[发明专利]一种基于小波变换的天然气使用量断点检测方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于小波变换的天然气使用量断点检测方法及装置，其中方法包括：获取天然气数据信号；对天然气数据信号进行小波变换，计算小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差；根据小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差绘制信号图像；确定信号图像中不同发展速度时期的间断时间点；根据间断时间点划分天然气发展阶段，并输出划分结果。可以对天然气数据信号进行小波分解和重构，将其分解重构成高频和低频的部分，并绘制出信号图像，根据信号图像可以清晰的确定不同发展速度时期的间断时间点，进而确定天然气发展量增长发生异常的时间节点，通过异常事件断点划分发展阶段。

技术领域

本发明涉及数据分析技术领域，尤其涉及一种基于小波变换的天然气使用量断点检测方法及装置。

背景技术

北京市天然气使用量也不断增长，探索北京市天然气发展规律、揭示天然气发展的驱动因素，具有重要的意义。而北京市历年的天然气用气量都在增长，但是在不同的时期，天然气发展的影响因素不一样，增长的速度也不一样，如何正确划分北京市天然气发展阶段，是分析各个阶段的影响因素的重要内容。

因此设计一种能够对天然气发展量数据进行检测的方案成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于小波变换的天然气使用量断点检测方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种基于小波变换的天然气使用量断点检测方法，包括：获取天然气数据信号；对天然气数据信号进行小波变换，计算小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差；根据小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差绘制信号图像；确定信号图像中不同发展速度时期的间断时间点；根据间断时间点划分天然气发展阶段，并输出划分结果。

其中，对天然气数据信号进行小波变换，计算小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差包括：将天然气数据信号进行预设格式的转化，并进行预处理，得到待分析数据信号；计算待分析数据信号的小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差。

其中，根据小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差绘制信号图像包括：绘制小波系数实部、模、模方等值线图；绘制小波方差图；以及绘制主周期趋势图。

其中，在计算待分析数据信号的小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差之前，方法还包括：确定基小波函数。

其中，进行预处理包括：对预设格式的转化后得到的数据的两端进行对称性延伸。

本发明另一方面提供了一种基于小波变换的天然气使用量断点检测装置，包括：获取模块，用于获取天然气数据信号；小波变换模块，用于对天然气数据信号进行小波变换，计算小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差；绘制模块，用于根据小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差绘制信号图像；确定模块，用于确定信号图像中不同发展速度时期的间断时间点；划分模块，用于根据间断时间点划分天然气发展阶段，并输出划分结果。

其中，小波变换模块通过如下方式对天然气数据信号进行小波变换，计算小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差：小波变换模块，具体用于将天然气数据信号进行预设格式的转化，并进行预处理，得到待分析数据信号；计算待分析数据信号的小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差。

其中，绘制模块通过如下方式根据小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差绘制信号图像：绘制模块，具体用于绘制小波系数实部、模、模方等值线图；绘制小波方差图；以及绘制主周期趋势图。

其中，小波变换模块在计算待分析数据信号的小波系数和复小波系数的实部、模、模方、方差之前，还用于确定基小波函数。