回歸分析參數(shù)包括系數(shù)叫為…隊(duì)、各系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差值Se1, se2, sen、常量b及常量b的標(biāo)準(zhǔn)誤差值Seb、判定系數(shù)R2、回歸平方和Q1 (SMg)、殘差平方和Q2 (Sresid)0
6.如權(quán)利要求5所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于，所述模型驗(yàn)證包括變量相關(guān)性檢驗(yàn)，所述變量相關(guān)性檢驗(yàn)包括以下步驟 cll.根據(jù)回歸分析參數(shù)計(jì)算復(fù)相關(guān)系數(shù)R為 R= (Q1ZSyy) 1/2=(1-Q2/Syy)1/2 其中Syy= E (yi_y_)2，為y的總離差平方和，是每一觀測值Ji與其平均值I的離差的平方的總和，且Syy= Q1+ Q2 ； Q1= E (y\_y_)2，為y的回歸平方和，是每一計(jì)算值與平均值y_的離差的平方的總和； Q2=E (y1-y\)2=E ^2，為y的殘差平方和，是每一觀測值71與計(jì)算值的離差的平方的總和； cl2.根據(jù)復(fù)相關(guān)系數(shù)R得到判定系數(shù)R2為 R2= I— (E (y1-y\)2/(m-n-l)) /(E (y「y_)2/(m-l)) 其中m-1為Syy的自由度f，n為Q1的自由度fpm-n-l為Q2的自由度f2，f、f\、f2為統(tǒng)計(jì)量中含獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)，m為觀測量數(shù)目，n為自變量數(shù)目；cl3.根據(jù)判定系數(shù)R2值判斷回歸方程的擬合優(yōu)度是否達(dá)到設(shè)定要求。
7.如權(quán)利要求6所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于，所述模型驗(yàn)證還包括回歸方程顯著性F檢驗(yàn)，所述回歸方程顯著性F檢驗(yàn)包括以下步驟 c21.計(jì)算統(tǒng)計(jì)量F= (Q1Ai)/ (Q2/(m-n-1)) F為回歸均方差與剩余均方差的比值， c22.根據(jù)F值判斷回歸方程的顯著性是否達(dá)到設(shè)定要求。
8.如權(quán)利要求6所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于，步驟d中的模型修正包括 剔除部分能耗數(shù)據(jù)和基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)以對復(fù)相關(guān)系數(shù)R進(jìn)行修正，使得判定系數(shù)R2達(dá)到0. 8以上。
9.如權(quán)利要求1或2所述的基站能耗模型建立方法，其特征在于，步驟a中，所述能耗數(shù)據(jù)和所述基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)從基站配備的動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中獲取。
10.一種使用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法建立的能耗模型預(yù)測能耗的方法，其特征在于，包括以下步驟 根據(jù)欲預(yù)測的時(shí)期獲取基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)； 調(diào)用已建立的能耗模型，代入基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，計(jì)算出能耗預(yù)測值。
11.一種基站能耗模型建立裝置，其特征在于，包括 模型數(shù)據(jù)獲取裝置，用于獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)和對應(yīng)預(yù)置自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)； 模型建立裝置，用于利用多元線性回歸分析，對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，返回描述所擬合的直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型； 模型驗(yàn)證裝置，用于進(jìn)行模型驗(yàn)證； 模型修正裝置，用于根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到預(yù)定效果。
12.如權(quán)利要求11所述的基站能耗模型建立裝置，其特征在于，還包括 模型預(yù)測檢驗(yàn)裝置，用于將使用能耗模型計(jì)算出的能耗預(yù)測值與對應(yīng)的實(shí)際能耗值比較，通過檢驗(yàn)兩者的相對誤差是否在設(shè)定范圍內(nèi)來判斷能耗模型是否需要重建； 所述模型修正裝置還用于根據(jù)相對誤差檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至檢驗(yàn)結(jié)果表明相對誤差在設(shè)定范圍內(nèi)。
13.—種基站能耗預(yù)測裝置，其使用權(quán)利要求11或12所述的基站能耗模型建立裝置建立的能耗模型，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)獲取裝置，用于根據(jù)欲預(yù)測的時(shí)期獲取基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)； 預(yù)測值計(jì)算裝置，用于調(diào)用被選中的能耗模型，代入基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)，計(jì)算出能耗預(yù)測值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基站能耗模型建立方法，包括以下步驟a.預(yù)置自變量并獲取歷史的能耗數(shù)據(jù)和對應(yīng)所述自變量的基站業(yè)務(wù)及配置數(shù)據(jù)；b.利用多元線性回歸分析，對所獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，返回描述所擬合的直線的回歸分析參數(shù)，建立起能耗模型；c.進(jìn)行模型驗(yàn)證；d.根據(jù)模型驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行模型修正，直至模型驗(yàn)證的結(jié)果表明所獲得的能耗模型已達(dá)到期望的效果。在此還公開了一種基站能耗預(yù)測方法。在此還公開了相應(yīng)的基站能耗模型建立裝置和基站能耗預(yù)測裝置。相比以往的能耗管理系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明獲得的能耗模型具有準(zhǔn)確有效的能耗預(yù)測功能。
文檔編號H04W24/06GK103024761SQ20111028819
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉旭培, 曾穎, 潘水君, 張寧, 張登科 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司