本發(fā)明屬于天然氣需求預測領域，特別涉及一種城市燃氣月度用氣量預測方法、裝置及存儲介質(zhì)。

背景技術：

1、目前城燃公司對于居民用戶采用“先交費、后用氣”制度，居民繳費的周期受到個人交費習慣、天氣用氣量等各種因素的影響，同時隨著居民生活生活水平提高，很多居民采用天然氣用于采暖和生活用熱水等帶來天然氣需求的變化，導致城市燃氣公司無法準確獲取居民的月度需求。

2、目前的居民天然氣預測方法主要采用指標法、抽樣調(diào)研法和城燃結構減法等方法預測居民用氣量。指標法主要是根據(jù)城燃公司或相似城市的歷史數(shù)據(jù)計算居民用氣指標(m3/人.月)，通過居民氣化率(指已使用天然氣的用氣戶數(shù)占安裝天然氣的總戶數(shù)的比率)或者居民用氣戶數(shù)預測居民用氣量。抽樣調(diào)研法是通過對城市燃氣公司極小量的居民用戶進行抄表，以獲取居民用氣量。城燃結構減法是城市燃氣公司采用總銷售量-工業(yè)用氣量-公服用氣量，以獲取居民的用氣量。

3、指標法是基于歷史數(shù)據(jù)或者相似城市的數(shù)據(jù)得出，由于居民用戶的銷量受到用氣人口、溫度、用氣習慣變化等因素影響，導致逐年的居民用氣指標是變化，單個指標無法體現(xiàn)居民的實際需求量。抽樣調(diào)研法，由于抽樣的樣本較小，城市燃氣公司不同居民用戶的用氣行為波動性較大，抽樣調(diào)研的費事且效率低下。城燃結構減法，由于城燃公司很多工業(yè)用戶和公服用戶采用抄表方式計算其用氣量，抄表周期在0.5月-6個月不等，導致工業(yè)用戶和公服用戶的天然氣消費量不準確，因此計算的居民用氣量也不準確。

4、綜上，現(xiàn)有的天然氣預測方法均無法準確獲取居民的月度天然氣需求。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種城市燃氣月度用氣量預測方法、裝置及存儲介質(zhì)，采用以下技術方案：

2、一種城市燃氣月度用氣量預測方法，包括以下步驟：收集城市非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)和燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)；根據(jù)非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)，計算城市居民歷史年度用氣總量；對燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)進行預處理，獲得非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)；根據(jù)城市居民歷史年度用氣總量和非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)，計算城市所有居民歷史月度總用氣量；基于城市所有居民歷史月度總用氣量，采用prophet模型預測城市燃氣月度總用氣量需求。

3、進一步的，收集城市非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)和燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)包括以下步驟：

4、根據(jù)城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表的安裝時間，確定獲取城市非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)和燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)的時間范圍。

5、進一步的，非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)包括每一戶居民預繳費購買氣量和繳費時間；燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)包括每日用氣量。

6、進一步的，根據(jù)非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)，計算城市居民歷史年度用氣總量包括以下步驟：

7、基于居民預繳費購買氣量和間隔周期，采用插值法計算每一戶居民在每一年的天然氣年度用氣量；

8、對于僅繳費1次的新安裝用戶，如果繳費時間和計算年在同一年，居民預繳費購買氣量計算當年；如果計算年-繳費時間所在年度>1，則按照計算年12月和繳費時間所在月進行插值計算獲得每一年的居民天然氣年度用氣量；

9、確定城市居民歷史第i年度用氣總量等于每一戶居民的第i年度的天然氣年度用氣量之和。

10、進一步的，對燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)進行預處理，獲得非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)包括以下步驟：

11、在燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)中，若單個居民用戶的用氣缺失值>14天，則從歷史用氣數(shù)據(jù)中刪除該用戶；

12、基于局部異常因子算法，確定每個月歷史用氣數(shù)據(jù)中日天然氣用氣量的異常值；

13、對于確定為異常值的當日天然氣用氣量，采用前后各3天內(nèi)天然氣用氣量平均值替代異常值，獲得非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)。

14、進一步的，根據(jù)城市居民歷史年度用氣總量和非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)，計算城市所有居民歷史月度總用氣量包括以下步驟：

15、通過非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)，獲取所有非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶在第i年第j月度度內(nèi)天然氣用量之和，并確定所有非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶在第i年第j月度度內(nèi)天然氣用量之和等于非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度總銷量；

16、根據(jù)非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度總銷量和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶數(shù)量，確定城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量；

17、根據(jù)城市居民歷史第i年度用氣總量和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量，確定居民用戶通氣率；

18、根據(jù)居民用戶通氣率和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量，確定城市所有居民第i年第j個月的月度總用氣量。

19、進一步的，基于城市所有居民歷史月度總用氣量，采用prophet模型預測城市燃氣月度總用氣量需求包括以下步驟：

20、創(chuàng)建prophet模型，并設置prophet模型的模型參數(shù)；

21、將城市所有居民歷史月度總用氣量和對應的月份作為訓練集對prophet模型進行訓練；

22、確定城市居民月度總用氣量需求預測的時間范圍，并將需求預測的時間范圍輸入已訓練的prophet模型，prophet模型輸出預測的時間范圍的城市燃氣月度總用氣量需求趨勢。

23、進一步的，，根據(jù)城市居民歷史第i年度用氣總量和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量，確定居民用戶通氣率，包括：

24、

25、

26、進一步的，根據(jù)居民用戶通氣率和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量，確定城市所有居民第i年第j個月的月度總用氣量，包括：

27、城市所有居民第i年第j個月的月度總用氣量＝(第i年第j個月已安裝居民用氣戶數(shù)+第i年第j個月新增安裝戶數(shù))*居民通氣率*城市居民燃氣第i年第j個月的月度平均用氣量。

28、本發(fā)明還提供一種城市燃氣月度用氣量預測裝置，包括：

29、數(shù)據(jù)收集模塊，用于收集城市非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)和燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)；

30、第一計算模塊，用于根據(jù)非燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史預繳費數(shù)據(jù)，計算城市居民歷史年度用氣總量；

31、數(shù)據(jù)預處理模塊，用于對燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)進行預處理，獲得非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)；

32、第二計算模塊，用于根據(jù)城市居民歷史年度用氣總量和非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)，計算城市所有居民歷史月度總用氣量；

33、預測模塊，用于基于城市所有居民歷史月度總用氣量，采用prophet模型預測城市燃氣月度總用氣量需求。

34、進一步的，，第一計算模塊具體用于：

35、基于居民預繳費購買氣量和間隔周期，采用插值法計算每一戶居民在每一年的天然氣年度用氣量；

36、對于僅繳費1次的新安裝用戶，如果繳費時間和計算年在同一年，居民預繳費購買氣量計算當年；如果計算年-繳費時間所在年度>1，則按照計算年12月和繳費時間所在月進行插值計算獲得每一年的居民天然氣年度用氣量；

37、確定城市居民歷史第i年度用氣總量等于每一戶居民的第i年度的天然氣年度用氣量之和。

38、進一步的，，數(shù)據(jù)預處理模塊具體用于：

39、在燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)中，若單個居民用戶的用氣缺失值>14天，則從歷史用氣數(shù)據(jù)中刪除該用戶；

40、基于局部異常因子算法，確定每個月歷史用氣數(shù)據(jù)中日天然氣用氣量的異常值；

41、對于確定為異常值的當日天然氣用氣量，采用前后各3天內(nèi)天然氣用氣量平均值替代異常值，獲得非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)。

42、進一步的，第二計算模塊具體用于：

43、通過非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶的歷史用氣數(shù)據(jù)，獲取所有非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶在第i年第j月度度內(nèi)天然氣用量之和，并確定所有非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶在第i年第j月度度內(nèi)天然氣用量之和等于非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度總銷量；

44、根據(jù)非異常燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度總銷量和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶數(shù)量，確定城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量；

45、根據(jù)城市居民歷史第i年度用氣總量和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量，確定居民用戶通氣率；

46、根據(jù)居民用戶通氣率和城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)表用戶第i年第j月度平均用氣量，確定城市所有居民第i年第j個月的月度總用氣量。

47、本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的城市燃氣月度用氣量預測方法。

48、本發(fā)明的有益效果：基于真實的城市燃氣用戶的居民預繳費數(shù)據(jù)和居民物聯(lián)網(wǎng)表的用氣數(shù)據(jù)，保障了的預測結果的準確性。

49、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書以及附圖中所指出的結構來實現(xiàn)和獲得。