JP6151202B2 - Program, apparatus, and method for estimating user attribute from power consumption in feature time zone - Google Patents
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Description
本発明は、ユーザによって消費された電力等のユーザ関連量を解析して、ユーザに関する所定の情報を推定するユーザ情報推定技術に関する。 The present invention relates to a user information estimation technique that analyzes a user-related amount such as power consumed by a user and estimates predetermined information about the user.
近年、ユーザのユーザ属性、例えば世帯人数や世帯構成員情報等に応じて、生活・業務に関連する支援やアドバイス、例えば家計管理支援や節電アドバイスを実施するシステムが注目されている。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on systems that provide support and advice related to life and work, such as household management support and power saving advice, according to user attributes of the user, such as the number of household members and household member information.
このようなシステムの例として、特許文献1には、所得格差を考慮し、より正確で的確な家計支出のアドバイスを実施することの可能な家計管理支援システムが開示されている。このシステムでは、世帯区分、世帯人数、都道府県名及び年収といったユーザ情報や、日々の家計収支を登録させた上で、家計収支と算出した収支目安とを比較した結果を出力する。
As an example of such a system,
また、特許文献2には、電力計測センサによって計測された電力使用量と、環境センサから出力される環境に関する情報とに基づいて節電アドバイスを決定し、ユーザに提示する節電支援システムが開示されている。ここで、節電アドバイスに関する問い合わせをユーザに提示し、この問い合わせに対する回答の一部としてユーザから個人属性情報を入力させ、この個人属性情報に基づいて、提供するアドバイス情報を改善する実施形態も開示されている。 Patent Document 2 discloses a power saving support system that determines power saving advice based on the power usage measured by the power measurement sensor and information on the environment output from the environment sensor and presents it to the user. Yes. Here, an embodiment is also disclosed in which an inquiry about power saving advice is presented to the user, personal attribute information is input from the user as part of an answer to the inquiry, and the advice information provided is improved based on the personal attribute information. ing.
しかしながら、特許文献1及び2に開示されたような従来技術は、アドバイスを生成・改善する際に利用するユーザ属性の入手を、ユーザによる自己申告に頼っている。即ち、ユーザ自身が明示的にユーザ属性をシステムに入力する必要がある。
However, the prior arts disclosed in
また、従来、マーケティングの分野でも、顧客情報の解析を実施するシステムは数多く存在するが、その解析の基礎情報となるユーザ属性、例えば世帯人数や世帯構成員の特徴等は、世帯に関するアンケート調査を行って顧客から直接入手されねばならない。 In the marketing field, there are many systems that analyze customer information. However, user attributes that are the basic information for the analysis, such as the number of households and the characteristics of household members, are subject to questionnaire surveys on households. Must go and get directly from customers.
このように、ユーザに対するサービス提供に関する情報を推定するのに必要となるユーザ属性の入手は、従来、ユーザ一人ひとりによる入力又はアンケート調査に頼るしかなく、多大な労力や時間がかかる作業となっていた。 As described above, acquisition of user attributes necessary for estimating information related to service provision to a user has conventionally been dependent on input by each user or a questionnaire survey, which has been a laborious and time-consuming operation. .
そこで、本発明は、生活関連量として特にユーザによる消費電力量に基づいて、当該ユーザのユーザ属性をより高い信頼度で推定することが可能なユーザ属性推定プログラム、装置及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a user attribute estimation program, apparatus, and method capable of estimating the user attribute of the user with higher reliability, particularly based on the amount of power consumed by the user as the life-related quantity. Objective.
本発明によれば、推定対象ユーザの消費電力量に基づいて当該推定対象ユーザのユーザ属性を推定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるユーザ属性推定プログラムであって、
所定期間におけるユーザに係る地域での天候に係る情報を示す天候関連値を取得する天候データ管理手段と、
所定期間に計測されたユーザに係る消費電力量のデータから、各時間帯での消費電力量の最小値に基づいて機器起因電力量を算出し、当該時間帯での消費電力量と機器起因電力量とに基づいて、ユーザの活動に係る電力量に対応する活動電力量を算出する活動電力抽出手段と、
ユーザの所定期間での活動電力量から、所定期間を構成する単位期間毎に、各時間帯での活動電力量を要素とする活動電力ベクトルを生成し、天候に応じて活動電力量に特徴が生じ得る時間帯である特徴時間帯において天候関連値が所定値を示す単位期間に係る活動電力ベクトルを選択し、選択した活動電力ベクトルを所定数のクラスタに分類するクラスタリング処理を行い、最大のクラスタに属する活動電力ベクトルに基づいて、ユーザの特徴時間帯での活動電力量を代表する特徴時間代表ベクトルを生成する代表ベクトル生成手段と、
ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成手段と、
特徴ベクトルと、当該特徴ベクトルに係るユーザのユーザ属性を示すユーザ属性値との組を教師データとして含む教師データセットを用いて機械学習を行い、推定モデルを構築する推定モデル構築手段と、
推定対象ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、推定対象ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを構築された推定モデルに入力し、推定対象ユーザのユーザ属性の推定値を取得するユーザ属性推定手段と
してコンピュータを機能させるユーザ属性推定プログラムが提供される。
According to the present invention, there is provided a user attribute estimation program for causing a computer mounted on a device that estimates a user attribute of an estimation target user based on a power consumption amount of the estimation target user to function.
Weather data management means for acquiring weather-related values indicating information related to the weather in the area related to the user in a predetermined period;
Based on the power consumption data for the user measured during a given period, the device-derived power amount is calculated based on the minimum value of the power consumption amount in each time zone, and the power consumption amount and device-derived power in that time zone are calculated. Active power extraction means for calculating the amount of active power corresponding to the amount of power related to the user's activity based on the amount;
An active power vector having an active power amount in each time zone as an element is generated from a user's active power amount in a predetermined period for each unit period constituting the predetermined period, and the active power amount is characterized according to the weather. A clustering process is performed to select an active power vector related to a unit period in which a weather-related value has a predetermined value in a characteristic time zone that can occur, and to perform a clustering process to classify the selected active power vector into a predetermined number of clusters. Representative vector generation means for generating a characteristic time representative vector representing the amount of active power in the characteristic time zone of the user based on the active power vector belonging to
Feature vector generation means for generating a feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the user, an element of a feature time representative vector generated for the user, and a weather-related value in one unit period ,
An estimation model construction means for constructing an estimation model by performing machine learning using a teacher data set including a feature vector and a user attribute value indicating a user attribute of a user related to the feature vector as teacher data;
A feature vector including an element of an active power vector in one unit period of the estimation target user, an element of a feature time representative vector generated for the estimation target user, and a weather-related value in the one unit period is constructed. There is provided a user attribute estimation program that causes a computer to function as user attribute estimation means that inputs to the estimation model and acquires an estimated value of the user attribute of the estimation target user.
この本発明によるユーザ属性推定プログラムの一実施形態として、前記代表ベクトル生成手段は、特徴時間帯として日没又は日没前の日照量が低下する所定時間である夕刻帯を設定し、夕刻帯において晴れ又は日照有りに対応する天候関連値を示す単位期間に係る活動電力ベクトルを選択することも好ましい。 As one embodiment of the user attribute estimation program according to the present invention, the representative vector generation means sets an evening zone, which is a predetermined time during which the amount of sunlight before sunset or sunset falls as a characteristic time zone, and in the evening zone It is also preferable to select an active power vector related to a unit period indicating a weather-related value corresponding to sunny or sunshine.
また、本発明によるユーザ属性推定プログラムにおいて、代表ベクトル生成手段は、複数の時間帯から構成される特徴時間帯を設定し、これらの複数の時間帯の各々における活動電力量をそれぞれ代表する複数の要素を有する特徴時間代表ベクトルを生成することも好ましい。 Further, in the user attribute estimation program according to the present invention, the representative vector generation means sets a characteristic time zone composed of a plurality of time zones, and a plurality of representative power amounts in each of the plurality of time zones. It is also preferable to generate a feature time representative vector having elements.
さらに、本発明によるユーザ属性推定プログラムにおける他の実施形態として、単位期間として1日間が設定され、特徴ベクトル生成手段は、この1日間が平日か否かを示す日別値を更なる要素として含む特徴ベクトルを生成することも好ましい。 Furthermore, as another embodiment of the user attribute estimation program according to the present invention, one day is set as the unit period, and the feature vector generation means includes a daily value indicating whether or not this one day is a weekday as a further element. It is also preferable to generate a feature vector.
さらにまた、本発明によるユーザ属性推定プログラムにおける更なる他の実施形態として、天候データ管理手段は、所定期間におけるユーザに係る地域での気温を示す気温値を更に取得し、ユーザ属性推定プログラムは、さらに、
同一の気象条件下にあると見なされる近隣エリアの複数のユーザについての各時間帯での活動電力量の平均である平均活動電力量を算出する平均活動電力算出手段と、
算出された平均活動電力量に係る時間帯での気温値に基づいて、気温と活動電力量との関係をモデル化した活動電力推定モデルを構築する活動電力推定モデル構築手段と
してコンピュータを機能させ、
特徴ベクトル生成手段は、生成した特徴ベクトルについて、当該特徴ベクトルに係る単位期間における各時間帯での気温値から、活動電力推定モデルを用いて特徴時間帯での活動電力量である一般活動電力量を算出し、算出した特徴時間帯での一般活動電力量と、当該特徴ベクトルのうちの特徴時間帯に係る活動電力ベクトルの要素との類似度を算出し、この類似度に応じて信頼度が低いと見なされる特徴ベクトルを、ユーザ属性推定のためのレコードから除外することも好ましい。
Furthermore, as still another embodiment of the user attribute estimation program according to the present invention, the weather data management means further obtains an air temperature value indicating the temperature in the area related to the user in a predetermined period, and the user attribute estimation program includes: further,
An average active power calculating means for calculating an average active power amount that is an average of active power amounts in each time zone for a plurality of users in a neighboring area considered to be under the same weather condition;
Based on the temperature value in the time zone related to the calculated average active power amount, the computer functions as an active power estimation model construction means for constructing an active power estimation model that models the relationship between the temperature and the active power amount,
The feature vector generation means, for the generated feature vector, from the temperature value in each time zone in the unit period related to the feature vector, using the activity power estimation model, the general activity power amount that is the activity power amount in the feature time zone And calculating the similarity between the calculated general activity power amount in the feature time zone and the element of the active power vector in the feature time zone of the feature vector, and the reliability is calculated according to the similarity. It is also preferable to exclude feature vectors that are considered low from the record for user attribute estimation.
さらに、本発明によるユーザ属性推定プログラムにおける更なる他の実施形態として、天候データ管理手段は、所定期間におけるユーザに係る地域での気温を示す気温値を更に蓄積し、
ユーザ属性推定プログラムは、さらに、
ユーザ属性の申告又は調査データから教師データセットを生成する教師データ生成手段と、
同一の気象条件下にあると見なされる近隣の複数のユーザについての各時間帯での活動電力量の平均である平均活動電力量を算出する平均活動電力算出手段と、
算出された平均活動電力量に係る時間帯での気温値に基づいて、気温と活動電力量との関係をモデル化した活動電力推定モデルを構築する活動電力推定モデル構築手段と
してコンピュータを機能させ、
教師データ生成手段は、取得されたユーザ属性に係る単位期間における各時間帯での気温値から、活動電力推定モデルを用いて各時間帯での活動電力量を算出して推定した特徴ベクトルである推定特徴ベクトルを生成し、推定特徴ベクトルと、取得されたユーザ属性とから教師データを生成することも好ましい。
Furthermore, as still another embodiment of the user attribute estimation program according to the present invention, the weather data management means further accumulates an air temperature value indicating an air temperature in the area related to the user in a predetermined period,
The user attribute estimation program further includes:
Teacher data generation means for generating a teacher data set from user attribute declaration or survey data;
Average active power calculating means for calculating an average active power amount that is an average of active power amounts in each time period for a plurality of neighboring users considered to be under the same weather condition;
Based on the temperature value in the time zone related to the calculated average active power amount, the computer functions as an active power estimation model construction means for constructing an active power estimation model that models the relationship between the temperature and the active power amount,
The teacher data generation means is a feature vector estimated by calculating the amount of active power in each time zone using the active power estimation model from the temperature value in each time zone in the unit period related to the acquired user attribute. It is also preferable to generate an estimated feature vector and generate teacher data from the estimated feature vector and the acquired user attribute.
本発明によれば、さらに、推定対象ユーザの消費電力量に基づいて当該推定対象ユーザのユーザ属性を推定する装置であって、
所定期間におけるユーザに係る地域での天候に係る情報を示す天候関連値を取得する天候データ管理手段と、
所定期間に計測されたユーザに係る消費電力量のデータから、各時間帯での消費電力量の最小値に基づいて機器起因電力量を算出し、当該時間帯での消費電力量と機器起因電力量とに基づいて、ユーザの活動に係る電力量に対応する活動電力量を算出する活動電力抽出手段と、
ユーザの所定期間での活動電力量から、所定期間を構成する単位期間毎に、各時間帯での活動電力量を要素とする活動電力ベクトルを生成し、天候に応じて活動電力量に特徴が生じ得る時間帯である特徴時間帯において天候関連値が所定値を示す単位期間に係る活動電力ベクトルを選択し、選択した活動電力ベクトルを所定数のクラスタに分類するクラスタリング処理を行い、属するベクトル数の最も多いクラスタに属する活動電力ベクトルに基づいて、ユーザの特徴時間帯での活動電力量を代表する特徴時間代表ベクトルを生成する代表ベクトル生成手段と、
ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成手段と、
特徴ベクトルと、当該特徴ベクトルに係るユーザのユーザ属性を示すユーザ属性値との組を教師データとして含む教師データセットを用いて機械学習を行い、推定モデルを構築する推定モデル構築手段と、
推定対象ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、推定対象ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを構築された推定モデルに入力し、推定対象ユーザのユーザ属性の推定値を取得するユーザ属性推定手段と
を有するユーザ属性推定装置が提供される。
According to the present invention, the apparatus further estimates the user attribute of the estimation target user based on the power consumption of the estimation target user,
Weather data management means for acquiring weather-related values indicating information related to the weather in the area related to the user in a predetermined period;
Based on the power consumption data for the user measured during a given period, the device-derived power amount is calculated based on the minimum value of the power consumption amount in each time zone, and the power consumption amount and device-derived power in that time zone are calculated. Active power extraction means for calculating the amount of active power corresponding to the amount of power related to the user's activity based on the amount;
An active power vector having an active power amount in each time zone as an element is generated from a user's active power amount in a predetermined period for each unit period constituting the predetermined period, and the active power amount is characterized according to the weather. The number of vectors to which clustering is performed to select an active power vector related to a unit period in which a weather-related value indicates a predetermined value in a feature time zone that can occur, and to classify the selected active power vector into a predetermined number of clusters. Representative vector generation means for generating a feature time representative vector representing the amount of active power in the feature time zone of the user based on the active power vector belonging to the cluster with the largest number of
Feature vector generation means for generating a feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the user, an element of a feature time representative vector generated for the user, and a weather related value in the one unit period When,
An estimation model construction means for constructing an estimation model by performing machine learning using a teacher data set including a feature vector and a user attribute value indicating a user attribute of a user related to the feature vector as teacher data;
A feature vector including an element of an active power vector in one unit period of the estimation target user, an element of a feature time representative vector generated for the estimation target user, and a weather-related value in the one unit period is constructed. There is provided a user attribute estimation device having user attribute estimation means for inputting to the estimation model and acquiring an estimated value of the user attribute of the estimation target user.
本発明によれば、さらにまた、推定対象ユーザの消費電力量に基づいて当該推定対象ユーザのユーザ属性を推定する装置に搭載されたコンピュータによるユーザ属性推定方法であって、
所定期間におけるユーザに係る地域での天候に係る情報を示す天候関連値を取得する第1のステップと、
所定期間に計測されたユーザに係る消費電力量のデータから、各時間帯での消費電力量の最小値に基づいて機器起因電力量を算出し、当該時間帯での消費電力量と機器起因電力量とに基づいて、ユーザの活動に係る電力量に対応する活動電力量を算出する第2のステップと、
ユーザの所定期間での活動電力量から、所定期間を構成する単位期間毎に、各時間帯での活動電力量を要素とする活動電力ベクトルを生成し、天候に応じて活動電力量に特徴が生じ得る時間帯である特徴時間帯において天候関連値が所定値を示す単位期間に係る活動電力ベクトルを選択し、選択した活動電力ベクトルを所定数のクラスタに分類するクラスタリング処理を行い、最大のクラスタに属する活動電力ベクトルに基づいて、ユーザの特徴時間帯での活動電力量を代表する特徴時間代表ベクトルを生成する第3のステップと、
ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを生成する第4のステップと、
特徴ベクトルと、当該特徴ベクトルに係るユーザのユーザ属性を示すユーザ属性値との組を教師データとして含む教師データセットを用いて機械学習を行い、推定モデルを構築する第5のステップと、
推定対象ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、推定対象ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを構築された推定モデルに入力し、推定対象ユーザのユーザ属性の推定値を取得する第6のステップと
を有するユーザ属性推定方法が提供される。
According to the present invention, there is further provided a user attribute estimation method by a computer mounted on a device that estimates a user attribute of the estimation target user based on the power consumption of the estimation target user,
A first step of acquiring a weather-related value indicating information relating to weather in a region related to the user in a predetermined period;
Based on the power consumption data for the user measured during a given period, the device-derived power amount is calculated based on the minimum value of the power consumption amount in each time zone, and the power consumption amount and device-derived power in that time zone are calculated. A second step of calculating an amount of active power corresponding to the amount of power related to the user's activity based on the amount;
An active power vector having an active power amount in each time zone as an element is generated from a user's active power amount in a predetermined period for each unit period constituting the predetermined period, and the active power amount is characterized according to the weather. A clustering process is performed to select an active power vector related to a unit period in which a weather-related value has a predetermined value in a characteristic time zone that can occur, and to perform a clustering process to classify the selected active power vector into a predetermined number of clusters. A third step of generating a feature time representative vector representing the amount of active power in the feature time zone of the user based on the activity power vector belonging to
A fourth step of generating a feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the user, an element of a feature time representative vector generated for the user, and a weather-related value in the one unit period When,
A fifth step of constructing an estimation model by performing machine learning using a teacher data set including, as teacher data, a set of a feature vector and a user attribute value indicating a user attribute of a user related to the feature vector;
A feature vector including an element of an active power vector in one unit period of the estimation target user, an element of a feature time representative vector generated for the estimation target user, and a weather-related value in the one unit period is constructed. And a sixth step of obtaining an estimated value of the user attribute of the estimation target user.
本発明のユーザ属性推定プログラム、装置及び方法によれば、ユーザによる消費電力量に基づいて当該ユーザのユーザ属性をより高い信頼度で推定することができる。 According to the user attribute estimation program, apparatus, and method of the present invention, the user attribute of the user can be estimated with higher reliability based on the power consumption by the user.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[ユーザ属性推定システム]
図1は、本発明によるユーザ属性推定システムの一実施形態における模式図である。
[User attribute estimation system]
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of a user attribute estimation system according to the present invention.
図1において、本実施形態でのユーザ属性推定システムは、事業者通信網6に設置されており(a)ユーザの消費電力量及び(b)当日の気象情報に基づいてユーザのユーザ属性を判定・推定するユーザ属性推定装置1を含む。ここで、ユーザとは、本実施形態において1つの世帯(ユーザ世帯)又は当該世帯の構成員である。さらに、ユーザ属性とは、本実施形態において静的属性であり、「特徴時間帯」における当該世帯構成員の生活行動特性を指す。
In FIG. 1, the user attribute estimation system according to the present embodiment is installed in the
また、この「特徴時間帯」とは、天候に応じて活動電力量に特徴が生じ得る時間帯であり、本実施形態において、夕刻帯(夕方)、即ち16〜19時(16時台、17時台及び18時台)となっている。実際、夕刻帯は、日没又は日没前の日照量が低下する時間帯であり、このように日照量が低下することによって、夕刻帯では各世帯で照明をONにする行動が発生し得るのである。 In addition, the “characteristic time zone” is a time zone in which a feature can be generated in the amount of active power according to the weather. In this embodiment, the evening time zone (evening), that is, 16:00 to 19:00 (16:00, Time zone and 18:00 hour). Actually, the evening zone is a time zone in which the amount of sunlight before sunset or before sunset is reduced, and by reducing the amount of sunlight in this way, an action to turn on lighting in each household can occur in the evening zone. It is.
さらに、この夕刻帯(特徴時間帯)に係るユーザ属性として、例えば、夕刻帯に当該世帯構成員が在宅している「夕方在宅型」、夕刻帯に当該世帯構成員が外出している「夕方外出型」、夕食前には当該世帯構成員が帰宅する「夕食前帰宅型」、夕刻帯に当該世帯構成員は在宅しているが比較的照明をONにするタイミングが遅い「夕方在宅及び照明我慢型」等が挙げられる。 Further, as user attributes related to this evening zone (characteristic time zone), for example, “evening at home” in which the household member is at home in the evening zone, “evening” when the household member is out in the evening zone “Out-of-house type”, “Return-to-dinner type” where the household member returns home before dinner, “House-at-home and lighting in the evening” "Patience type".
同じく図1によれば、ユーザ(一世帯)の消費電力量は、本実施形態において世帯構成員の滞在対象区域である自宅に設置されたホームゲートウェイ(HGW)5から事業者通信網6を介してユーザ属性推定装置1に送信される。ここで、消費電力量はスマートメータ4で計測され、この計測値が、例えばHEMS(Home Energy Management System)を介してHGW5に出力されてもよい。また、変更態様として、スマートメータ4が消費電力量を(図示されていない)MDMS(Meter data Management System)に送信し、ユーザ属性推定装置1は、このMDMSから消費電力量を取得することも可能である。
Similarly, according to FIG. 1, the power consumption of the user (one household) is transmitted from the home gateway (HGW) 5 installed in the home, which is the stay target area of the household members, through the
事業者通信網6は、例えば光ファイバ網若しくはADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)等の固定系アクセスネットワークとすることができる。また、Wi-Fi(登録商標)等の無線LAN(Local Area Network)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、LTE(Long Term Evolution)又は3G(3rd Generation)等の無線系アクセスネットワークとすることも可能である。
The
スマートメータ4は、ユーザによる自宅における消費電力量を計測し、単位時間毎の消費電力量の計測値を、例えばHEMSを介してHGW5に出力する。ここで、スマートメータの代わりに、分電盤に設置されたCTセンサ、クランプメータ(架線電流計)、又はコンセントに設置されたコンセントタップ(タップ型電力計)等を使用してもよい。この場合、CTセンサやコンセントタップ等によって宅内配電の個別の消費電力量を計測し、消費電力量の計測値をHGW5に出力することになる。
The
HGW5は、宅内に設けられたホームネットワークや(図示されていない)セットトップボックス(STB)等と、事業者通信網6との間の通信を中継・制御する装置である。このホームネットワークには例えば無線アクセスポイント(AP)を介してパーソナルコンピュータ(PC)が接続されている。HGW5は、さらに、スマートメータ4から取得した単位時間毎の消費電力量の計測値を、事業者通信網6を介してユーザ属性推定装置1宛てに送信する。
The
ユーザ情報管理装置2は、例えば事業者通信網6内に設置されており、各ユーザ(世帯)から、例えばアンケート調査に答える形でユーザ属性情報の申告を受信し、これらのユーザ属性情報をユーザIDと対応付けて記憶・管理する。ユーザは、例えば、所定の日時の夕刻帯における自らの在宅/外出状況や照明利用状況といった静的属性をPCに入力し、HGW5から事業者通信網6を介してユーザ情報管理装置2に送信してもよい。ユーザ属性推定装置1は、このユーザ情報管理装置2から、ユーザIDに紐付けられたユーザ属性情報を取得する。
The user information management device 2 is installed, for example, in the
気象情報管理サーバ3は、所定期間の各日時における天候、温度、照度、湿度、降雨量等の過去、現在又は未来(予報)における気象情報を、インターネット7及び事業者通信網6を介してユーザ属性推定装置1宛てに送信する。特に、例えば天候に関連する情報を示す天候関連値を含む気象情報が送信されることも好ましい。ここで、天候関連値には、「晴」、「曇り」又は「雨・雪」を区別する天候値や、日照量を示す日照値、さらには気温値等が含まれていてもよい。
The weather information management server 3 provides the past, present, or future (forecast) weather information such as weather, temperature, illuminance, humidity, and rainfall for each date and time of a predetermined period via the Internet 7 and the
ユーザ属性推定装置1は、具体的に、
(a)単位期間としてのある1日間における、ユーザの活動に係る電力量に相当する「活動電力ベクトル」の要素と、「特徴時間帯」としての夕刻帯におけるユーザの活動電力量を代表する「特徴時間代表ベクトル」の要素と、この1日間における天候関連値とを要素として含む「特徴ベクトル」を生成し、
(b)「特徴ベクトル」と、当該特徴ベクトルに係るユーザのユーザ属性値(夕刻帯における当該世帯構成員の生活行動特性)との組を教師データとして含む教師データセットを用いて機械学習を行って推定モデルを構築し、
(c)推定対象ユーザの1日間における「活動電力ベクトル」の要素と、当該推定対象ユーザについて生成された「特徴時間代表ベクトル」の要素と、この1日間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを構築された推定モデルに入力し、当該推定対象ユーザのユーザ属性の推定値を取得する。
Specifically, the user
(A) “active power vector” element corresponding to the amount of power related to the user's activity in a certain day as a unit period, and the user's active power amount in the evening zone as the “characteristic time zone” Generate a “feature vector” that includes the elements of the “feature time representative vector” and the weather-related values for this one day as elements,
(B) Machine learning is performed using a teacher data set including, as teacher data, a set of a “feature vector” and a user attribute value of the user related to the feature vector (life behavior characteristics of the household member in the evening) Build an estimation model,
(C) Features including an element of “active power vector” for one day of the estimation target user, an element of “feature time representative vector” generated for the estimation target user, and a weather-related value for the one day The vector is input to the constructed estimation model, and the estimated value of the user attribute of the estimation target user is acquired.
このように、ユーザ属性推定装置1では、教師データを構成する「特徴ベクトル」に、
(ア)夕刻帯でのユーザの活動電力量を代表する「特徴時間代表ベクトル」の要素と、
(イ)天候関連値と
を含む。ここで、夕刻帯は、天候に応じて各世帯の特徴が活動電力量に顕著に現れ得る時間帯であり、具体的には、日照量が低下することによって、各世帯で照明をONにする行動が特徴的に発生し得る時間帯である。従って、上記(ア)及び(イ)の組合せを含む教師データが機械学習に使用されることにより、構築される推定モデルからのアウトプットにおいてより明確にユーザ(世帯)の特性が反映され、より的確な推定値が取得されることになる。
Thus, in the user
(A) An element of a “characteristic time representative vector” representing the user's active energy during the evening,
(B) Includes weather-related values. Here, the evening zone is a time zone in which the characteristics of each household can appear prominently in the amount of active power depending on the weather. Specifically, lighting is turned on in each household due to a decrease in the amount of sunlight. It is a time zone in which behavior can occur characteristically. Therefore, when the teacher data including the combination of (a) and (b) is used for machine learning, the characteristics of the user (household) are more clearly reflected in the output from the estimated model to be constructed. An accurate estimate is obtained.
また、これにより、一度このような推定モデルが生成されれば、ユーザによる入力やアンケート調査に頼ることなく、ユーザによる消費電力量に基づいてユーザ属性をより精度良く高い信頼度をもって推定することができる。特に、ユーザの特徴時間帯(夕刻帯)における生活行動特性を具体的且つ的確に推定することが可能となる。 In addition, once such an estimation model is generated, user attributes can be estimated more accurately and with high reliability based on power consumption by the user without relying on user input or questionnaire surveys. it can. In particular, it is possible to accurately and accurately estimate living behavior characteristics in the user's characteristic time zone (evening time zone).
[ユーザ属性推定装置1]
図2は、本発明によるユーザ属性推定装置の一実施形態における機能構成を示す機能ブロック図である。
[User attribute estimation device 1]
FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional configuration in an embodiment of the user attribute estimation apparatus according to the present invention.
図2によれば、ユーザ属性推定装置1は、通信インタフェース部101と、プロセッサ・メモリとを有する。ここで、プロセッサ・メモリは、ユーザ属性推定装置1に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって、その機能を実現させる。
According to FIG. 2, the user
ここで、プロセッサ・メモリは、消費電力データ管理部102と、天候データ管理部103と、ユーザ属性管理部104と、活動電力抽出部111と、代表ベクトル生成部112と、特徴ベクトル生成部113と、教師データ生成部114と、ユーザ属性推定モデル構築部115と、ユーザ属性推定部116と、平均活動電力算出部121と、活動電力推定モデル構築部122とを有する。なお、図2によれは、各機能構成部を矢印で接続した処理の流れは、本発明によるユーザ属性推定方法の一実施形態としても理解される。
Here, the processor memory includes a power consumption
通信インタフェース部101は、
(a)ユーザの自宅(滞在対象区域)に設置されたスマートメータ4やHGW5等から、消費電力量の計測値データを受信し、ユーザ情報管理装置2から、ユーザIDと申告等によって収集されたユーザ属性との組の情報を受信し、また、気象情報管理サーバ3から、所定期間の各日時における天候関連値を含む気象情報を受信し、さらに、
(b)ユーザ属性推定部116から出力される推定対象ユーザ世帯のユーザ属性推定値を外部の通知先に送信する。例えば、ウェブサイトやアプリケーション等を介する形で、この推定値を提示することもできる。
The
(A) The measured power consumption data is received from the
(B) The estimated user attribute value of the estimation target user household output from the user
消費電力データ管理部102は、受信した消費電力量の計測値から生成される消費電力データを蓄積・管理する。なお、消費電力データは、装置1の外部、例えばユーザの自宅内のストレージ等に蓄積されていてもよい。
The power consumption
ここで、1日(基本期間)を構成する1時間毎の時間帯における消費電力量から24次元の消費電力ベクトルを生成し、所定期間、例えば90日間における各日に対応した90個の消費電力ベクトルを取得し、蓄積・管理してもよい。この際、各時間帯での消費電力量は、当該1時間での積算値であってもよく、または生データが例えば15分値である場合に当該1時間内の4つの値のうちの中央値としてもよい。さらに、1つの時間帯は1時間に限定されるものではなく、例えば2時間、3時間等としてもよい。また、互いに異なる時間長の時間帯を設定してもよい。 Here, a 24-dimensional power consumption vector is generated from the power consumption in the hourly time zone constituting one day (basic period), and 90 power consumptions corresponding to each day in a predetermined period, for example, 90 days. Vectors may be acquired and stored / managed. At this time, the power consumption amount in each time zone may be an integrated value in the one hour, or when the raw data is, for example, a 15-minute value, the center of the four values in the one hour. It may be a value. Furthermore, one time slot | zone is not limited to 1 hour, For example, it is good also as 2 hours, 3 hours, etc. In addition, time zones having different time lengths may be set.
天候データ管理部103は、所定期間、例えば90日間の各日における各時間帯でのユーザ世帯に係る地域での天候を示す天候関連値、例えば「晴れ」又は「雨・雪」を取得し、蓄積・管理する。さらに、所定期間におけるユーザ世帯に係る地域での気温を示す気温値を更に取得し蓄積・管理することも好ましい。
The weather
ユーザ属性管理部104は、ユーザIDとユーザ属性との組の情報を取得し蓄積・管理する。ここで、ユーザIDは、ユーザ世帯又は世帯構成員の識別番号である。また、ユーザ属性は、本実施形態において、特徴時間帯としての夕刻帯における世帯構成員の生活行動特性、例えば「夕方在宅型」、「夕方外出型」、「夕食前帰宅型」、「夕方在宅及び照明我慢型」等に分類された属性である。
The user
活動電力抽出部111は、
(a)所定期間、例えば30日間に計測されたユーザ世帯に係る消費電力量のデータから、各時間帯での消費電力量の最小値を決定して、この最小値を各時間帯での機器起因電力量とし、
(b)当該時間帯での消費電力量と機器起因電力量とに基づいて活動電力量を算出する。
The active
(A) The minimum value of the power consumption in each time zone is determined from the data of the power consumption of the user household measured for a predetermined period, for example, 30 days, and this minimum value is determined for the device in each time zone. The amount of power
(B) The active power amount is calculated based on the power consumption amount and the device-derived power amount in the time period.
ここで、機器起因電力量は、ユーザ世帯の構成員が機器に対し意図してON操作又は使用動作を行うことにより発生するユーザ起因の電力量以外の、主に機器から発生する消費電力量である。待機電力やバックグラウンドの消費電力等がこれに相当する。例えば、30日間における16時台の消費電力量の30個のデータのうちでの最小値を、当該ユーザ世帯の16時台での機器起因電力量とする。なお、機器起因電力量は、季節や生活状況の変化により変動する可能性があり、ユーザ属性推定処理に合わせて又は定期的に更新されることも好ましい。 Here, the device-derived power amount is a power consumption amount mainly generated from the device other than the user-derived power amount generated when the member of the user household intentionally performs the ON operation or use operation on the device. is there. Standby power, background power consumption, and the like correspond to this. For example, the minimum value among the 30 data of the power consumption amount at 16:00 in 30 days is set as the device-derived power amount at 16:00 in the user household. It should be noted that the device-induced power amount may vary due to changes in seasons and living conditions, and it is also preferable that the device-induced power amount is updated in accordance with the user attribute estimation process or periodically.
さらに、活動電力量は、当該ユーザ世帯の活動に係る電力量である。各時間帯において次式を用いて算出される。
(1) (活動電力量)=(総消費電力量)−(機器起因電力量)
ここで、算出された活動電力量が所定閾値以上となる場合、当該ユーザ世帯では当該時間帯において人(世帯構成員)が活動していると解釈可能となる。この閾値は、季節、例えば夏季、冬季、夏冬の中間期毎に異なる値とすることができる。
Furthermore, the amount of active power is the amount of power related to the activity of the user household. It is calculated using the following formula in each time zone.
(1) (Activity energy) = (Total energy consumption)-(Equipment-induced energy)
Here, when the calculated amount of active power is equal to or greater than a predetermined threshold, it is possible to interpret that a person (household member) is active in the user household in the time period. This threshold value may be different for each season, for example, summer, winter, and summer / winter.
代表ベクトル生成部112は、最初に、
(a)ユーザ世帯の所定期間、例えば90日間での活動電力量から、当該90日間を構成する各日毎に、各時間帯での活動電力量を要素とする活動電力ベクトルを生成し、
(b)夕刻帯(特徴時間帯)において天候関連値が所定値(本実施形態では「晴」又は「日照有」)を示すような1日間に係る活動電力ベクトルを選択する。
First, the representative
(A) For each day constituting the 90 days, an active power vector having the active power amount in each time zone as an element is generated from the active power amount in a predetermined period of the user household, for example, 90 days,
(B) An active power vector for one day is selected such that the weather-related value indicates a predetermined value (in this embodiment, “sunny” or “sunshine”) in the evening zone (characteristic time zone).
ここで、時間帯を1時間に設定した場合、活動電力ベクトルは、90日間の各日において、各時間帯での活動電力量を要素とする24次元ベクトルとなる。これにより、計90個の24次元活動電力ベクトル(レコード)が生成される。また、90日間のうち夕刻帯での天候関連値が「晴」又は「日照有」の日が70日とすると、これら90レコードのうちからこの70日の各々に相当する24次元活動電力ベクトル、即ち70レコードが選択される。 Here, when the time zone is set to 1 hour, the active power vector is a 24-dimensional vector having the active power amount in each time zone as an element on each day of 90 days. As a result, a total of 90 24-dimensional active power vectors (records) are generated. Further, if the weather-related value in the evening zone in the 90 days is “sunny” or “daylight present” is 70 days, a 24-dimensional active power vector corresponding to each of these 70 days out of these 90 records, That is, 70 records are selected.
代表ベクトル生成部112は、次いで、
(c)選択した活動電力ベクトルを所定数のクラスタに分類する階層型クラスタリング処理を行い、
(d)最大のクラスタ、即ち最大のクラスタに属する活動電力ベクトルに基づいて、当該ユーザ世帯の夕刻帯での活動電力量を代表する夕刻帯(特徴時間)代表ベクトル(照明ON時間代表ベクトル)を生成する。
The representative
(C) performing a hierarchical clustering process for classifying the selected active power vector into a predetermined number of clusters;
(D) Based on the active power vector belonging to the largest cluster, that is, the largest cluster, an evening band (feature time) representative vector (lighting ON time representative vector) representing the amount of active power in the evening band of the user household. Generate.
このクラスタリング処理は、上記の例では、選択された70レコードに対して実施される。ここで、クラスタ数は、例えば5クラスタといった固定値に設定される。または、AIC(Akaike's Information Criteria)やBIC(Bayesian Information Criteria)等の統計量基準を用いてクラスタ数を決定してもよい。なお、活動電力ベクトルを天候関連値によらず全て採用してクラスタリング処理を行うと、各クラスタには複数の天候関連値のレコードが混在してしまう。これに対し、上記のように活動電力ベクトルを天候関連値に基づいて予め選択しておくことによって、確実に所望の天候値(「晴」)の特徴を備えた夕刻帯代表ベクトルが生成可能となる。 This clustering process is performed for the selected 70 records in the above example. Here, the number of clusters is set to a fixed value, for example, 5 clusters. Alternatively, the number of clusters may be determined using a statistic criterion such as AIC (Akaike's Information Criteria) or BIC (Bayesian Information Criteria). Note that if clustering processing is performed using all active power vectors regardless of weather-related values, records of a plurality of weather-related values are mixed in each cluster. On the other hand, by selecting the active power vector in advance based on the weather-related value as described above, it is possible to reliably generate an evening zone representative vector having a desired weather value (“sunny”) characteristic. Become.
代表ベクトル生成部112は、クラスタリング処理の完了後、要素レコード数が最大となるクラスタを当該ユーザ世帯の代表クラスタとする。夕刻帯代表ベクトルは、この代表クラスタの代表(平均)ベクトルとなる。例えば、夕刻帯が16時台、17時台及び18時台の3つの時間帯から構成されるとし、これらの時間帯のそれぞれにおける代表ベクトルの要素(消費電力量)をl1、l2及びl3とすると、
(2) (夕刻帯代表ベクトル)=(l1,l2,l3)
となる。
The representative
(2) (Evening zone representative vector) = (l1, l2, l3)
It becomes.
特徴ベクトル生成部113は、(ア)ユーザ世帯の1日間(単位期間)における活動電力ベクトルの要素と、(イ)当該ユーザ世帯について生成された夕刻帯(特徴時間)代表ベクトル(照明ON時間代表ベクトル)の要素と、(ウ)当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを生成する。この特徴ベクトルは、さらに、当該1日間が平日か否かを示す日別値を更なる要素として含むことも好ましい。実際、夕刻帯において例えば在宅しているか否か、さらには何時照明をONにするかは、平日と休日とで異なる場合が少なくない。このため、日別値は、後述するユーザ属性の推定の精度を向上させるのに効果的なパラメータとなる。
The feature
図3は、特徴ベクトルの一実施形態を示す説明図、及びユーザ属性と対応する特徴ベクトルとの関係の一実施形態を示すテーブルである。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of a feature vector, and a table showing an embodiment of a relationship between a user attribute and a corresponding feature vector.
図3(A)に示した実施形態によれば、特徴ベクトルは、
(ア)活動電力ベクトルの要素:a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7、
(イ)夕刻帯代表ベクトルの要素:l1,l2,l3、
(ウ)天候関連値ベクトルの要素:w1,w2,w3,w4、及び
(エ)日別値:h
を要素とした15次元ベクトルとなっている。
According to the embodiment shown in FIG. 3A, the feature vector is
(A) Active power vector elements: a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7,
(A) Evening zone representative vector elements: l1, l2, l3,
(C) Weather-related value vector elements: w1, w2, w3, w4, and (d) Daily value: h
Is a 15-dimensional vector.
ここで、(ア)のa1、a2、a3、a4、a5、a6及びa7はそれぞれ、当該ユーザ世帯の当該1日間における0〜5時台、6〜10時台、11〜15時台、16時台、17時台、18時台及び19〜23時台での消費電力量である。このように、a3、a4及びa5は夕刻帯での消費電力量を示している。(イ)のl1,l2,l3は、上述した式(2)に示したベクトルの要素である。(ウ)のw1、w2、w3及びw4はそれぞれ、0〜7時台、8〜15時台、16〜18時台及び19時〜23時台での天候関連値(「晴れ」又は「雨・雪」)である。このように、w3は夕刻帯での天候関連値を示している。さらに、(エ)のhは、当該1日間が平日か休日かを示す日別値である。 Here, a1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7 of (a) are 0-5 o'clock, 6-10 o'clock, 11-15 o'clock, It is power consumption in the hour zone, the 17:00 zone, the 18:00 zone, and the 19-23 hour zone. Thus, a3, a4 and a5 indicate the power consumption in the evening zone. L1, l2, and l3 in (a) are elements of the vector shown in the above-described equation (2). W1, w2, w3, and w4 in (c) are the weather-related values (“Sunny” or “Rain” at 0-7 o'clock, 8-15 o'clock, 16-18 o'clock, and 19: 00-23: 00, respectively.・ Snow ”). Thus, w3 indicates the weather-related value in the evening zone. Further, h in (D) is a daily value indicating whether the day is a weekday or a holiday.
次いで、図3(B)に、ユーザ属性に対応する特徴ベクトルの実施例を示す。同図によれば、ユーザ0001のユーザ属性は「夕方在宅型」である。ここで、ユーザ0001における、夕刻帯での天候関連値w3が「晴」である特徴ベクトル及び「雨」である特徴ベクトルを共に見ると、夕刻帯代表ベクトルの要素(l1,l2,l3)が時間経過ともに0.47(kWh)→0.60→0.71と増加している。これにより、「夕方在宅型」では、夕方で薄暗くなると室内の照明をONにする傾向のあることが理解される。
Next, FIG. 3B shows an example of feature vectors corresponding to user attributes. According to the figure, the user attribute of the
また、同じユーザ0001(「夕方在宅型」)における夕刻帯で「晴」の特徴ベクトルでは、夕刻帯での活動電力量(a4,a5,a6)が時間経過ともに0.40(kWh)→0.57→0.68と変化している。これにより、「夕方在宅型」では、晴れの日は、(室内の照明をONにするため)夕刻帯において消費電力量が増加することが理解される。一方、夕刻帯で「雨」の特徴ベクトルでは、夕刻帯での活動電力量(a4,a5,a6)が時間経過ともに0.60(kWh)→0.67→0.78と変化している。これにより、「夕方在宅型」では、雨の日は早めに消費電力量が上がるため、夕刻帯における消費電力量の増加が比較的小さいことが理解される。 In addition, in the feature vector of “sunny” in the evening zone for the same user 0001 (“evening at home”), the amount of active power (a4, a5, a6) in the evening zone is 0.40 (kWh) → 0 over time. It has changed from .57 to 0.68. Accordingly, it is understood that, in the “evening at home type”, the power consumption increases in the evening zone (to turn on the indoor lighting) on a sunny day. On the other hand, in the feature vector of “rain” in the evening zone, the amount of active power (a4, a5, a6) in the evening zone changes from 0.60 (kWh) → 0.67 → 0.78 over time. . As a result, it is understood that in the “evening at home type”, the power consumption increases early on a rainy day, so that the increase in power consumption in the evening zone is relatively small.
さらに、ユーザ0002のユーザ属性は「夕方在宅及び照明我慢型」である。ここで、ユーザ0002における、夕刻帯での天候関連値w3が「晴」である特徴ベクトル及び「雨」である特徴ベクトルを共に見ると、夕刻帯代表ベクトルの要素(l1,l2,l3)が時間経過ともに0.47(kWh)→0.49→0.71と増加している。これにより、「夕方在宅及び照明我慢型」では、夕方で薄暗くなっても室内の照明をなかなかONにしない傾向のあることが理解される。
Furthermore, the user attribute of the
また、同じユーザ0002(「夕方在宅及び照明我慢型」)における夕刻帯で「晴」の特徴ベクトルでは、夕刻帯での活動電力量(a4,a5,a6)が時間経過ともに0.40(kWh)→0.47→0.68と変化している。これにより、「夕方在宅及び照明我慢型」では、晴れの日は、夕刻帯において消費電力量の増加が比較的小さいことが理解される。一方、夕刻帯で「雨」の特徴ベクトルでは、夕刻帯での活動電力量(a4,a5,a6)が時間経過ともに0.45(kWh)→0.57→0.78と変化している。これにより、「夕方在宅及び照明我慢型」では、雨の日は晴れの日と比較して消費電力量の増加がより早いことが理解される。 In addition, in the feature vector of “sunny” in the evening zone for the same user 0002 (“evening at home and lighting endurance type”), the amount of active power (a4, a5, a6) in the evening zone is 0.40 (kWh) over time. ) → 0.47 → 0.68. As a result, it is understood that the increase in power consumption is relatively small in the evening zone on a sunny day in the “evening at home and lighting endurance type”. On the other hand, in the feature vector “rain” in the evening zone, the amount of active power (a4, a5, a6) in the evening zone changes from 0.45 (kWh) → 0.57 → 0.78 over time. . Thus, it is understood that in the “evening at home and lighting endurance type”, the increase in power consumption is faster on a rainy day than on a sunny day.
さらにまた、ユーザ0003のユーザ属性は「夕方外出型」である。ここで、ユーザ0003における、夕刻帯での天候関連値w3が「晴」である特徴ベクトル及び「雨」である特徴ベクトルを共に見ると、夕刻帯代表ベクトルの要素(l1,l2,l3)が時間経過ともに0.47(kWh)→0.35→0.42と変化している。これにより、「夕方在宅及び照明我慢型」では、夕方で薄暗くなっても不在のため室内の照明をONにしない傾向のあることが理解される。
Furthermore, the user attribute of the
また、同じユーザ0003(「夕方外出型」)における夕刻帯で「晴」の特徴ベクトルでは、夕刻帯での活動電力量(a4,a5,a6)が時間経過ともに0.40(kWh)→0.47→0.38と変化している。さらに、「雨」の特徴ベクトルでも、夕刻帯での活動電力量(a4,a5,a6)が時間経過ともに0.40(kWh)→0.47→0.38と変化している。これにより、「夕方外出型」では、天候にかかわらず、夕刻帯における消費電力量の変動は小さいことが理解される。 In addition, in the feature vector of “sunny” in the evening zone for the same user 0003 (“evening out type”), the amount of active power (a4, a5, a6) in the evening zone is 0.40 (kWh) → 0 over time. It has changed from .47 to 0.38. Further, even in the “rain” feature vector, the amount of active power (a4, a5, a6) in the evening zone changes from 0.40 (kWh) → 0.47 → 0.38 over time. As a result, it is understood that in the “evening out type”, the power consumption fluctuation in the evening zone is small regardless of the weather.
以上、説明したように、本発明に係る特徴ベクトルは、消費電力量及び天候関連値について、ユーザ属性を十分に反映した特徴を備えているので、教師データを生成するのに、さらには推定モデルへの入力値として非常に優れていることが理解される。 As described above, the feature vector according to the present invention has features that sufficiently reflect user attributes with respect to power consumption and weather-related values. It is understood that the input value to is very good.
なお、特徴ベクトルを構成する活動電力ベクトルの要素数、夕刻帯代表ベクトルの要素数、及び天候関連値ベクトルの要素数は、当然に上述した数に限定されるものではなく、設定した時間帯に応じた要素数とすることができる。さらに、特徴ベクトルを構成する天候関連値(天候関連値ベクトルの要素)も、天候値(例えば「晴」又は「雨・雪」)に限定されるものではない。例えば、天候関連値として、日照量を示す日照値(例えば「日照量大」、「日照量中」又は「日照量小」)を採用することもできる。また、特徴ベクトルに日別値hを含めない形態も可能である。 Of course, the number of elements of the active power vector, the number of elements of the evening zone representative vector, and the number of elements of the weather-related value vector that constitute the feature vector are not limited to the above-mentioned numbers, and are set in the set time zone. The number of elements can be set accordingly. Furthermore, the weather-related values (elements of the weather-related value vector) constituting the feature vector are not limited to the weather values (for example, “sunny” or “rain / snow”). For example, a sunshine value indicating the amount of sunshine (for example, “large amount of sunshine”, “medium amount of sunshine”, or “small amount of sunshine”) may be employed as the weather-related value. Further, a form in which the daily value h is not included in the feature vector is also possible.
図2に戻って、教師データ生成部114は、ユーザ属性の申告又は調査データから教師データセットを生成する。教師データセットは、
(a)あるユーザ世帯のある1日間(基本期間)における特徴ベクトルと、
(b)当該ユーザ世帯のユーザ属性を示すユーザ属性値と
の組を含む教師データの集合である。教師データセットは、例えば1000世帯の90日分に相当する90000個の教師データを構成要素とすることができる。ここで、教師データを生成する際、例えば、消費電力量情報の送信元であるHGW5の機器IDとユーザIDとが対応づけられており、特徴ベクトルを生成するのに使用された消費電力量に係る機器IDと、ユーザ属性値に紐付けられたユーザIDとが同一ユーザ(世帯)を示す場合に、当該特徴ベクトルと当該ユーザ属性値とを組にして教師データとすることも好ましい。
Returning to FIG. 2, the teacher
(A) a feature vector for a certain day (basic period) of a certain user household;
(B) A set of teacher data including a pair with a user attribute value indicating a user attribute of the user household. The teacher data set can be composed of 90000 teacher data corresponding to 90 days of 1000 households, for example. Here, when generating the teacher data, for example, the device ID of the
ユーザ属性推定モデル構築部115は、生成された教師データセットを用いて機械学習を行い、推定モデルを構築する。ここで使用される機械学習のアルゴリズムには、周知の種々の手法、例えばランダムフォレスト法やロジスティック回帰分析法等が適用可能である。
The user attribute estimation
ユーザ属性推定部116は、推定対象ユーザ世帯の1日間(単位期間)における特徴ベクトルを、構築された推定モデルに入力し、当該推定対象ユーザ世帯のユーザ属性の推定値を取得する。ここで、入力される特徴ベクトルは、
(a)推定対象ユーザ世帯の1日間(単位期間)における活動電力ベクトルの要素と、
(b)当該推定対象ユーザ世帯について生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、
(c)当該1日間における天候関連値と、
を要素として含むことも好ましい。さらに、(d)当該1日間の日別値(「平日」又は「休日」)を要素として含んでいてもよい。例えば、図3(B)に示したユーザ0001についての2つの特徴ベクトルの各々を構築された推定モデルに入力した場合、推定モデルからの出力として、ユーザ属性が「夕方在宅型」との推定値が取得されることになる。
The user
(A) an element of an active power vector for one day (unit period) of an estimation target user household;
(B) an element of a characteristic time representative vector generated for the estimation target user household;
(C) the weather-related values for the day,
Is preferably included as an element. Furthermore, (d) the daily value (“weekdays” or “holiday”) for the day may be included as an element. For example, when each of the two feature vectors for the
なお、以上に説明した実施形態では、特徴時間帯として夕刻帯を採用し、夕刻帯における照明をONするユーザの行動を想定してユーザ属性を推定しているが、本発明のユーザ属性の推定はこれに限定されるものではない。例えば、特徴時間帯として午前中の所定時間を採用し、晴れの日に洗濯機等を起動させるユーザの行動を想定することも可能である。 In the embodiment described above, the evening zone is adopted as the characteristic time zone, and the user attribute is estimated on the assumption of the user's action to turn on the illumination in the evening zone. Is not limited to this. For example, it is possible to assume a predetermined time in the morning as the characteristic time zone and assume a user's action of starting the washing machine or the like on a sunny day.
また、本発明の手法によって推定されるユーザ属性は、当然に夕刻帯に係る生活行動特性に限定されるものではない。例えば、特徴ベクトルには活動電力ベクトルの要素(本実施形態ではa1,a2,a3,a4,a5,a6,a7)も含まれているため、例えば「日中在宅型」や「日中在宅及び節電型」等の属性を推定することも可能となる。 In addition, the user attributes estimated by the method of the present invention are not limited to the living behavior characteristics related to the evening zone. For example, since the feature vector includes elements of the active power vector (a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7 in this embodiment), for example, “daytime home type” or “daytime home and It is also possible to estimate attributes such as “power saving type”.
以下に、平均活動電力算出部121及び活動電力推定モデル構築部122の機能を説明する。これらの機能構成部は、推定対象ユーザ世帯の近隣エリアの世帯における平均消費電力を考慮して、特徴ベクトルの選択や教師データ生成の補助を行い、取得されるユーザ属性の推定値の信頼性を高める効果をもたらす。なお、本発明の一実施形態として、以下に説明する平均活動電力算出部121及び活動電力推定モデル構築部122を採用しない機能構成も当然に可能である。
Below, the function of the average active
平均活動電力算出部121は、同一の気象条件下にあると見なされる近隣エリアの複数のユーザ世帯についての各時間帯での活動電力量の平均である平均活動電力量を算出する。
The average active
活動電力推定モデル構築部122は、算出された平均活動電力量に係る時間帯での気温値に基づいて、気温と活動電力量との関係をモデル化した活動電力推定モデルを構築する。ここで、活動電力推定モデルは、平均活動電力量データの集合を時間帯別、天候関連値別、及び日別値(平日/休日)別に分類した上で、気温と活動電力量との関係をまとめて構築することも好ましい。具体的なモデル化には、周知の種々の手法、例えばスプライン曲線を利用する方法や変化点を定義し回帰分析を実施する方法等が適用可能である。以下に、活動電力推定モデルの内容を説明する。
The active power estimation
図4は、活動電力推定モデルの一実施形態を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph illustrating an embodiment of an active power estimation model.
図4(A)に示すように、本実施形態の活動電力推定モデルでは、「晴」且つ「平日」である1日間(基本期間)における1時間毎の各時間帯について、気温と活動電力との関係が算出されている。図4(B)に、そのうちの0時台での気温と活動電力との関係を表すグラフを示す。グラフ中の曲線が、各気温値に対する活動電力量である「一般活動電力量」を示している。このように、構築された活動電力推定モデルを利用することによって、対象となる時間帯での気温値が分かれば、当該時間帯における近隣エリアの世帯での平均的な活動電力量である「一般活動電力量」が推定されるのである。 As shown in FIG. 4 (A), in the active power estimation model of the present embodiment, the temperature and the active power for each hour of each hour in one day (basic period) that is “sunny” and “weekdays”. The relationship is calculated. FIG. 4B shows a graph showing the relationship between the air temperature in the midnight range and the active power. The curve in the graph indicates “general activity power” that is the activity energy for each temperature value. In this way, by using the constructed active power estimation model, if the temperature value in the target time zone is known, it is the average active power amount of households in the neighboring area in that time zone. The “active energy” is estimated.
図2に戻って、特徴ベクトル生成部113は、
(a)生成した特徴ベクトルについて、この特徴ベクトルに係る1日間(単位期間)における各時間帯での気温値から、活動電力推定モデル構築部122で構築された活動電力推定モデルを用いて夕刻帯(特徴時間帯)での「一般活動電力量」を算出し、
(b)算出した夕刻帯での「一般活動電力量」と、当該特徴ベクトルのうちの夕刻帯に係る活動電力ベクトルの要素との類似度を算出し、
(c)算出した類似度に応じて信頼度が低いと見なされる特徴ベクトルに信頼度フラグ=0を付与し、当該特徴ベクトルをユーザ属性推定のためのレコードから除外する。
Returning to FIG. 2, the feature
(A) For the generated feature vector, from the temperature value in each time zone in one day (unit period) related to the feature vector, the activity power estimation model constructed by the activity power estimation
(B) calculating the degree of similarity between the calculated “general activity power amount” in the evening band and the element of the activity power vector related to the evening band among the feature vectors;
(C) A reliability flag = 0 is assigned to a feature vector that is considered to have low reliability according to the calculated similarity, and the feature vector is excluded from the record for user attribute estimation.
図5は、特徴ベクトルに信頼度フラグを付与する実施例を示すテーブルである。 FIG. 5 is a table showing an embodiment in which a reliability flag is assigned to a feature vector.
以下に、特徴ベクトル生成部113で生成された特徴ベクトルの信頼度を求める実施例を説明する。図5(A)及び(B)のそれぞれの実施例において、
(a)「晴」且つ「平日」に係る特徴ベクトルにおける、夕刻帯(16、17及び18時台)での活動電力ベクトルの要素(a4,a5,a6)と、
(b)同じ(「晴」且つ「平日」の)1日間の夕刻帯(16、17及び18時台)における一般活動電力量(a4',a5',a6')と
のコサイン類似度が算出されている。この算出されたコサイン類似度が所定閾値(本実施例では0.8)未満の場合、この信頼度調査対象の特徴ベクトルに信頼度フラグ=0を付与する。
Hereinafter, an embodiment for obtaining the reliability of the feature vector generated by the feature
(A) elements (a4, a5, a6) of the active power vector in the evening zone (16, 17 and 18:00) in the feature vectors related to “sunny” and “weekdays”;
(B) Calculate cosine similarity with general activity energy (a4 ', a5', a6 ') in the same daytime ("Sunny" and "Weekday") evening zone (16, 17 and 18:00) Has been. When the calculated cosine similarity is less than a predetermined threshold (0.8 in this embodiment), a reliability flag = 0 is assigned to the feature vector of the reliability check target.
図5(A)の実施例では、コサイン類似度は0.99(>0.8)であり、この特徴ベクトルには信頼度フラグ=1が付与される。その結果、当該特徴ベクトルは、ユーザ属性推定のためのレコードとして使用される。一方、図5(B)の実施例では、コサイン類似度は0.78(<0.8)であり、この特徴ベクトルには信頼度フラグ=0が付与される。その結果、当該特徴ベクトルは、ユーザ属性推定のためのレコードから除外される。このように、一般活動電力量を用いて一般的な近隣エリアの世帯との比較を行うことにより、ユーザ世帯における異常な又は通常から突出した電力使用の日を推定材料から除外し、推定値の信頼性を高めることが可能となる。 In the embodiment of FIG. 5A, the cosine similarity is 0.99 (> 0.8), and the reliability flag = 1 is assigned to this feature vector. As a result, the feature vector is used as a record for user attribute estimation. On the other hand, in the embodiment of FIG. 5B, the cosine similarity is 0.78 (<0.8), and a reliability flag = 0 is assigned to this feature vector. As a result, the feature vector is excluded from the record for user attribute estimation. In this way, by comparing with the households in the general neighborhood area using the amount of general activity power, the abnormal or extraordinary day of power usage in the user household is excluded from the estimation material, and the estimated value Reliability can be increased.
図6は、本発明によるユーザ属性推定方法の一実施形態を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart illustrating an embodiment of a user attribute estimation method according to the present invention.
最初に、ステップS601からステップS606までは学習過程である。
(S601)所定期間(例えば90日間)における天候関連値(例えば「晴」又は「雨・雪」を示す値)を取得する。
(S602)ユーザ世帯の所定期間における各時間帯での消費電力量を取得し、当該消費電力量から当該ユーザ世帯の機器起因電力量を算出する。
(S603)算出された機器起因電力量から当該ユーザ世帯の活動電力ベクトルを算出する。
First, steps S601 to S606 are a learning process.
(S601) A weather-related value (for example, a value indicating “sunny” or “rain / snow”) in a predetermined period (for example, 90 days) is acquired.
(S602) The power consumption amount in each time zone in a predetermined period of the user household is acquired, and the device-derived power amount of the user household is calculated from the power consumption amount.
(S603) An active power vector of the user household is calculated from the calculated device-derived power amount.
(S604)当該ユーザ世帯の所定期間における活動電力ベクトルをクラスタリング処理し、当該ユーザ世帯の特徴時間(夕刻帯)代表ベクトルを生成する。
(S605)生成した特徴時間代表ベクトルを用いて当該ユーザ世帯の1つの基本期間(1日間)における特徴ベクトルを生成する。
(S606)特徴ベクトルとユーザ属性との組を含む教師データのセットを用いて推定モデルを構築する。
(S604) The active power vector of the user household for a predetermined period is clustered to generate a representative vector for the characteristic time (evening band) of the user household.
(S605) A feature vector in one basic period (one day) of the user household is generated using the generated feature time representative vector.
(S606) An estimation model is constructed using a set of teacher data including a set of feature vectors and user attributes.
次いで、ステップS607からステップS609までは推定過程となる。
(S607)推定対象ユーザ世帯に係る特徴ベクトルを生成する。
(S608)生成した特徴ベクトルをステップS606で構築した推定モデルに入力する。
(S609)推定モデルからの出力として、推定対象ユーザ世帯におけるユーザ属性の推定値を取得する。
Next, steps S607 to S609 are an estimation process.
(S607) A feature vector related to the estimation target user household is generated.
(S608) The generated feature vector is input to the estimation model constructed in step S606.
(S609) The estimated value of the user attribute in the estimation target user household is acquired as an output from the estimation model.
以上、詳細に説明したように、本発明のユーザ属性推定プログラム、ユーザ属性推定装置及びユーザ属性推定方法によれば、(ア)特徴時間帯でのユーザ(世帯)の活動電力量を代表する「特徴時間代表ベクトル」の要素と(イ)天候関連値とを含む「特徴ベクトル」を用いて教師データを構成している。ここで、特徴時間帯は、天候に応じて各世帯の特徴が活動電力量に顕著に現れ得る時間帯である。従って、このような教師データが機械学習に使用されることにより、構築される推定モデルからのアウトプットにおいてより明確にユーザ(世帯)の特性が反映され、より的確な推定値が取得可能となる。さらに、一度このような推定モデルが生成されれば、ユーザによる入力やアンケート調査に頼ることなく、ユーザによる消費電力量に基づいてユーザ属性をより精度良く高い信頼度をもって推定することができる。 As described above in detail, according to the user attribute estimation program, the user attribute estimation device, and the user attribute estimation method of the present invention, (a) the user (household) active power amount in the characteristic time zone is represented by “ Teacher data is configured using “feature vectors” including elements of “feature time representative vectors” and (a) weather-related values. Here, the characteristic time zone is a time zone in which the characteristics of each household can appear in the active power amount according to the weather. Therefore, by using such teacher data for machine learning, the characteristics of the user (household) are more clearly reflected in the output from the estimated model to be constructed, and a more accurate estimated value can be acquired. . Furthermore, once such an estimation model is generated, user attributes can be estimated with higher accuracy and higher reliability based on the amount of power consumed by the user without relying on user input or questionnaire surveys.
なお、このように推定されたユーザ(世帯)の特徴時間帯での生活行動特性に基づいて、ユーザの電力消費についての適切な支援情報、例えば節電アドバイスや家計管理アドバイス、さらには当該生活行動特性に適した商品・サービス情報等を提供することも可能となる。また、これにより、省エネルギー化やよりユーザ(世帯)のニーズに適したマーケティングを実現することも可能となる。 In addition, based on the life behavior characteristic in the characteristic time zone of the user (household) thus estimated, appropriate support information about the user's power consumption, for example, power saving advice and household management advice, and further, the life behavior characteristic It is also possible to provide product / service information suitable for the customer. This also makes it possible to realize energy saving and marketing that is more suitable for the needs of users (households).
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 Various changes, modifications, and omissions of the above-described various embodiments of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
1 ユーザ属性推定装置
101 通信インタフェース部
102 消費電力データ管理部
103 天候データ管理部
104 ユーザ属性管理部
111 活動電力抽出部
112 代表ベクトル生成部
113 特徴ベクトル生成部
114 教師データ生成部
115 ユーザ属性推定モデル構築部
116 ユーザ属性推定部
121 平均活動電力算出部
122 活動電力推定モデル構築部
2 ユーザ情報管理装置
3 気象情報管理サーバ
4 スマートメータ
5 HGW
6 事業者通信網
7 インターネット
DESCRIPTION OF
6 Business communication network 7 Internet
Claims (7)
所定期間におけるユーザに係る地域での天候に係る情報を示す天候関連値を取得する天候データ管理手段と、
当該所定期間に計測された当該ユーザに係る消費電力量のデータから、各時間帯での消費電力量の最小値に基づいて機器起因電力量を算出し、当該時間帯での消費電力量と当該機器起因電力量とに基づいて、当該ユーザの活動に係る電力量に対応する活動電力量を算出する活動電力抽出手段と、
当該ユーザの所定期間での活動電力量から、当該所定期間を構成する単位期間毎に、各時間帯での活動電力量を要素とする活動電力ベクトルを生成し、天候に応じて活動電力量に特徴が生じ得る時間帯である特徴時間帯において天候関連値が所定値を示す単位期間に係る活動電力ベクトルを選択し、選択した活動電力ベクトルを所定数のクラスタに分類するクラスタリング処理を行い、最大のクラスタに属する活動電力ベクトルに基づいて、当該ユーザの該特徴時間帯での活動電力量を代表する特徴時間代表ベクトルを生成する代表ベクトル生成手段と、
当該ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、当該ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成手段と、
当該特徴ベクトルと、当該特徴ベクトルに係るユーザのユーザ属性を示すユーザ属性値との組を教師データとして含む教師データセットを用いて機械学習を行い、推定モデルを構築する推定モデル構築手段と、
当該推定対象ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、当該推定対象ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを構築された推定モデルに入力し、当該推定対象ユーザのユーザ属性の推定値を取得するユーザ属性推定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするユーザ属性推定プログラム。 A user attribute estimation program that causes a computer mounted on a device that estimates a user attribute of the estimation target user based on the power consumption of the estimation target user to function,
Weather data management means for acquiring weather-related values indicating information related to the weather in the area related to the user in a predetermined period;
Based on the power consumption data of the user measured during the predetermined period, the device-derived power amount is calculated based on the minimum value of the power consumption amount in each time zone, and the power consumption amount in the time zone and the Active power extraction means for calculating an active power amount corresponding to the power amount related to the user's activity based on the device-derived power amount;
For each unit period constituting the predetermined period, an active power vector having the active power amount in each time zone as an element is generated from the active power amount of the user for the predetermined period, and the active power amount is determined according to the weather. A clustering process is performed to select an active power vector related to a unit period in which a weather-related value has a predetermined value in a characteristic time zone in which a feature can occur, and to classify the selected active power vector into a predetermined number of clusters. Representative vector generation means for generating a feature time representative vector representing the amount of active power in the feature time zone of the user based on the active power vector belonging to the cluster of
A feature vector for generating a feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the user, an element of a feature time representative vector generated for the user, and a weather-related value in the one unit period Generating means;
An estimation model construction means for constructing an estimation model by performing machine learning using a teacher data set including, as teacher data, a set of the feature vector and a user attribute value indicating a user attribute of the user related to the feature vector;
A feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the estimation target user, an element of a feature time representative vector generated for the estimation target user, and a weather-related value in the one unit period A user attribute estimation program for causing a computer to function as user attribute estimation means for inputting to a constructed estimation model and acquiring an estimated value of a user attribute of the estimation target user.
前記特徴ベクトル生成手段は、当該1日間が平日か否かを示す日別値を更なる要素として含む特徴ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のユーザ属性推定プログラム。 One day is set as the unit period,
4. The user according to claim 1, wherein the feature vector generation unit generates a feature vector including a daily value indicating whether or not the day is a weekday as an additional element. 5. Attribute estimation program.
前記ユーザ属性推定プログラムは、さらに、
同一の気象条件下にあると見なされる近隣エリアの複数のユーザについての各時間帯での活動電力量の平均である平均活動電力量を算出する平均活動電力算出手段と、
算出された平均活動電力量に係る時間帯での気温値に基づいて、気温と活動電力量との関係をモデル化した活動電力推定モデルを構築する活動電力推定モデル構築手段と
してコンピュータを機能させ、
前記特徴ベクトル生成手段は、生成した特徴ベクトルについて、当該特徴ベクトルに係る単位期間における各時間帯での気温値から、前記活動電力推定モデルを用いて前記特徴時間帯での活動電力量である一般活動電力量を算出し、算出した該特徴時間帯での一般活動電力量と、当該特徴ベクトルのうちの前記特徴時間帯に係る活動電力ベクトルの要素との類似度を算出し、当該類似度に応じて信頼度が低いと見なされる特徴ベクトルを、ユーザ属性推定のためのレコードから除外する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のユーザ属性推定プログラム。 The weather data management means further acquires an air temperature value indicating an air temperature in the area related to the user in the predetermined period,
The user attribute estimation program further includes:
An average active power calculating means for calculating an average active power amount that is an average of active power amounts in each time zone for a plurality of users in a neighboring area considered to be under the same weather condition;
Based on the temperature value in the time zone related to the calculated average active power amount, the computer functions as an active power estimation model construction means for constructing an active power estimation model that models the relationship between the temperature and the active power amount,
The feature vector generation means is an active power amount in the feature time zone using the active power estimation model from the temperature value in each time zone in the unit period related to the feature vector for the generated feature vector Calculating the amount of active power, calculating the degree of similarity between the calculated general activity power amount in the feature time zone and the element of the active power vector related to the feature time zone of the feature vector, 5. The user attribute estimation program according to claim 1, wherein a feature vector that is regarded as having low reliability is excluded from a record for user attribute estimation.
所定期間におけるユーザに係る地域での天候に係る情報を示す天候関連値を取得する天候データ管理手段と、
当該所定期間に計測された当該ユーザに係る消費電力量のデータから、各時間帯での消費電力量の最小値に基づいて機器起因電力量を算出し、当該時間帯での消費電力量と当該機器起因電力量とに基づいて、当該ユーザの活動に係る電力量に対応する活動電力量を算出する活動電力抽出手段と、
当該ユーザの所定期間での活動電力量から、当該所定期間を構成する単位期間毎に、各時間帯での活動電力量を要素とする活動電力ベクトルを生成し、天候に応じて活動電力量に特徴が生じ得る時間帯である特徴時間帯において天候関連値が所定値を示す単位期間に係る活動電力ベクトルを選択し、選択した活動電力ベクトルを所定数のクラスタに分類するクラスタリング処理を行い、最大のクラスタに属する活動電力ベクトルに基づいて、当該ユーザの該特徴時間帯での活動電力量を代表する特徴時間代表ベクトルを生成する代表ベクトル生成手段と、
当該ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、当該ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成手段と、
当該特徴ベクトルと、当該特徴ベクトルに係るユーザのユーザ属性を示すユーザ属性値との組を教師データとして含む教師データセットを用いて機械学習を行い、推定モデルを構築する推定モデル構築手段と、
当該推定対象ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、当該推定対象ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを構築された推定モデルに入力し、当該推定対象ユーザのユーザ属性の推定値を取得するユーザ属性推定手段と
を有することを特徴とするユーザ属性推定装置。 An apparatus for estimating a user attribute of an estimation target user based on a power consumption amount of the estimation target user,
Weather data management means for acquiring weather-related values indicating information related to the weather in the area related to the user in a predetermined period;
Based on the power consumption data of the user measured during the predetermined period, the device-derived power amount is calculated based on the minimum value of the power consumption amount in each time zone, and the power consumption amount in the time zone and the Active power extraction means for calculating an active power amount corresponding to the power amount related to the user's activity based on the device-derived power amount;
For each unit period constituting the predetermined period, an active power vector having the active power amount in each time zone as an element is generated from the active power amount of the user for the predetermined period, and the active power amount is determined according to the weather. A clustering process is performed to select an active power vector related to a unit period in which a weather-related value has a predetermined value in a characteristic time zone in which a feature can occur, and to classify the selected active power vector into a predetermined number of clusters. Representative vector generation means for generating a feature time representative vector representing the amount of active power in the feature time zone of the user based on the active power vector belonging to the cluster of
A feature vector for generating a feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the user, an element of a feature time representative vector generated for the user, and a weather-related value in the one unit period Generating means;
An estimation model construction means for constructing an estimation model by performing machine learning using a teacher data set including, as teacher data, a set of the feature vector and a user attribute value indicating a user attribute of the user related to the feature vector;
A feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the estimation target user, an element of a feature time representative vector generated for the estimation target user, and a weather-related value in the one unit period A user attribute estimation device comprising: a user attribute estimation unit configured to input to the constructed estimation model and obtain an estimated value of a user attribute of the estimation target user.
所定期間におけるユーザに係る地域での天候に係る情報を示す天候関連値を取得する第1のステップと、
当該所定期間に計測された当該ユーザに係る消費電力量のデータから、各時間帯での消費電力量の最小値に基づいて機器起因電力量を算出し、当該時間帯での消費電力量と当該機器起因電力量とに基づいて、当該ユーザの活動に係る電力量に対応する活動電力量を算出する第2のステップと、
当該ユーザの所定期間での活動電力量から、当該所定期間を構成する単位期間毎に、各時間帯での活動電力量を要素とする活動電力ベクトルを生成し、天候に応じて活動電力量に特徴が生じ得る時間帯である特徴時間帯において天候関連値が所定値を示す単位期間に係る活動電力ベクトルを選択し、選択した活動電力ベクトルを所定数のクラスタに分類するクラスタリング処理を行い、最大のクラスタに属する活動電力ベクトルに基づいて、当該ユーザの該特徴時間帯での活動電力量を代表する特徴時間代表ベクトルを生成する第3のステップと、
当該ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、当該ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを生成する第4のステップと、
当該特徴ベクトルと、当該特徴ベクトルに係るユーザのユーザ属性を示すユーザ属性値との組を教師データとして含む教師データセットを用いて機械学習を行い、推定モデルを構築する第5のステップと、
当該推定対象ユーザの1つの単位期間における活動電力ベクトルの要素と、当該推定対象ユーザについて生成された特徴時間代表ベクトルの要素と、当該1つの単位期間における天候関連値とを要素として含む特徴ベクトルを構築された推定モデルに入力し、当該推定対象ユーザのユーザ属性の推定値を取得する第6のステップと
を有することを特徴とするユーザ属性推定方法。 A user attribute estimation method using a computer mounted on a device that estimates the user attribute of the estimation target user based on the power consumption of the estimation target user,
A first step of acquiring a weather-related value indicating information relating to weather in a region related to the user in a predetermined period;
Based on the power consumption data of the user measured during the predetermined period, the device-derived power amount is calculated based on the minimum value of the power consumption amount in each time zone, and the power consumption amount in the time zone and the A second step of calculating an amount of active power corresponding to the amount of power related to the activity of the user based on the amount of power derived from the device;
For each unit period constituting the predetermined period, an active power vector having the active power amount in each time zone as an element is generated from the active power amount of the user for the predetermined period, and the active power amount is determined according to the weather. A clustering process is performed to select an active power vector related to a unit period in which a weather-related value has a predetermined value in a characteristic time zone in which a feature can occur, and to classify the selected active power vector into a predetermined number of clusters. A third step of generating a feature time representative vector representative of the amount of active power in the feature time zone of the user based on the active power vector belonging to the cluster of
A fourth feature vector is generated that includes, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the user, an element of a feature time representative vector generated for the user, and a weather-related value in the one unit period. And the steps
A fifth step of constructing an estimation model by performing machine learning using a teacher data set including, as teacher data, a set of the feature vector and a user attribute value indicating a user attribute of the user related to the feature vector;
A feature vector including, as elements, an element of an active power vector in one unit period of the estimation target user, an element of a feature time representative vector generated for the estimation target user, and a weather-related value in the one unit period And a sixth step of obtaining an estimated value of the user attribute of the estimation target user by inputting to the constructed estimation model.
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