Enormous amounts of data are being produced everyday by sub-meters and smart sensors installed in residential buildings. If leveraged properly, that data could assist end-users, energy producers and utility companies in detecting anomalous power consumption and understanding the causes of each anomaly. Therefore, anomaly detection could stop a minor problem becoming overwhelming. Moreover, it will aid in better decision-making to reduce wasted energy and promote sustainable and energy efficient behavior. In this regard, this paper is an in-depth review of existing anomaly detection frameworks for building energy consumption based on artificial intelligence. Specifically, an extensive survey is presented, in which a comprehensive taxonomy is introduced to classify existing algorithms based on different modules and parameters adopted, such as machine learning algorithms, feature extraction approaches, anomaly detection levels, computing platforms and application scenarios. To the best of the authors' knowledge, this is the first review article that discusses anomaly detection in building energy consumption. Moving forward, important findings along with domain-specific problems, difficulties and challenges that remain unresolved are thoroughly discussed, including the absence of: (i) precise definitions of anomalous power consumption, (ii) annotated datasets, (iii) unified metrics to assess the performance of existing solutions, (iv) platforms for reproducibility and (v) privacy-preservation. Following, insights about current research trends are discussed to widen the applications and effectiveness of the anomaly detection technology before deriving future directions attracting significant attention. This article serves as a comprehensive reference to understand the current technological progress in anomaly detection of energy consumption based on artificial intelligence.


翻译:大量数据每天由在住宅建筑中安装的子仪和智能传感器产生,如果利用得当,这些数据可以帮助终端用户、能源生产商和公用事业公司发现异常的电力消耗量,了解每个异常现象的原因,因此,异常现象的发现可以阻止一个小问题变得压倒性;此外,它将有助于更好地决策,以减少浪费能源,促进可持续和节能行为。在这方面,本文件深入审查了在人工智能的基础上建立能源消费的现有异常现象探测框架。具体来说,进行了广泛的调查,其中采用了全面的分类法,根据采用的不同的不规则的检测模块和参数,如机器学习算法、特征提取方法、异常检测水平、计算平台和应用设想等,将现有的算法进行分类,从而可以帮助查明每个异常现象;此外,它有助于更好地进行决策,以减少能源浪费,促进可持续和节能行为。在这方面,对重要的调查结果和特定领域的问题、尚未解决的困难和挑战进行了彻底讨论,包括:(一) 准确的反常态能源消费定义,(二) 在目前测算法的模型和变现变现的变现变的精确性研究方向上,(三) 统一评估当前探能的进度,评估目前的研究的进度,作为目前变现的进度,评估,作为目前变现的研判法的进度,评估,作为目前变的研判的进度,评估,作为目前的变现的研判的进度的进度,评估,评估,作为对目前变现的研判的研判的研判的研判。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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