本申請涉及碳市場預(yù)測，尤其是涉及一種碳交易價(jià)格預(yù)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、氣候變化已成為世界面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各國正在積極尋求應(yīng)對策略。碳排放是氣候變化的主要原因之一，其中二氧化碳作為主要的溫室氣體之一，會滯留在大氣中，導(dǎo)致全球氣溫升高。碳排放交易已成為應(yīng)對氣候變化的重要手段，旨在通過合理配置大氣排放能力來緩解氣候問題。碳交易市場數(shù)據(jù)具有非平穩(wěn)性、強(qiáng)隨機(jī)性、極端波動性的特點(diǎn)，給碳價(jià)預(yù)測帶來很大困難。

2、因此，研究一種高效實(shí)用的碳交易價(jià)格預(yù)測方法，對及時把握碳交易市場變化，優(yōu)化碳減排資源配置和促進(jìn)綠色低碳發(fā)展有著十分重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了實(shí)現(xiàn)精確對碳價(jià)進(jìn)行預(yù)測，本申請?zhí)峁┮环N碳交易價(jià)格預(yù)測方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N碳交易價(jià)格預(yù)測方法采用如下的技術(shù)方案：

3、一種碳交易價(jià)格預(yù)測方法，包括：

4、獲取預(yù)設(shè)碳價(jià)格數(shù)據(jù)集并通過提取時間特征以確定時間序列；

5、將所述時間序列進(jìn)行邊界填充和中值池化平滑處理以生成目標(biāo)序列；

6、計(jì)算所述目標(biāo)序列對應(yīng)的斜率信息并根據(jù)所述斜率信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號；

7、在所述中頻信號中根據(jù)斜率均值進(jìn)行動態(tài)調(diào)整以劃分為高頻信號和/或低頻信號；

8、獲取當(dāng)前所有高頻信號和低頻信號并作為輸出信息；

9、引入自注意力機(jī)制并結(jié)合所述輸出信息進(jìn)行增強(qiáng)交互學(xué)習(xí)以輸出對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果。

10、可選的，所述將所述時間序列進(jìn)行邊界填充和中值池化平滑處理以生成目標(biāo)序列的步驟，包括：

11、采用反射填充模式對所述時間序列進(jìn)行左右填充；

12、通過中值化操作對填充后的時間序列進(jìn)行平滑處理：

13、xp＝pad(x,w)

14、xs＝medianpool1d(xp,w)

15、其中，xp表示經(jīng)過填充后的輸入序列x；xs表示經(jīng)過中值池化后的平滑信號，w表示窗口大小。

16、可選的，所述計(jì)算所述目標(biāo)序列對應(yīng)的斜率信息并根據(jù)所述斜率信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號的步驟，包括：

17、采用一階差分方法來計(jì)算所述目標(biāo)序列對應(yīng)的斜率信息，信號變化速率dx計(jì)算公式為：

18、dxt＝xs,t+1-xs,t；

19、使用采樣率r對差分進(jìn)行歸一化處理以得到斜率信息：

20、st＝|dxt|×r

21、其中，st表示第t個時間步的局部斜率；

22、獲取預(yù)設(shè)閾值信息，并通過所述預(yù)設(shè)閾值信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號。

23、可選的，所述獲取預(yù)設(shè)閾值信息，并通過所述預(yù)設(shè)閾值信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號的步驟，包括：

24、獲取預(yù)設(shè)閾值信息，其中所述預(yù)設(shè)閾值信息包括高頻閾值thigh和低頻閾值tlow；

25、將信號斜率超過所述高頻閾值的部分歸類為高頻信號，低于低頻閾值的部分被歸類為低頻信號，介于兩者之間的部分則為中頻信號：

26、

27、其中，mhigh表示為高頻信號，mlow表示低頻信號；mmid表示為中頻信號；s表示為斜率。

28、可選的，所述在所述中頻信號中根據(jù)斜率均值進(jìn)行動態(tài)調(diào)整以劃分為高頻信號和/或低頻信號的步驟，包括：

29、計(jì)算中頻信號斜率的均值，并根據(jù)中頻信號的斜率與所述均值進(jìn)行對比以劃分為高頻信號和/或低頻信號：

30、mdhigh＝mmid&(s>smean)

31、mdlow＝mmid&(s≤smean)

32、其中，mdhigh表示為動態(tài)高頻信號；mdlow表示動態(tài)低頻信號；smean表示為中頻信號的斜率平均值，s表示為中頻信號的斜率。

33、可選的，所述引入自注意力機(jī)制并結(jié)合所述輸出信息進(jìn)行增強(qiáng)交互學(xué)習(xí)以輸出對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果的步驟，包括：

34、在輸出信息中將子序列f映射到query(q)、key(k)和value(v)三個特征空間：

35、

36、其中，分別是輸入序列f的query、key和value的線性變換，wq,wk,wv表示為參數(shù)矩陣，d表示為特征維度；

37、獲取經(jīng)過自注意力機(jī)制更新后的序列f中的高頻子序列和低頻子序列并將高頻子序列和低頻子序列映射到隱藏狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換為指數(shù)形式；

38、將高頻子序和低頻子序列與另一個原始子序列fhigh和flow進(jìn)行元素乘積以進(jìn)行縮放轉(zhuǎn)換；

39、

40、通過兩個一維卷積模塊ρ和η進(jìn)行線性變換將兩個縮放特征和經(jīng)過自注意力集之后投影到另外兩個隱藏狀態(tài)變?yōu)楹?/p>

41、將這兩個隱藏狀態(tài)在和上進(jìn)行加法或減法操作，通過自注意力機(jī)制和交互操作得到更新后的兩個子特征f'high和f'low

42、

43、可選的，采用平均絕對誤差來作為損失函數(shù)：

44、

45、其中，τ為測試樣本的總數(shù)；是預(yù)測值；yi是真實(shí)值。

46、第二方面本申請?zhí)峁┮环N碳交易價(jià)格預(yù)測系統(tǒng)，所述碳交易價(jià)格預(yù)測系統(tǒng)包括：

47、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取預(yù)設(shè)碳價(jià)格數(shù)據(jù)集并通過提取時間特征以確定時間序列；

48、目標(biāo)序列模塊，用于將所述時間序列進(jìn)行邊界填充和中值池化平滑處理以生成目標(biāo)序列；

49、斜率計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述目標(biāo)序列對應(yīng)的斜率信息并根據(jù)所述斜率信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號；

50、動態(tài)分割模塊，用于在所述中頻信號中根據(jù)斜率均值進(jìn)行動態(tài)調(diào)整以劃分為高頻信號和/或低頻信號；

51、輸出信息模塊，用于獲取當(dāng)前所有高頻信號和低頻信號并作為輸出信息；

52、預(yù)測結(jié)果模塊，用于引入自注意力機(jī)制并結(jié)合所述輸出信息進(jìn)行增強(qiáng)交互學(xué)習(xí)以輸出對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果。

53、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述設(shè)備包括：存儲器、處理器，所述處理器在運(yùn)行所述存儲器存儲的計(jì)算機(jī)指令時，執(zhí)行如上文所述的方法。

54、第四方面，本申請?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括指令，當(dāng)所述指令在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上文所述的方法。

55、綜上描述，本申請包括以下有益技術(shù)效果：

56、本申請獲取預(yù)設(shè)碳價(jià)格數(shù)據(jù)集并通過提取時間特征以確定時間序列；將所述時間序列進(jìn)行邊界填充和中值池化平滑處理以生成目標(biāo)序列；計(jì)算所述目標(biāo)序列對應(yīng)的斜率信息并根據(jù)所述斜率信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號；在所述中頻信號中根據(jù)斜率均值進(jìn)行動態(tài)調(diào)整以劃分為高頻信號和/或低頻信號；獲取當(dāng)前所有高頻信號和低頻信號并作為輸出信息；引入自注意力機(jī)制并結(jié)合所述輸出信息進(jìn)行增強(qiáng)交互學(xué)習(xí)以輸出對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果。全面地捕捉上下文信息，從提高預(yù)測能力進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了精確對碳價(jià)進(jìn)行預(yù)測的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種碳交易價(jià)格預(yù)測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳交易價(jià)格預(yù)測方法，其特征在于，所述將所述時間序列進(jìn)行邊界填充和中值池化平滑處理以生成目標(biāo)序列的步驟，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳交易價(jià)格預(yù)測方法，其特征在于，所述計(jì)算所述目標(biāo)序列對應(yīng)的斜率信息并根據(jù)所述斜率信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號的步驟，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳交易價(jià)格預(yù)測方法，其特征在于，所述獲取預(yù)設(shè)閾值信息，并通過所述預(yù)設(shè)閾值信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號的步驟，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳交易價(jià)格預(yù)測方法，其特征在于，所述在所述中頻信號中根據(jù)斜率均值進(jìn)行動態(tài)調(diào)整以劃分為高頻信號和/或低頻信號的步驟，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳交易價(jià)格預(yù)測方法，其特征在于，所述引入自注意力機(jī)制并結(jié)合所述輸出信息進(jìn)行增強(qiáng)交互學(xué)習(xí)以輸出對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果的步驟，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的碳交易價(jià)格預(yù)測方法，其特征在于，采用平均絕對誤差來作為損失函數(shù)：

8.一種碳交易價(jià)格預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述碳交易價(jià)格預(yù)測系統(tǒng)包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：存儲器、處理器，所述處理器在運(yùn)行所述存儲器存儲的計(jì)算機(jī)指令時，執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，包括指令，當(dāng)所述指令在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種碳交易價(jià)格預(yù)測方法及系統(tǒng)，涉及碳市場預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域。獲取預(yù)設(shè)碳價(jià)格數(shù)據(jù)集并通過提取時間特征以確定時間序列；將所述時間序列進(jìn)行邊界填充和中值池化平滑處理以生成目標(biāo)序列；計(jì)算所述目標(biāo)序列對應(yīng)的斜率信息并根據(jù)所述斜率信息確定高頻信號、低頻信號以及中頻信號；在所述中頻信號中根據(jù)斜率均值進(jìn)行動態(tài)調(diào)整以劃分為高頻信號和/或低頻信號；獲取當(dāng)前所有高頻信號和低頻信號并作為輸出信息；引入自注意力機(jī)制并結(jié)合所述輸出信息進(jìn)行增強(qiáng)交互學(xué)習(xí)以輸出對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果。全面地捕捉上下文信息，從提高預(yù)測能力進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了精確對碳價(jià)進(jìn)行預(yù)測的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：覃業(yè)梅,張鎏波,胡博颶,趙慎,楊玲玲,唐悅軒,陽有泰,李桂芬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南工商大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24