本发明涉及电费缴纳技术领域，尤其是涉及一种预缴纳电费的方法和装置。
背景技术：
由于输电网的老化，国家电网开始了大面积的智能电网改造，作为智能电网的执行产物智能电表也得到了大范围的安装和应用，而这种预缴费电表系统具有如下优势：
在费用结算以及登记管理开销/注销方面，成本更低；具有可靠、高效和自主管理等优点，而且在费用不足的情况下可自动中断服务；系统通信仅限于卡和读卡器之间，不需要将读卡器中的数据再传送到电网公司；为抄表和维修节省成本，智能卡和智能表寿命更长，省去了维修成本；同时先缴费，后使用，直接消除了不付款的风险。用户通过该系统可清楚地了解自己的使用量，从而会减少用量并提前为水电消费做出预算。
然而现有的预缴费方式在用户账户余额不足时，会进行断电处理，导致用户使用不便。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种预缴纳电费的方法和装置，可以预测下月的电费以提醒用户及时足额预缴纳。
第一方面，本发明实施例提供了一种预缴纳电费的方法，应用于服务器，包括：获取用户的电量历史数据；根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量；根据下月电量和当前电价计算第一预缴纳电费；将第一预缴纳电费乘以风险系数以计算第二预缴纳电费；风险系数大于1；将第一预缴纳电费和第二预缴纳电费通知用户，以使用户足额预缴纳电费。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量包括：根据电量历史数据得到电量的时间序列；验证电量的时间序列是否为平稳序列，如果否，进行平稳化；对平稳化后的序列求自相关系数和偏相关系数；根据自相关系数和偏相关系数进行模型识别及参数估计得到模型预测表达式；根据模型预测表达式预测用户的下月电量。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，还包括：获取用户的电费余额；分别计算第一预缴纳电费和第二预缴纳电费与电费余额的差值；将差值通知用户。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，还包括：计算下月电量与用户下月的实际电量的差值；将多个月的差值求均值；根据均值修正自回归滑动平均模型的预测结果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，风险系数为1.1-1.3之间的任意数值。
第二方面，本发明实施例还提供一种预缴纳电费的装置，应用于服务器，包括：电量历史数据获取模块，用于获取用户的电量历史数据；下月电量预测模块，用于根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量；第一预缴纳电费计算模块，用于根据下月电量和当前电价计算第一预缴纳电费；第二预缴纳电费计算模块，用于将预缴纳电费乘以风险系数以计算第二预缴纳电费；风险系数大于1；通知模块，用于将第一预缴纳电费和第二预缴纳电费通知用户，以使用户足额预缴纳电费。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，下月电量预测模块还用于：根据电量历史数据得到电量的时间序列；验证电量的时间序列是否为平稳序列，如果否，进行平稳化；对平稳化后的序列求自相关系数和偏相关系数；根据自相关系数和偏相关系数进行模型识别及参数估计得到模型预测表达式；根据模型预测表达式预测用户的下月电量。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，还包括：电费余额获取模块，用于获取用户的电费余额；差值计算模块，用于分别计算第一预缴纳电费和第二预缴纳电费与电费余额的差值；差值通知模块，用于将差值通知用户。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，还包括：电量差值计算模块，用于计算下月电量与用户下月的实际电量的差值；均值计算模块，用于将多个月的差值求均值；修正模块，用于根据均值修正自回归滑动平均模型的预测结果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，风险系数为1.1-1.3之间的任意数值。
本发明实施例提供的预缴纳电费的方法和装置，可以通过用户的电量历史数据及自回归移动平均模型预测用户的下月电量，根据该下月电量即可以计算下月需预存的电费，结合合适的风险系数可得出用户需预先缴纳的电费范围，使用户可以预先足额缴纳电费，避免账户余额不足导致的断电情况。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的预缴纳电费的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的预缴纳电费的装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的预缴纳电费的装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
用户一般按月计算需要预缴纳的电费的数额，目前的预缴费方式未考虑用户的上述需求，基于此，本发明实施例提供的一种预缴纳电费的方法和装置，可以预测下月的电费以提醒用户及时足额预缴纳。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在预缴纳电费的方法和装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例一
本发明实施例一提供了一种预缴纳电费的方法，应用于服务器，参见图1所示的预缴纳电费的方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤s11，获取用户的电量历史数据。
上述用户的电量历史数据包括每个自然月的电量，为了保证后续预测用户下月电量的准确性，历史数据应该至少包括最近两年内该用户的每自然月的电量。
步骤s12，根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量。
上述根据自回归移动平均模型(auto-regressivemovingaveragemodel，arma)预测用户的下月电量的基本思想是：将预测对象随时间推移而形成的数据序列视为一个随机序列，用一定的数学模型来近似描述这个序列，当模型一旦被识别后就可以从时间序列的过去值及现在值来预测未来值。用户的每月电量一般包括季节性波动和持续增加、减少等变化，适合使用上述模型进行模拟。
步骤s13，根据下月电量和当前电价计算第一预缴纳电费。
在得到模型预测的下月电量后，根据当前电价计算电费，需要注意的是计算电费时要考虑当前电价的阶梯电价政策，以得到准确的需要预缴纳的电费值。
步骤s14，将第一预缴纳电费乘以风险系数以计算第二预缴纳电费。
考虑到用户下月使用电量可能不是与预测值严格一致，很可能出现超过预测值的情况，如果仅以预测值提示用户预缴纳电费很可能还是会出现余额不足断电的情况，因此设置了大于1的风险系数，将预测得到的第一预缴纳电费乘以该风险系数得到第二预缴纳电费。根据用户的实际情况，并综合衡量断电风险和预交费占用现金情况，上述风险系数可以取1.1-1.3之间的任意数值。
步骤s15，将第一预缴纳电费和第二预缴纳电费通知用户，以使用户足额预缴纳电费。
在得到第一预缴纳电费和第二预缴纳电费后，通过短信、电话或者其他通信方式将其通知用户，此时用户得到的是下月需预缴纳的电费的范围，用户可以根据需要缴纳足额电费，保证在下月内有足够余额。
参见图2所示的根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量的流程示意图，上述步骤s12中根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量具体包括以下步骤：
步骤s21，根据电量历史数据得到电量的时间序列。
根据每个自然月的电量数据绘制波形图，其中横坐标是时间，单位为月，纵坐标是电量，单位是千瓦时。通过观察用户的电量数据波形图，电量的时间序列(设此序列数据为yt)属于随机时间序列，它们随时间变化却又互相关联。
步骤s22，验证电量的时间序列是否为平稳序列，如果否，进行平稳化。
由于自回归移动平均模型只能处理平稳时间序列的预测，首先需要对yt进行平稳性验证。具体通过计算yt的自相关系数和偏相关系数，确定概率值的范围，通过该范围确定yt是否为平稳序列，例如大于0.05，则初步认定yt不是平稳序列；对yt进行adf检验(augmenteddickey-fullertest)，判断adf值是否小于不同检验水平的临界值，如果不小于则认定yt不是平稳序列。在本实施例中先将yt序列每3个一组进行移动平均处理，然后取其一阶差分，得到时间序列dt，即平稳系列。
步骤s23，计算平稳系列dt的自相关系数和偏相关系数。
步骤s24，根据平稳系列dt的自相关系数和偏相关系数进行模型识别及参数估计得到模型预测表达式。
在本实施例中，根据上述自相关系数和偏相关系数都无明显的截尾性，因此具体选择了arima(p,1,q)模型。考虑到dt的均值非零，拟建立arima(3,1,3)模型。利用eviews软件包计算输出模型参数，并剔除其中没有显著性的参数，得到模型预测表达式。
步骤s25，根据上述模型预测表达式预测用户的下月电量。
根据上述模型预测表达式，依靠eviews软件包预测用户的下月电量。
可以理解的是，用户的预缴纳账户中一般是有部分余额的，因此为了方便用户，在通知用户第一预缴纳电费和第二预缴纳电费的同时，还可以包括以下步骤：
获取用户的电费余额；分别计算第一预缴纳电费和第二预缴纳电费与电费余额的差值；将差值通知用户。用户可以直观地获知在当前预测的电量和电费的情况下，还需要预存多少电费。同时，也可以将上述电费余额发送给用户，使用户清楚当月余额情况，并对其下月的电费有直观的估计，能更准确指导用户预缴纳电费。
考虑到预测模型与实际情况并不能完全一致，需要对预测模型进行一定程度的修正，因此在下月结束时获取下月的实际电量，并计算下月电量与用户下月的实际电量的差值。在得到多个月的上述差值后将多个月的差值求均值，再根据该均值修正自回归滑动平均模型的预测结果。上述多个月一般可以取3-6个月。
本实施例提供的预缴纳电费的方法，可以通过用户的电量历史数据及自回归移动平均模型预测用户的下月电量，根据该下月电量即可以计算下月需预存的电费，结合合适的风险系数可得出用户需预先缴纳的电费范围，还可以根据用户的余额计算实际需预缴纳的电费值，从而可以有效指导用户预缴纳电费，避免账户余额不足导致的断电情况。
实施例二
本发明实施例二提供了一种预缴纳电费的装置，应用于服务器，参见图3所示的预缴纳电费的装置的结构示意图，该装置包括：电量历史数据获取模块301、下月电量预测模块302、第一预缴纳电费计算模块303、第二预缴纳电费计算模块304和通知模块305，其中，各模块的功能如下：
电量历史数据获取模块301，用于获取用户的电量历史数据；
下月电量预测模块302，用于根据自回归移动平均模型预测用户的下月电量；
第一预缴纳电费计算模块303，用于根据下月电量和当前电价计算第一预缴纳电费；
第二预缴纳电费计算模块304，用于将预缴纳电费乘以风险系数以计算第二预缴纳电费
通知模块305，用于将第一预缴纳电费和第二预缴纳电费通知用户，以使用户足额预缴纳电费。
其中，下月电量预测模块302还用于：根据电量历史数据得到电量的时间序列；验证电量的时间序列是否为平稳序列，如果否，进行平稳化；对平稳化后的序列求自相关系数和偏相关系数；根据自相关系数和偏相关系数进行模型识别及参数估计得到模型预测表达式；根据模型预测表达式预测用户的下月电量。
如图4所示，上述装置还包括：电费余额获取模块401，用于获取用户的电费余额；差值计算模块402，用于分别计算第一预缴纳电费和第二预缴纳电费与电费余额的差值；差值通知模块，用于将差值通知用户。
上述装置还包括：电量差值计算模块，用于计算下月电量与用户下月的实际电量的差值；均值计算模块，用于将多个月的差值求均值；修正模块，用于根据均值修正自回归滑动平均模型的预测结果。
本实施例提供的预缴纳电费的装置，可以通过用户的电量历史数据及自回归移动平均模型预测用户的下月电量，根据该下月电量即可以计算下月需预存的电费，结合合适的风险系数可得出用户需预先缴纳的电费范围，还可以根据用户的余额计算实际需预缴纳的电费值，从而可以有效指导用户预缴纳电费，避免账户余额不足导致的断电情况。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。