一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统

技术领域

本发明涉及碳排放分析技术领域，具体为一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统。

背景技术

企业生产过程中，通常产生能源消耗，从而产生了碳排放，由于碳排放对环境影响很大，处于保护环境的考虑，需要对企业的碳排放数据进行监察，例如进行区域监控管理，由于数据量较大，远超人工处理负荷，因此，现有技术一般是通过碳排放异常监测分析系统代替人工进行企业碳排放监管工作。

现有的监测分析系统可以自动监测企业碳排放情况，在碳排放数据出现异常时作出警示，但是判断是否异常的标准通常是人为根据经验设定，由于企业规模和所处行业存在碳排放数据上的差异，导致能耗和碳排情况存在区别，影响系统异常判别的精确度，另外，由于异常数据本身也存在差异，因此所引起的碳排异常也存在差异，现有监测分析系统无法根据异常差异作出针对性的调控，不利于企业碳排放。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统，可实时地精准判别企业碳排数据是否存在异常以及分析异常数据，起到及时监管和针对性调控作用。

本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统，其特征在于，包括：

双碳数据中心，用于存储碳排管控体系内所有企业的原始企业双碳数据；并能够接收查询请求，根据所述查询请求调取双碳数据，发送给预测模型创建模块；

所述预测模型创建模块，用于基于所述原始企业双碳数据进行双碳数据的预测、得出预测数据并输出至数据检验模块；所述预测模型创建模块具体用于执行如下步骤：

从所述双碳数据中心获取所述原始企业双碳数据，基于所述原始企业双碳数据设置训练数据、以及预测数据，训练样本数据归一化，构建BP神经网络、以及配置网络参数，BP神经网络训练，根据训练结果调整网络结构，形成BP网络模型；

所述碳排管控体系，包括但不限于所有被管控的企业；用于提供实时企业双碳数据；

数据监测模块，用于监测所述双碳数据中心和所述碳排管控体系内的数据调取、传输和更新是否正常；

数据采集模块，通过设备从所述碳排管控体系采集所述实时企业双碳数据并输入所述数据检验模块内，其中，采集的所述实时企业双碳数据包括但不限于企业名称、能耗数据、碳排放量数据、占比数据以及排放时间段数据；

所述数据检验模块，用于比对所述实时企业双碳数据与所述预测数据之间的差异，以此检验所述实时企业双碳数据是否存在异常，并将存在异常的所述实时企业双碳数据定义为异常数据；

处理分析模块，用于针对所述数据检验模块检验到的所述异常数据进行整理和分类，并分析出异常数据内在规律、得到异常数据分析结果；

调控管理模块，所述调控管理模块用于根据所述异常数据分析结果向所述碳排管控体系内所述异常数据所对应的企业发送调控指令，使所述异常数据所对应的企业依据所述调控指令作出对应的碳排放调节控制、促进数据回归正常。

较优地，所述数据监测模块的第一输出端连接有所述双碳数据中心，且所述数据监测模块的第二输出端连接有所述碳排管控体系，所述双碳数据中心和所述碳排管控体系彼此独立运行、互不干扰。

较优地，所述双碳数据中心的输入端与所述数据检验模块的输出端相连，且所述双碳数据中心内所存储的数据包括有正常数据、异常数据、原始数据和运维数据。

较优地，所述数据检验模块包括有数据比对单元、差异分析单元和异常判别单元，且所述数据比对单元的输出端与所述差异分析单元的输入端相连，并且所述差异分析单元的输出端与所述异常判别单元的输入端相连。

较优地，所述数据比对单元的第一输入端与所述BP网络模型连接，用于接收所述BP网络模型传输的所述预测数据，并且所述数据比对单元的第二输入端与所述数据采集模块连接，用于接收所述数据采集模块实时传输的数据。

较优地，所述数据比对单元、所述差异分析单元和所述异常判别单元存在时序性；所述数据比对单元通过比对所述预测数据和所述实时企业双碳数据得出数据差异、并发送给所述差异分析单元；经所述差异分析单元分析所述数据差异得出数据差异大小；然后所述异常判别单元根据所述数据差异大小判断所述数据差异是否在正常范围内。

较优地，所述异常判别单元的判别公式如下：

其中，CV为差异系数，X_pd为预测数据，X_rd为碳排数据，i表示1到n的任意整数，n表示企业总数，k为正常范围值，S为异常数据判别结果，s1、s2分别表示判别结果1和判别结果2。

较优地，所述异常判别结果有且只有两种，分别为判别结果s1和判别结果s2，判别结果s1表示所述数据差异在正常范围内，所述实时企业双碳数据不存在异常，并输出为正常数据，判别结果s2表示所述数据差异超过正常范围，则表示所述实时企业双碳数据存在异常，并输出为异常数据。

较优地，所述处理分析模块包括有数据整理单元、数据分类单元和异常分析单元，且所述数据整理单元用于接收所述异常数据并进行整理，并且所述数据分类模块用于根据数据特征划分类别，所述异常分析单元用于分析所述异常数据，且所述异常分析单元依次执行对比分析和趋势分析。

较优地，所述可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统的使用流程如下：

步骤一、所述预测模型创建模块向所述双碳数据中心发送请求，获取原始企业双碳数据，在所述原始企业双碳数据基础上建立BP网络模型；

步骤二、通过所述数据采集模块获取所述碳排管控体系内的实时企业双碳数据并发送给所述数据检验模块，所述数据比对单元接收所述实时企业双碳数据以及所述BP网络模型传输的所述预测数据后，通过数据比对得出所述数据差异并发送给所述差异分析单元，由所述差异分析单元分析得出所述数据差异大小，然后差异判别单元根据所述数据差异大小判断所述数据差异是否在正常范围内，以判定所述实时企业双碳数据是否为异常数据；

步骤三、所述异常数据被发送给处理分析模块，通过所述数据整理单元接收所述异常数据并进行整理，然后所述数据分类模块根据数据特征划分类别，接着所述异常分析单元依次执行对比分析和趋势分析命令，分析得出所述异常数据分析结果，所述异常数据分析结果包括所述异常数据的内在规律及变化趋势；

步骤四、所述调控管理模块根据所述异常数据分析结果向所述碳排管控体系内所述异常数据所对应的企业发送调控指令，使所述异常数据所对应的企业依据所述调控指令作出对应的碳排放调节控制、促进数据回归正常。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统，具备以下有益效果：本发明通过预测模型创建模块获取双碳数据中心的数据，以此建立BP网络模型，并通过数据采集模块获取碳排管控体系内的企业双碳数据，发送给数据检验模块判别碳排数据是否存在异常，再将异常数据被发送给处理分析模块，得出异常数据的内在规律及变化趋势，然后调控管理模块根据异常数据分析结果向碳排管控体系内存在数据异常情况的企业发送调控指令，实现碳排调控，改进后的碳排放异常监测分析系统不仅可以通过模型和公式配合使用，精准判别企业碳排数据是否异常，还可对异常数据整理分类，结合分析得出异常数据的内在规律及变化趋势，从而发送调控指令，促进碳排放存在异常的企业恢复正常。

附图说明

图1为本发明一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统的整体运行流程示意图；

图2为本发明一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统的双碳数据中心-碳排管控体系示意图；

图3为本发明一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统的数据检验模块运行流程示意图；

图4为本发明一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统的处理分析模块运行流程示意图；

图5为本发明一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统的BP网络模型创建流程示意图。

具体实施方式

以下结合本发明的附图，对本发明的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

如图1-图5所示，一种可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统，包括：

双碳数据中心，用于存储碳排管控体系内所有企业的原始企业双碳数据；并能够接收查询请求，根据所述查询请求调取双碳数据，发送给预测模型创建模块；原始企业双碳数据包括但不限于企业名称、能耗数据、碳排放量数据、占比数据以及排放时间段数据；

所述预测模型创建模块，用于基于所述原始企业双碳数据进行双碳数据的预测、得出预测数据并输出至数据检验模块；所述预测模型创建模块具体用于执行如下步骤：

从所述双碳数据中心获取所述原始企业双碳数据，基于所述原始企业双碳数据设置训练数据、以及预测数据，训练样本数据归一化，构建BP神经网络、以及配置网络参数，BP神经网络训练，根据训练结果调整网络结构，形成BP网络模型；

所述碳排管控体系，包括但不限于所有被管控的企业；用于提供实时企业双碳数据；

数据监测模块，用于监测所述双碳数据中心和所述碳排管控体系内的数据调取、传输和更新是否正常；

数据采集模块，通过设备从所述碳排管控体系采集所述实时企业双碳数据并输入所述数据检验模块内，其中，采集的所述实时企业双碳数据包括但不限于企业名称、能耗数据、碳排放量数据、占比数据以及排放时间段数据；所述数据监测模块的第一输出端连接有所述双碳数据中心，且所述数据监测模块的第二输出端连接有所述碳排管控体系，所述双碳数据中心和所述碳排管控体系彼此独立运行、互不干扰；

所述数据检验模块，用于比对所述实时企业双碳数据与所述预测数据之间的差异，以此检验所述实时企业双碳数据是否存在异常，并将存在异常的所述实时企业双碳数据定义为异常数据；所述双碳数据中心的输入端与所述数据检验模块的输出端相连，且所述双碳数据中心内所存储的数据包括有正常数据、异常数据、原始数据和运维数据；

所述数据检验模块包括有数据比对单元、差异分析单元和异常判别单元，且所述数据比对单元的输出端与所述差异分析单元的输入端相连，并且所述差异分析单元的输出端与所述异常判别单元的输入端相连。所述数据比对单元的第一输入端与所述BP网络模型连接，用于接收所述BP网络模型传输的所述预测数据，并且所述数据比对单元的第二输入端与所述数据采集模块连接，用于接收所述数据采集模块实时传输的数据。这里，数据采集模块实时传输的数据是指实时企业双碳数据；

所述数据比对单元、所述差异分析单元和所述异常判别单元存在时序性；所述数据比对单元通过比对所述预测数据和所述实时企业双碳数据得出数据差异、并发送给所述差异分析单元；经所述差异分析单元分析所述数据差异得出数据差异大小；然后所述异常判别单元根据所述数据差异大小判断所述数据差异是否在正常范围内。

所述异常判别单元的判别公式如下：

其中，CV为差异系数，X_pd为预测数据，X_rd为实时企业碳排数据，i表示1到n的任意整数，n表示企业总数，k为正常范围值，S为异常数据判别结果，s1、s2分别表示判别结果1和判别结果2。

所述异常判别结果有且只有两种，分别为判别结果s1和判别结果s2，判别结果s1表示所述数据差异在正常范围内，所述实时企业双碳数据不存在异常，并输出为正常数据，判别结果s2表示所述数据差异超过正常范围，则表示所述实时企业双碳数据存在异常，并输出为异常数据。

所述处理分析模块包括有数据整理单元、数据分类单元和异常分析单元，且所述数据整理单元用于接收所述异常数据并进行整理，并且所述数据分类模块用于根据数据特征划分类别，所述异常分析单元用于分析所述异常数据，且所述异常分析单元依次执行对比分析和趋势分析。

处理分析模块，用于针对所述数据检验模块检验到的所述异常数据进行整理和分类，并分析出异常数据内在规律、得到异常数据分析结果；

调控管理模块，所述调控管理模块用于根据所述异常数据分析结果向所述碳排管控体系内所述异常数据所对应的企业发送调控指令，使所述异常数据所对应的企业依据所述调控指令作出对应的碳排放调节控制、促使其数据回归正常。

前述提及企业双碳数据包括但不限于企业名称、能耗数据、碳排放量数据、占比数据以及排放时间段数据，由此可知，参与单次CV计算的数据可以是企业的全部类型数据的集合，也可以是单种或几种数据的集合(即整体分析、部分组合分析或者逐个分析)，因此，通过单次CV结果分析后被认定为异常数据的数据范围可以是实时企业碳排数据中的全部数据，也可以是实时企业碳排数据中的部分数据，因此，双碳数据中心内所存储的异常数据的数据类型可能存在差异。

综上，结合图1-图5所示，该可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统，其特征在于，所述可对异常数据整理分类的碳排放异常监测分析系统的使用流程如下：

步骤一、预测模型创建模块向双碳数据中心发送请求，获取企业原始双碳数据，在双碳数据基础上建立BP网络模型；

步骤二、通过数据采集模块获取碳排管控体系内的企业双碳数据，并发送给数据检验模块，数据比对单元接收BP网络模型传输的预测数据以及数据采集模块传输的实时数据后，通过数据比对得出数据差异，并发送给差异分析单元，分析得出数据差异大小，然后差异分析单元通过公式计算判断数据是否存在异常；

步骤三、异常数据被发送给处理分析模块，通过数据整理单元接收异常数据并进行整理，然后数据分类模块根据数据特征划分类别，接着异常分析单元依次执行对比分析和趋势分析命令，分析得出异常数据的内在规律及变化趋势；

步骤四、调控管理模块根据异常数据分析结果向碳排管控体系内存在数据异常情况的企业发送调控指令，企业接收调控指令后，依据指令作出调节控制。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。