Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы

Приведены результаты исследования эффективности применения методов статистического прогнозирования — метода экспоненциального сглаживания, авторегрессии, взвешенных скользящих средних и метода Хольта— для восстановления утерянных учетных данных и оперативного прогноза электропотребления в условиях т...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2015
Автори: Стеценко, И.В., Бедерак, Я.С.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України 2015
Назва видання:Электронное моделирование
Теми:
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101146
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы / И.В. Стеценко, Я.С. Бедерак // Электронное моделирование. — 2015. — Т. 37, № 4. — С. 119-126. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-101146
record_format dspace
spelling irk-123456789-1011462016-06-01T03:02:56Z Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы Стеценко, И.В. Бедерак, Я.С. Применение методов и средств моделирования Приведены результаты исследования эффективности применения методов статистического прогнозирования — метода экспоненциального сглаживания, авторегрессии, взвешенных скользящих средних и метода Хольта— для восстановления утерянных учетных данных и оперативного прогноза электропотребления в условиях технологических процессов на химических предприятиях. Показано, что наиболее точным является метод Хольта. Для определения оптимальных значений постоянных сглаживания предложено использовать эволюционный метод. Разработан алгоритм поиска оптимальных значений эволюционным методом на основе критерия выбора наилучших элементов из популяции. Наведено результати дослідження ефективності застосування методів статистичного прогнозування — методу експоненціального згладжування, авторегресії, зважених ковзаючих середніх і методу Хольта — для відновлення втрачених облікових даних і оперативного прогнозу електроспоживання в умовах технологічних процесів на хімічних підприємствах. Показано, що найбільш точним є метод Хольта. Для отримання оптимальних значень постійних згладжування запропоновано використовувати еволюційний метод. Розроблено алгоритм пошуку оптимальних значень еволюційним методом на основі критерію вибору найкращих елементів із популяції. The paper presents results of studying the effectiveness of themethods of statistical forecasting — the method of exponential smoothing, autoregression, weighted moving average and Holt’s method—to restore the lost metering data and real-time prediction of power consumption data in terms of technological processes in the chemical industry. It is shown that Holt’s method is the most accurate one. To find the optimal values of the smoothing constants it is proposed to use evolutionary method. An algorithm for searching optimal values by the evolutionary method based on the criterion of choosing the best elements of the population has been developed. 2015 Article Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы / И.В. Стеценко, Я.С. Бедерак // Электронное моделирование. — 2015. — Т. 37, № 4. — С. 119-126. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0204-3572 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101146 517.4:519.652 ru Электронное моделирование Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Применение методов и средств моделирования
Применение методов и средств моделирования
spellingShingle Применение методов и средств моделирования
Применение методов и средств моделирования
Стеценко, И.В.
Бедерак, Я.С.
Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы
Электронное моделирование
description Приведены результаты исследования эффективности применения методов статистического прогнозирования — метода экспоненциального сглаживания, авторегрессии, взвешенных скользящих средних и метода Хольта— для восстановления утерянных учетных данных и оперативного прогноза электропотребления в условиях технологических процессов на химических предприятиях. Показано, что наиболее точным является метод Хольта. Для определения оптимальных значений постоянных сглаживания предложено использовать эволюционный метод. Разработан алгоритм поиска оптимальных значений эволюционным методом на основе критерия выбора наилучших элементов из популяции.
format Article
author Стеценко, И.В.
Бедерак, Я.С.
author_facet Стеценко, И.В.
Бедерак, Я.С.
author_sort Стеценко, И.В.
title Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы
title_short Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы
title_full Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы
title_fullStr Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы
title_full_unstemmed Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы
title_sort восстановление и оперативное прогнозирование методом хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы
publisher Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
publishDate 2015
topic_facet Применение методов и средств моделирования
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101146
citation_txt Восстановление и оперативное прогнозирование методом Хольта электропотребления предприятий с непрерывным циклом работы / И.В. Стеценко, Я.С. Бедерак // Электронное моделирование. — 2015. — Т. 37, № 4. — С. 119-126. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series Электронное моделирование
work_keys_str_mv AT stecenkoiv vosstanovlenieioperativnoeprognozirovaniemetodomholʹtaélektropotrebleniâpredpriâtijsnepreryvnymciklomraboty
AT bederakâs vosstanovlenieioperativnoeprognozirovaniemetodomholʹtaélektropotrebleniâpredpriâtijsnepreryvnymciklomraboty
first_indexed 2025-07-07T10:29:17Z
last_indexed 2025-07-07T10:29:17Z
_version_ 1836983683019440128
fulltext ÓÄÊ 517.4:519.652 È.Â. Ñòåöåíêî, ä-ð òåõí. íàóê Áóêîâèíñêèé ôèíàíñîâî-ýêîíîìè÷åñêèé óíèâåðñèòåò (Óêðàèíà, ×åðíîâöû, óë. Øòåðíà, 1, òåë. (0372) 526217), e-mail: stiv66@i.ua), ß.Ñ. Áåäåðàê ÏÀÎ «ÀÇÎÒ» (Óêðàèíà, ×åðêàññû, óë. Ïåðâîìàéñêàÿ, 72, òåë. (0472) 392979, e-mail: ei@uch.net) Âîññòàíîâëåíèå è îïåðàòèâíîå ïðîãíîçèðîâàíèå ìåòîäîì Õîëüòà ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ ïðåäïðèÿòèé ñ íåïðåðûâíûì öèêëîì ðàáîòû Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðèìåíåíèÿ ìåòîäîâ ñòàòèñòè÷åñ- êîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ — ìåòîäà ýêñïîíåíöèàëüíîãî ñãëàæèâàíèÿ, àâòîðåãðåññèè, âçâå- øåííûõ ñêîëüçÿùèõ ñðåäíèõ è ìåòîäà Õîëüòà — äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ óòåðÿííûõ ó÷åòíûõ äàííûõ è îïåðàòèâíîãî ïðîãíîçà ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ â óñëîâèÿõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðî- öåññîâ íà õèìè÷åñêèõ ïðåäïðèÿòèÿõ. Ïîêàçàíî, ÷òî íàèáîëåå òî÷íûì ÿâëÿåòñÿ ìåòîä Õîëüòà. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ îïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ïîñòîÿííûõ ñãëàæèâàíèÿ ïðåäëîæåíî èñïîëüçîâàòü ýâîëþöèîííûé ìåòîä. Ðàçðàáîòàí àëãîðèòì ïîèñêà îïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ýâîëþöèîííûì ìåòîäîì íà îñíîâå êðèòåðèÿ âûáîðà íàèëó÷øèõ ýëåìåíòîâ èç ïîïóëÿöèè. Íàâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåííÿ åôåêòèâíîñò³ çàñòîñóâàííÿ ìåòîä³â ñòàòèñòè÷íîãî ïðîãíî- çóâàííÿ — ìåòîäó åêñïîíåíö³àëüíîãî çãëàäæóâàííÿ, àâòîðåãðåñ³¿, çâàæåíèõ êîâçàþ÷èõ ñåðåä- í³õ ³ ìåòîäó Õîëüòà — äëÿ â³äíîâëåííÿ âòðà÷åíèõ îáë³êîâèõ äàíèõ ³ îïåðàòèâíîãî ïðîãíîçó åëåêòðîñïîæèâàííÿ â óìîâàõ òåõíîëîã³÷íèõ ïðîöåñ³â íà õ³ì³÷íèõ ï³äïðèºìñòâàõ. Ïîêàçàíî, ùî íàéá³ëüø òî÷íèì º ìåòîä Õîëüòà. Äëÿ îòðèìàííÿ îïòèìàëüíèõ çíà÷åíü ïîñò³éíèõ çãëàä- æóâàííÿ çàïðîïîíîâàíî âèêîðèñòîâóâàòè åâîëþö³éíèé ìåòîä. Ðîçðîáëåíî àëãîðèòì ïî- øóêó îïòèìàëüíèõ çíà÷åíü åâîëþö³éíèì ìåòîäîì íà îñíîâ³ êðèòåð³þ âèáîðó íàéêðàùèõ åëåìåíò³â ³ç ïîïóëÿö³¿. Ê ë þ ÷ å â û å ñ ë î â à: ìåòîä Õîëüòà, ýëåêòðîïîòðåáëåíèå, îïåðàòèâíîå ïðîãíîçèðîâàíèå.  ïðîñòîì ìåòîäå ýêñïîíåíöèàëüíîãî ñãëàæèâàíèÿ ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî óðîâåíü çíà÷åíèé âðåìåííûõ ðÿäîâ ìåíÿåòñÿ ðåäêî, ïîýòîìó íåîáõîäèìà îöåíêà ëèøü òåêóùåãî óðîâíÿ.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ äàííûå íàáëþäåíèé ìîãóò èìåòü çàìåòíûå îòêëîíåíèÿ.  ïîäîáíîé ñèòóàöèè íåîáõîäèìà ôóíêöèÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ ëèíåéíîãî òðåíäà. Ïîñêîëüêó âðåìåííûå ðÿäû ðåäêî õàðàêòåðèçóþòñÿ ôèêñèðîâàííûì ëèíåéíûì òðåíäîì, ñëåäóåò ðàñ- ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 4 119 � È.Â. Ñòåöåíêî, ß.Ñ. Áåäåðàê, 2015 ñìîòðåòü âîçìîæíîñòü ó÷åòà ëîêàëüíîãî ëèíåéíîãî òðåíäà, ìåíÿþùåãîñÿ âî âðåìåíè.  1957 ã. ×. Õîëüò ðàçðàáîòàë ìåòîä ýêñïîíåíöèàëüíîãî ñãëà- æèâàíèÿ [1], ïîëó÷èâøèé íàçâàíèå äâóõïàðàìåòðè÷åñêîãî ìåòîäà Õîëüòà.  ýòîì ìåòîäå ó÷èòûâàåòñÿ ëîêàëüíûé ëèíåéíûé òðåíä, ïðèñóòñòâóþùèé âî âðåìåííûõ ðÿäàõ. Åñëè âî âðåìåííûõ ðÿäàõ èìååòñÿ òåíäåíöèÿ ê ðîñòó, òî êðîìå îöåíêè òåêóùåãî óðîâíÿ íåîáõîäèìà è îöåíêà íàêëîíà.  ìåòîäå Õîëüòà çíà÷åíèÿ óðîâíÿ è íàêëîíà ñãëàæèâàþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî, ïðè ýòîì äëÿ íèõ èñ- ïîëüçóþòñÿ ðàçëè÷íûå ïîñòîÿííûå ñãëàæèâàíèÿ, êîòîðûå ïîçâîëÿþò îöå- íèòü òåêóùèé óðîâåíü è íàêëîí, óòî÷íÿÿ èõ âñÿêèé ðàç, êîãäà ïîÿâëÿþòñÿ íîâûå íàáëþäåíèÿ. Îäíî èç ïðåèìóùåñòâ ìåòîäèêè Õîëüòà — åå ãèá- êîñòü, ïîçâîëÿþùàÿ âûáèðàòü ñîîòíîøåíèå, â êîòîðîì îòñëåæèâàåòñÿ óðîâåíü è íàêëîí.  [2] èññëåäîâàíà âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ ìåòîäà ýêñïîíåíöèàëü- íîãî ñãëàæèâàíèÿ äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ óòåðÿííûõ äàííûõ òåõíè÷åñêîãî ó÷åòà íà ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèÿõ è åãî ýôôåêòèâíîñòü. Îäíàêî ýòîò (ìåòîä Áðàóíà) ÿâëÿåòñÿ ÷àñòíûì ñëó÷àåì ìåòîäà Õîëüòà [3].  ðàáîòå [4] äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ äàííûõ ïðåäëàãàåòñÿ ïðèìåíÿòü ìåòîäû ñòàòèñòè÷åñ- êîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ. Ýôôåêòèâíûì ìîæåò áûòü òàêæå ïðèìåíåíèå ìå- òîäîâ âîññòàíîâëåíèÿ äàííûõ äëÿ îïåðàòèâíîãî ïðîãíîçà ýëåêòðîïîòðåá- ëåíèÿ. Äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ óòåðÿííûõ äàííûõ òåõíè÷åñêîãî ó÷åòà è îïå- ðàòèâíîãî ïðîãíîçà ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ ìîæíî òàêæå ïðèìåíÿòü ìåòîäû àâòîðåãðåññèè, âçâåøåííûõ ñêîëüçÿùèõ ñðåäíèõ è äð. Òåîðåòè÷åñêèå îñ- íîâû óêàçàííûõ ìåòîäîâ èçëîæåíû â [1, 3, 5, 6]. Èññëåäóåì öåëåñîîáðàçíîñòü ïðèìåíåíèÿ ìåòîäà Õîëüòà äëÿ âîññòà- íîâëåíèÿ óòåðÿííûõ äàííûõ è îïåðàòèâíîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ ýëåêòðî- ïîòðåáëåíèÿ ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé. Îñíîâó ìåòîäà Õîëüòà ñîñòàâëÿþò òðè óðàâíåíèÿ [3]: Y Y T Yt t t t ï ï� � � �� �� � �1 1 1) ( ) , (1) T Y Y Tt t t t� � � �� �( ) ( )1 1 1� �ï ï , (2) Y Y pTt p t t� �� �ï ï 1 . (3) Çäåñü Yt ï è Yt�1 ï — ïðîãíîçíûå (ñãëàæåííûå) çíà÷åíèÿ ïîêàçàòåëÿ â ïîñëå- äóþùèé è ïðåäûäóùèé ìîìåíòû âðåìåíè; Yt — òàáëè÷íîå çíà÷åíèå ïîêà- çàòåëÿ â ìîìåíò âðåìåíè t; Òt–1 — çíà÷åíèå òðåíäà íà ìîìåíò âðåìåíè t – 1, îïðåäåëÿåìîå èç óðàâíåíèÿ (2); � è � — ïîñòîÿííûå ñãëàæèâàíèÿ, íåîá- õîäèìûå äëÿ ñãëàæèâàíèÿ îöåíêè òðåíäà. Óðàâíåíèå (1) îïèñûâàåò ñãëàæåííûé ðÿä äëÿ ïðîãíîçèðóåìîãî çíà÷å- íèÿ Y íà ìîìåíò âðåìåíè t ñ èñïîëüçîâàíèåì èíôîðìàöèè, ïîëó÷åííîé íà È.Â. Ñòåöåíêî, ß.Ñ. Áåäåðàê 120 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 4 ìîìåíò âðåìåíè t – 1. Óðàâíåíèå (2) èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îöåíêè òðåíäà ïî- ñðåäñòâîì ïîäñ÷åòà ðàçíèöû ìåæäó äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíûìè ýêñïîíåí- öèàëüíî ñãëàæåííûìè çíà÷åíèÿìè óðîâíÿ. Ïîñêîëüêó ïîñëåäîâàòåëüíûå âåëè÷èíû ñãëàæèâàþòñÿ ñëó÷àéíî, â èõ ðàçíèöå ó÷èòûâàåòñÿ âåñü òðåíä â äàííûõ. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïðîãíîçà íà p îòñ÷åòîâ ïî âðåìåíè èñïîëüçóåòñÿ óðàâíåíèå (3). Ïîñòîÿííûå ñãëàæèâàíèÿ � è � îïðåäåëÿþòñÿ ïåðåáîðîì ñ îïðåäåëåí- íûì øàãîì. Êàê ïðè îáû÷íîì ýêñïîíåíöèàëüíîì ñãëàæèâàíèè, ïîñòîÿí- íûå � è � âûáèðàþòñÿ ñóáúåêòèâíî èëè ïîñðåäñòâîì ìèíèìèçàöèè îøèá- êè ïðîãíîçèðîâàíèÿ, íàïðèìåð, çíà÷åíèÿ ìèíèìóìà äèñïåðñèè îøèáêè àïïðîêñèìàöèè ÌSÅ [7]: MSE T Y Y t T t t� � � 1 1 2( ) minï . Îòêëèê íà ïðîèñõîäÿùèå èçìåíåíèÿ çàâèñèò îò çíà÷åíèé âåñîâ äàí- íûõ. Ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ âåñîâ áóäåò ïîëó÷åí áîëåå áûñòðûé îòêëèê, è íàîáîðîò, ïðè ìàëûõ çíà÷åíèÿõ âåñîâ ðåàêöèÿ ìîäåëè íà èçìåíåíèÿ â äàííûõ áóäåò áîëåå ñëàáîé. Ïîýòîìó, ÷åì áîëüøèå âåñà äàííûõ çàäåéñò- âîâàíû, òåì áîëüøåìó ñãëàæèâàíèþ îíè ïîäâåðãàþòñÿ. Ìåíüøèå âåñà äåëàþò ñòðóêòóðó ñãëàæåííûõ çíà÷åíèé ìåíåå ðîâíîé. Äëÿ ìèíèìèçàöèè çíà÷åíèÿ ÌSÅ íåîáõîäèìî ñîçäàòü ñåòêó çíà÷åíèé � è � ( ðàññìîòðåòü âñå êîìáèíàöèè � = 0,1, 0,2, …, 0,9 è � = 0,1, 0,2, …, 0,9) è âûáðàòü òó êîìáèíàöèþ, êîòîðàÿ ñîîòâåòñòâóåò ìåíüøåìó çíà÷åíèþ ÌSÅ. Îñîáûì ñëó÷àåì ÿâëÿåòñÿ ðàâåíñòâî � = �, òàê êàê ïðè ýòîì â îäèíàêîâîé ìåðå ïðîèñõîäèò ñãëàæèâàíèå òåêóùåãî óðîâíÿ çíà÷åíèé è òðåíäà. Ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ � â áîëüøåé ñòåïåíè ó÷èòûâàþòñÿ ïðîøëûå çíà÷åíèÿ ðÿäà è àíàëîãè÷íî áîëüøèå çíà÷åíèÿ � ïîçâîëÿþò â áîëüøåé ñòåïåíè îöå- íèòü ïðîøëîå äâèæåíèå ïðîöåññà ïî ñðàâíåíèþ ñ ñóùåñòâóþùèì. Ìîæíî ïîäîáðàòü òàêóþ ïàðó çíà÷åíèé � è �, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò ïî- ëó÷èòü áîëüøóþ òî÷íîñòü ìîäåëè íà òåñòîâîì íàáîðå, è çàòåì èñïîëü- çîâàòü ýòó ïàðó ïàðàìåòðîâ ïðè ïðîãíîçèðîâàíèè. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî çíà÷åíèÿ � è � ïðèíàäëåæàò èíòåðâàëó [0, 1]. Êàê ïîêàçûâàåò îïûò, èõ ñëåäóåò âûáèðàòü èç äèàïàçîíà [0,25 < �, � < 0,5]. Åñëè îñîáûå ñîîáðà- æåíèÿ îòñóòñòâóþò, ïðåäëàãàåòñÿ íà÷àòü ìîäåëèðîâàíèå ñî çíà÷åíèé � = � � = 0,3, à çàòåì çíà÷åíèÿ âàðüèðîâàòü [3].  ïåðâîé òî÷êå ðÿäà çíà÷åíèÿ Yt1 ï è T1 íå ðàññ÷èòûâàþòñÿ, òàê êàê äëÿ èõ ðàñ÷åòà íå ñóùåñòâóåò ïðåäøåñòâóþùèõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ çíà÷åíèé. Âî âòîðîé òî÷êå ðÿäà ñãëàæåííîå çíà÷åíèå Yt 2 ï â òî÷íîñòè ðàâíî íàáëþ- äàåìîìó çíà÷åíèþ Yt2, à ìèêðîòðåíä çà ýòîò ïåðèîä ñ÷èòàåòñÿ ëèíåéíûì è ðàññ÷èòûâàåòñÿ êàê ðàçíîñòü ìåæäó òåêóùèì è ïðîøëûì çíà÷åíèÿìè Âîññòàíîâëåíèå è îïåðàòèâíîå ïðîãíîçèðîâàíèå ìåòîäîì Õîëüòà ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 4 121 îòêëèêà: T2 = Yt2 – Yt1. Íà÷èíàÿ ñ òðåòüåé òî÷êè ìîæíî ïîëüçîâàòüñÿ ôîðìóëàìè (1)—(3). Âíà÷àëå ðàññ÷èòûâàåòñÿ ñãëàæåííîå çíà÷åíèå Yt 3 ï íà îñíîâå ñãëàæåííîãî çíà÷åíèÿ è ìèêðîòðåíäà äëÿ ïðîøëîé òî÷êè ðÿäà è îòêëèêà äëÿ òåêóùåé òî÷êè, ïîñëå ÷åãî ðàññ÷èòûâàåòñÿ íîâûé ìèêðîòðåíä ñîãëàñíî ïðåäøåñòâóþùåìó çíà÷åíèþ è ðàçíîñòè ìåæäó ïðîøëûì è òîëü- êî ÷òî îöåíåííûì ñãëàæåííûì çíà÷åíèåì. Çàòåì îïèñàííàÿ ïðîöåäóðà ïîâòîðÿåòñÿ äëÿ âñåõ ïîñëåäóþùèõ òî÷åê âðåìåííîãî ðÿäà. Ïðè âîññòàíîâëåíèè îäèíî÷íûõ äàííûõ ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ è äëÿ îïåðàòèâíîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ íà ïðåäïðèÿòèÿõ ñ íåïðåðûâíûì öèêëîì ðàáîòû ìåòîäîì Õîëüòà íåîáõîäèìî îáðàùàòü âíè- ìàíèå íà ñòàáèëüíîñòü è òî÷íîñòü âûïîëíåíèÿ íåïðåðûâíîãî òåõíîëîãè- ÷åñêîãî ïðîöåññà, ÷òî ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì ïîêàçàòåëåì åãî êà÷åñòâà. Ïîä òî÷- íîñòüþ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà ïîäðàçóìåâàåòñÿ åãî ñâîéñòâî, îáóñëîâ- ëèâàþùåå áëèçîñòü äåéñòâèòåëüíûõ è íîìèíàëüíûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ ê èõ ðàñïðåäåëåíèþ âåðîÿòíîñòåé [8]. Îöåíêà òî÷íîñòè òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðî- öåññà ïîâîäèòñÿ ïåðåä êîíòðîëåì åãî ñòàáèëüíîñòè. Ñòàáèëüíîñòü òåõíîëî- ãè÷åñêîãî ïðîöåññà — ñâîéñòâî, îáóñëîâëèâàþùåå ïîñòîÿíñòâî ðàñïðåäå- ëåíèé âåðîÿòíîñòè åãî ïàðàìåòðîâ â òå÷åíèå íåêîòîðîãî èíòåðâàëà âðåìåíè áåç âìåøàòåëüñòâà èçâíå [8]. Ïðîöåññ ñ÷èòàåòñÿ ñòàáèëüíûì, åñëè êîíòðî- ëèðóåìûå ïàðàìåòðû íå ïðåâûøàþò êîíòðîëüíûõ ïðåäåëîâ è íå íàáëþäàåòñÿ òðåíä ê èõ âûõîäó çà ýòè ïðåäåëû. Êîýôôèöèåíò âàðèàöèè äàííûõ ýëåêòðî- ïîòðåáëåíèÿ çà ðàñ÷åòíûé ïåðèîä äîëæåí áûòü ìèíèìàëüíûì.  ðåçóëüòàòå èññëåäîâàíèé óñòàíîâëåíî, ÷òî çíà÷åíèå ïîñòîÿííîé ñãëàæèâàíèÿ òàêæå óêàçûâàåò íà ñòàáèëüíîñòü òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåñ- ñà. Áûëè çàäàíû ðàçëè÷íûå íàáîðû çíà÷åíèé � è � è îïðåäåëåíî çíà÷åíèå MSE. Áûëè îïðåäåëåíû òàêæå çíà÷åíèÿ � è �, ïðè êîòîðûõ çíà÷åíèå MSE È.Â. Ñòåöåíêî, ß.Ñ. Áåäåðàê 122 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 4 Íîìåð ñóòîê Ïðîèçâîäñòâî àììèàêà Ïåðåêà÷èâàíèå âîäû íàñîñíîé ñòàíöèåé Ïðîèçâîäñòâî ñëàáîàçîòíîé êèñëîòû � MSE, % � MSE, % � MSE, % 1 0,9 6,90 0,7 0,29 0,1 16,62 2 0,9 0,24 0,9 0,37 0,2 11,73 3 0,8 0,49 0,9 0,76 0,8 6,73 4 0,9 0,81 0,8 1,59 0,8 3,24 5 0,9 0,24 0,8 0,8 0,9 3,53 6 0,8 0,39 0,9 0,56 0,2 2,99 Òàáëèöà 1. Çíà÷åíèÿ �, ïðè êîòîðûõ îøèáêà àïïðîêñèìàöèè MSE ìèíèìàëüíà äëÿ ðÿäà òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ìèíèìàëüíî. Ðàçðàáîòàí øàáëîí â ïðîãðàììå Microsoft Excel äëÿ îïðåäå- ëåíèÿ îïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ïîñòîÿííûõ ñãëàæèâàíèÿ.  ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé íà êðóïíîòîííàæíûõ õèìè- ÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâàõ ïî âûïóñêó àììèàêà, ñëàáîàçîòíîé êèñëîòû è íà ìîùíîé íàñîñíîé ñòàíöèè ïîäà÷è âîäû ïåðâîãî ïîäúåìà óñòàíîâëåíî, ÷òî äëÿ ðàçëè÷íûõ ïðîöåññîâ îïòèìàëüíîå çíà÷åíèå ïîñòîÿííîé ñãëàæèâàíèÿ � ðàâíî 0,1. Çíà÷åíèÿ ïîñòîÿííîé ñãëàæèâàíèÿ � â çàâèñèìîñòè îò ïðà- âèëüíîñòè òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà ïðèâåäåíû â òàáë. 1. Íà îñíîâàíèè äàííûõ òàáë. 1 ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî äëÿ ñòàáèëüíîãî òåõíîëîãè- ÷åñêîãî ïðîöåññà çíà÷åíèå � äîëæíî áûòü ðàâíî 0,9. Äëÿ íåñêîëüêèõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ (ïðîèçâîäñòâî àììèàêà, ïðîèçâîäñòâî ñëàáîàçîòíîé êèñëîòû, ïåðåêà÷èâàíèå ðå÷íîé âîäû íàñîñíîé ñòàíöèåé ïåðâîãî ïîäúåìà) ñ ýëåêòðîííûõ ñ÷åò÷èêîâ ýëåêòðîýíåðãèè ñîá- ðàíû äàííûå ñ ïåðèîäîì èíòåãðàöèè 1 ÷ î âåëè÷èíàõ ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ íà íèõ çà øåñòü ïîäðÿä èäóùèõ ñóòîê. Äëÿ êàæäîãî ïðîöåññà âûïîëíåíî âîñ- ñòàíîâëåíèå îäèíî÷íûõ äàííûõ ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ è ðàññ÷èòàíà ñðåäíÿÿ àáñîëþòíàÿ îøèáêà ïðîãíîçà ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ ÌÀÐÅ ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäîâ ñòàòèñòè÷åñêîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ ïî ôîðìóëå [7] MAPE T Y Y Yt T t t t � � � 1 100 1 ( )ï % , ãäå T — ãîðèçîíò ïðîãíîçèðîâàíèÿ, ò.å. ÷èñëî âðåìåííûõ èíòåðâàëîâ â âûáîðêå. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïðèâåäåíû â òàáë. 2, èç êîòîðîé âèäíî, ÷òî íàèáîëåå òî÷íûì èç ïðèìåíÿåìûõ ìåòîäîâ ÿâëÿåòñÿ ìåòîä Õîëüòà.  ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé óñòàíîâëåíî, ÷òî ðàññ÷èòû- âàòü ñíà÷àëà çíà÷åíèå �, à ïîòîì � — íåðàöèîíàëüíî. Ïîýòîìó äëÿ áûñò- ðîãî ïîèñêà îïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ïîñòîÿííûõ ñãëàæèâàíèÿ ïðåäëîæåíî èñïîëüçîâàòü ýâîëþöèîííûé ìåòîä [9]. Êàê èçâåñòíî, ïðîöåññ ýâîëþöèè â Âîññòàíîâëåíèå è îïåðàòèâíîå ïðîãíîçèðîâàíèå ìåòîäîì Õîëüòà ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 4 123 Âèä ïðîèçâîäñòâà Ìåòîä Áðàóíà Àâòî- ðåãðåññèÿ Ìåòîä âçâåøåííûõ ñêîëüçÿùèõ ñðåäíèõ Ìåòîä Õîëüòà Ïðîèçâîäñòâî àììèàêà 0,51 0,21 0,40 0,17 Ïðîèçâîäñòâî ñëàáîàçîòíîé êèñëîòû 2,48 0,79 1,62 0,20 Ïåðåêà÷èâàíèå ðå÷íîé âîäû íàñîñíîé ñòàíöèåé ïåðâîãî ïîäúåìà 0,37 0,20 0,40 0,04 Òàáëèöà 2. Ñðåäíÿÿ îøèáêà ïðîãíîçà ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ MAPE (%) äëÿ ïðîèçâîäñòâåííûõ ïðîöåññîâ ïðè èñïîëüçîâàíèè ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ ñòàòèñòè÷åñêîãî ïðîãíîçèðîâàíèÿ ïðèðîäå îñíîâàí íà òðåõ ãëàâíûõ ïðèíöèïàõ: íàñëåäñòâåííîñòè, èçìåí÷è- âîñòè è îòáîðå. Íàñëåäñòâåííîñòü — ñîõðàíåíèå áîëüøèíñòâà èìåþùèõñÿ ïðèçíàêîâ — îáåñïå÷èâàåò ñîõðàíåíèå è íàêàïëèâàíèå ïîëåçíûõ ñâîéñòâ. Èçìåí÷è- âîñòü — âîçìîæíîñòü èçìåíåíèÿ íåáîëüøîé ÷àñòè ïðèçíàêîâ (ìóòàöèé) — îáåñïå÷èâàåò ãèáêîñòü è âîçìîæíîñòü ðàçâèòèÿ. Îòáîð — ýòî ïðîâåðêà ðåçóëüòàòîâ, ò.å. ìåõàíèçì, ïîçâîëÿþùèé ðàçäåëèòü õîðîøèå è ïëîõèå ñâîéñòâà. Ýòè ïðèðîäíûå ïðèíöèïû ìîæíî ïðèìåíèòü ê ðåøåíèþ ðàçëè÷íûõ çàäà÷. Òàêîé ïîäõîä íàçûâàþò ýâîëþöèîííûì.  îáùåì âèäå ñõåìó ìîæ- íî ïðåäñòàâèòü òàê. Ñóùåñòâóåò îáúåêò èëè íåñêîëüêî îáúåêòîâ, êîòîðûå íåîáõîäèìî óëó÷øèòü. Îáúåêò ìîæåò áûòü ëþáîé: íàáîð ÷èñåë, ìàòåìà- òè÷åñêàÿ ôîðìóëà, òåõíè÷åñêîå óñòðîéñòâî, õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, êîìïüþ- òåðíàÿ ïðîãðàììà è äð. Ñîçäàåòñÿ íåñêîëüêî íå àáñîëþòíî òî÷íûõ êîïèé èñõîäíûõ îáúåêòîâ, ò.å. êàæäàÿ èìååò íåáîëüøèå îòëè÷èÿ. Íåîáõîäèìî ïðî- âåðèòü, êàêèå èç ïîëó÷åííûõ îáúåêòîâ íàèáîëåå ñîîòâåòñòâóþò ïðåäúÿâ- ëÿåìûì òðåáîâàíèÿì. Âûáðàâ íàèëó÷øèå, ñíîâà êîïèðóåì èõ ñ íåáîëüøèìè èçìåíåíèÿìè è îïÿòü âûáèðàåì ëó÷øèå. Ïîâòîðèâ òàêóþ îïåðàöèþ ìíî- ãîêðàòíî, ìîæíî çíà÷èòåëüíî óëó÷øèòü èñõîäíûé îáúåêò. È.Â. Ñòåöåíêî, ß.Ñ. Áåäåðàê 124 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 4 Áëîê-ñõåìà àëãîðèòìà ïîèñêà îïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ýâîëþöèîííûì ìåòîäîì Ýëåìåíòîì ïîïóëÿöèè äëÿ ðàññìîòðåííîãî âûøå ñëó÷àÿ ÿâëÿåòñÿ íà- áîð çíà÷åíèé (�i, �i). Êðèòåðèåì âûáîðà K íàèëó÷øèõ ýëåìåíòîâ èç ïîïóëÿ- öèè ÿâëÿåòñÿ çíà÷åíèå îøèáêè ïðîãíîçà MAPE. Íîâîå ïîêîëåíèå ñîñòàâ- ëÿåòñÿ èç íàèëó÷øèõ ýëåìåíòîâ ïðåäûäóùåãî ïîêîëåíèÿ è âíîâü ñîçäàííûõ ýëåìåíòîâ. Íîâûå ýëåìåíòû ïîëó÷àþò íà îñíîâå îòîáðàííûõ ýëåìåíòîâ ñëó- ÷àéíûì ñêðåùèâàíèåì êîìïîíåíòîâ: (�i, �i), i j� . Ìóòàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ äî- áàâëåíèåì çíà÷åíèÿ ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû �, ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííîé â èíòåðâàëå (–0,1; 0,1). Òàêèì îáðàçîì, íîâûå ýëåìåíòû èìåþò âèä (� �i � , � �i � ). Íàðàùèâàíèå ÷èñëà ïîêîëåíèé ïðîèñõîäèò, ïîêà äîñòèãàåòñÿ ñó- ùåñòâåííîå óëó÷øåíèå êðèòåðèÿ K. Áëîê-ñõåìà ñîîòâåòñòâóþùåãî àëãî- ðèòìà ïðåäñòàâëåíà íà ðèñóíêå. Âûâîäû 1.  ðåçóëüòàòå èññëåäîâàíèé óñòàíîâëåíî, ÷òî ìåòîä Õîëüòà ïî ñðàâ- íåíèþ ñ ìåòîäàìè Áðàóíà, àâòîðåãðåññèè, âçâåøåííûõ ñêîëüçÿùèõ ñðåäíèõ îáåñïå÷èâàåò íàèâûñøóþ òî÷íîñòü âîññòàíîâëåíèÿ ïðîïóùåííûõ îäèíî÷- íûõ äàííûõ è ëó÷øåå êà÷åñòâî îïåðàòèâíîãî ïðîãíîçà ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ íà ïðîèçâîäñòâàõ ñ íåïðåðûâíûì öèêëîì ðàáîòû. Îøèáêà ïðîãíîçèðîâàíèÿ ìåòîäîì Õîëüòà ñîñòàâëÿåò íå áîëåå 0,2 %, äëÿ äðóãèõ ìåòîäîâ — 2,5 %. 2. Äëÿ ñòàáèëüíîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà çíà÷åíèå ïîñòîÿííîé ñãëàæèâàíèÿ � äîëæíî ðàâíÿòüñÿ 0,1, à ïîñòîÿííîé ñãëàæèâàíèÿ � — 0,9. 3. Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü ïîèñêà îïòèìàëüíûõ çíà÷åíèé ïîñòîÿííûõ ñãëàæèâàíèÿ ñ ïîìîùüþ ýâîëþöèîííîãî ìåòîäà. ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ 1. Holt C.C. Forecasting seasonal and trends by exponentially weighted moving averages // In- tern. Journal of Forecasting. — 2004. — Vol. 20, Issue 1. — P. 5—10. 2. Áåäåðàê ß.Ñ. Ïðèìåíåíèå ìåòîäà ýêñïîíåíöèàëüíîãî ñãëàæèâàíèÿ äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ óòåðÿííûõ äàííûõ òåõíè÷åñêîãî ó÷åòà íà ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèÿõ / Åëåêòðî- òåõí³êà ³ Åëåêòðîìåõàí³êà. — 2014. — ¹ 4. — Ñ. 52 —55. 3. Õàíê Ä.Ý., Óè÷åðí Ä.Ó., Ðàéòñ À.Äæ. Áèçíåñ ïðîãíîçèðîâàíèå. — Ì. : Èçä. äîì «Âèëüÿìñ», 2003. — 565 ñ. 4. Àéâàçÿí Ñ.À., Ìõèòàðÿí Â.Ñ. Ïðèêëàäíàÿ ñòàòèñòèêà. Îñíîâû ýêîíîìåòðèêè. Òåîðèÿ âåðîÿòíîñòåé è ïðèêëàäíàÿ ñòàòèñòèêà. — Ì. : Þíèòè-Äàíà, 2007. — 656 ñ. 5. Ñâåòóíüêîâ Ñ.Ã., Ñâåòóíüêîâ È.Ñ. Ìåòîäû ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêîãî ïðîãíîçèðî- âàíèÿ. — ÑÏá. : Èçä-âî ÑÏáÃÓÝÔ, 2010. — 103 ñ. 6. ×åòûðêèí Å.Ì. Ñòàòèñòè÷åñêèå ìåòîäû ïðîãíîçèðîâàíèÿ. — Ì. : Ôèíàíñû è ñòàòèñ- òèêà, 1979. — 199 ñ. 7. Ëóê’ÿíåíêî ².Ã., Êðàñí³êîâà Ë.². Åêîíîìåòðèêà. — Êè¿â: Òîâ. «Çíàííÿ», ÊÎÎ. — 1998. — 494 ñ. 8. Ð 50-601-20-91 ÂÍÈÈÑ. Ðåêîìåíäàöèè ïî îöåíêå òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè òåõíîëîãè- ÷åñêèõ ïðîöåññîâ. 9. Ñíèòþê Â.ª. Ïðîãíîçóâàííÿ. Ìîäåë³, ìåòîäè, àëãîðèòìè. — Êè¿â: Ìàêëàóò, 2008. — 364 ñ. Âîññòàíîâëåíèå è îïåðàòèâíîå ïðîãíîçèðîâàíèå ìåòîäîì Õîëüòà ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 4 125 I.V. Stetsenko, Ya.S. Bederak RESTORATION AND OPERATIONAL FORECASTING OF THE DATA AT ELECTRICITY CONSUMPTION OF ENTERPRISES WITH CONTINUOUS CYCLE OF OPERATION USING HOLT’S METHOD The paper presents results of studying the effectiveness of the methods of statistical forecasting — the method of exponential smoothing, autoregression, weighted moving average and Holt’s method — to restore the lost metering data and real-time prediction of power consumption data in terms of technological processes in the chemical industry. It is shown that Holt’s method is the most accu- rate one. To find the optimal values of the smoothing constants it is proposed to use evolutionary method. An algorithm for searching optimal values by the evolutionary method based on the cri- terion of choosing the best elements of the population has been developed. K e y w o r d s: Holt’s method, electricity consumption, operational forecasting. REFERENCES 1. Holt, C.C. (2004), “Forecasting seasonal and trends by exponentially weighted moving aver- ages”, Intern. Journal of Forecasting, Vol. 20, Issue 1, pp. 5-10. 2. Bederak, Ya.S. (2014), “Application of the method of exponential smoothing to recover the lost data of technical accounting at industrial enterprises”, Elektrotekhn³ka ³ elektromekha- n³ka, no. 4, pp. 52-55. 3. Hank, D.E., Uichern, D.U. and Rajts, A.Dzh. (2003), Bizness-prognozirovanie [Business Forecasting], Izdatelskiy dom «Vilyams», Moscow, Russia. 4. Aivazyan, S.A. and Mkhitaryan, V.S. (2007), Prikladnaya statistika. Osnovy ekonometrii. Teoriya veroyatnosti i prikladnaya statistika [Applied Statistics. Basics of econometrics. Probability Theory and Applied Statistics], Yuniti-Dana, Moscow, Russia. 5. Svetunkov, S.G. and Svetunkov, I.S. (2010), Metody sotsialno-ekonomicheskogo prognozi- rovaniya [Methods of social and economic forecasting], Izd-vo SPbGUEF, St Petersburg, Russia. 6. Chetyrkin, E.M. (1998), Statisticheskie metody prognozirovaniya [Statistical forecasting methods], Finansy i statistika, Moscow, Russia. 7. Lukyanenko, I.G. and Krasnikova, L.I. (1998), Ekonometrika [Econometrics], Tovarystvo “Znannya”, KOO, Kyiv, Ukraine. 8. Recommendations for the assessment of precision and stability for technological processes, Ð 50-601-20-91 VNIIS. 9. Snytyuk, V.Ye. (2008), Prognozuvannya. Modeli, metody, algorytmy [Forecasting. Models, methods and algorithms], Maklaut, Kyiv, Ukraine. Ïîñòóïèëà 26.01.15 ÑÒÅÖÅÍÊÎ Èííà Âÿ÷åñëàâîâíà, ä-ð òåõí. íàóê, è.î. çàâ. êàôåäðîé êîìïüþòåðíûõ íàóê Áóêî- âèíñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óí-òà ôèíàíñîâ è ýêîíîìèêè.  1988 ã. îêîí÷èëà Ìîñêîâñêèé ãîñó- äàðñòâåííûé óí-ò èì. Ì.Â. Ëîìîíîñîâà. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — òåõíîëîãèè ìîäåëèðî- âàíèÿ ñëîæíûõ ñèñòåì, èíôîðìàöèîííûå óïðàâëÿþùèå ñèñòåìû, ìåòîäû ïðîãíîçèðîâàíèÿ. ÁÅÄÅÐÀÊ ßðîñëàâ Ñåìåíîâè÷, èíæåíåð ÏÀÎ «ÀÇÎÒ» (ã. ×åðêàññû).  1994 ã. îêîí÷èë Êèåâñ- êèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èí-ò. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — äèàãíîñòèêà ýëåêòðîîáîðóäîâà- íèÿ íàïðÿæåíèåì âûøå 1000 Â, îáåñïå÷åíèå ýëåêòðîìàãíèòíîé ñîâìåñòèìîñòè â ñèñòåìàõ ýëåêòðîñíàáæåíèÿ ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé, âíåäðåíèå ýêîíîìèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ ìå- òîäîâ äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ è âîññòàíîâëåíèÿ äàííûõ ýëåêòðîïîòðåáëåíèÿ. È.Â. Ñòåöåíêî, ß.Ñ. Áåäåðàê 126 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 4