現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置與方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置與方法，對(duì)ATM現(xiàn)金需求量自動(dòng)預(yù)測(cè)，使得能夠在不依賴(lài)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的條件下，通過(guò)模型預(yù)測(cè)出ATM在給定時(shí)間段的現(xiàn)金需求量。該裝置包括：1)歷史交易信息采集模塊，用于采集歷史交易數(shù)據(jù)；2)現(xiàn)金需求量初步預(yù)測(cè)模塊，用于對(duì)現(xiàn)金需求量進(jìn)行初步預(yù)測(cè)；3)存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算模塊：首先計(jì)算最佳的細(xì)分時(shí)間單位用于對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，然后計(jì)算各分段存取款的分布比例；4)需求量調(diào)整模塊：用3)得到的存取款歷史經(jīng)驗(yàn)分布作為對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段存取款分布的估計(jì)，利用該存取款歷史經(jīng)驗(yàn)分布對(duì)2)的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，從而能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)段的現(xiàn)金需求量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置與方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明隸屬金融行業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種對(duì)具備現(xiàn)金存取功能的自動(dòng)柜員機(jī)預(yù)測(cè) 現(xiàn)金需求量的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置與方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著銀行業(yè)務(wù)量的增加和人工成本的不斷提升，使用自動(dòng)柜員機(jī)來(lái)代替 銀行網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)部重復(fù)的、低價(jià)值的柜員人工勞動(dòng)成為一種趨勢(shì)。用戶(hù)通過(guò)銀行卡在自動(dòng)柜員 機(jī)進(jìn)行存款、取款、密碼修改、查詢(xún)及轉(zhuǎn)賬等操作，為銀行網(wǎng)點(diǎn)釋放了大量的人力成本，使得 柜員能夠投入更多的精力到高價(jià)值的服務(wù)中去。為了使自動(dòng)柜員機(jī)提供全天候的服務(wù)，需 要對(duì)自動(dòng)柜員機(jī)中的現(xiàn)金進(jìn)行管理，隨著自動(dòng)柜員機(jī)保有量的逐年攀升，高效的現(xiàn)金管理 成為了一個(gè)急需解決的課題。
[0003] 自動(dòng)柜員機(jī)現(xiàn)金管理的核心問(wèn)題就是在什么時(shí)候保留多少現(xiàn)金在鈔箱才能滿(mǎn)足 用戶(hù)存款/取款的需求。存放過(guò)多的現(xiàn)金會(huì)造成銀行現(xiàn)金流的短缺，不能很好地利用這一 部分多余的資金通過(guò)投資、貸款等方式創(chuàng)造更多價(jià)值。如果存放的現(xiàn)金過(guò)少，則不能及時(shí)滿(mǎn) 足用戶(hù)的取款需求，造成用戶(hù)滿(mǎn)意度的降低，從而影響銀行的品牌形象甚至帶來(lái)潛在客戶(hù) 流失等問(wèn)題。解決此問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)現(xiàn)金需求量的預(yù)測(cè)。
[0004] 影響自動(dòng)柜員機(jī)現(xiàn)金需求量的因素很多，天氣，地理位置，柜員機(jī)的存取款限額， 發(fā)薪日，周邊自助設(shè)備的數(shù)量、類(lèi)型，甚至是宏觀經(jīng)濟(jì)條件，都會(huì)對(duì)自動(dòng)柜員機(jī)的存取款交 易量產(chǎn)生影響。通常，每臺(tái)柜員機(jī)的現(xiàn)金需求量是不同的，因此，現(xiàn)金需求量的預(yù)測(cè)是一個(gè) 復(fù)雜的過(guò)程。
[0005] 以往銀行主要采用人工經(jīng)驗(yàn)的方式進(jìn)行需求量的預(yù)測(cè)，然后基于此需求量來(lái)制定 填鈔/清鈔計(jì)劃，但是對(duì)多臺(tái)自動(dòng)柜員機(jī)預(yù)測(cè)最佳的需求量是及其困難的，且工作量巨大， 人工預(yù)測(cè)的方式顯得有些力不從心，還有的銀行通過(guò)信息技術(shù)手段，統(tǒng)計(jì)出平均需求量作 為加鈔/清鈔的參考量，但該方法往往不能滿(mǎn)足用戶(hù)的變化需求。為了不降低客戶(hù)的滿(mǎn)意 度，不少銀行往往選擇一次填充過(guò)多的鈔票（如填滿(mǎn)鈔箱）以滿(mǎn)足用戶(hù)的現(xiàn)金需求。因此 我們需要對(duì)自動(dòng)柜員機(jī)的現(xiàn)金需求量進(jìn)行科學(xué)的自動(dòng)化預(yù)測(cè)，用以幫助銀行制定合理的填 鈔/清鈔計(jì)劃或備用金規(guī)劃。
[0006] 在現(xiàn)有的一些專(zhuān)利文獻(xiàn)中，已有記載ATM現(xiàn)金需求預(yù)測(cè)的方法。如：
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :一種現(xiàn)金需求預(yù)測(cè)與配鈔計(jì)劃的方法與裝置US20110225087A1
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :現(xiàn)金補(bǔ)充計(jì)劃支援系統(tǒng)及現(xiàn)金補(bǔ)充計(jì)劃支援方法CN102081784A
[0009] 專(zhuān)利3文獻(xiàn)：ATM管理系統(tǒng)及自動(dòng)配鈔方法201110031255. 0
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1主要考慮以時(shí)間作為變量建立回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，具體的計(jì)算方法和 預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度沒(méi)有描述。專(zhuān)利文獻(xiàn)2采用存取款量的累計(jì)差額建立線性關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)需求量， 不能反映出短期的復(fù)雜的需求情況，適合長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。專(zhuān)利文獻(xiàn)3主要采用歷史單位時(shí)間的 平均需求量乘以期望維持的時(shí)間對(duì)未來(lái)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0011] 這些公知方法在用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)的時(shí)候，均采用給定時(shí)間段的取款需求量總 和與存款需求量總和的差額作為現(xiàn)金需求量，沒(méi)有考慮取款與存款在這一時(shí)間段上的分布 特征對(duì)需求量的影響。為說(shuō)明存取款分布特征規(guī)律對(duì)需求量的影響，我們舉一個(gè)例子，假 如通過(guò)上述文獻(xiàn)的方法預(yù)測(cè)得到1天的需求量為1000,考慮統(tǒng)計(jì)分布特征為：上午的取款 量為2000,下午的存款量為1000。如果不對(duì)需求量進(jìn)行修正，直接根據(jù)該預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行填 鈔/清鈔，有可能在上午發(fā)生缺鈔現(xiàn)象。因此，為了降低缺鈔發(fā)生的可能性，有必要對(duì)現(xiàn)有 的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行一定的調(diào)整。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)化現(xiàn)金需求 量預(yù)測(cè)的裝置與方法，能夠提高現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)的精度。
[0013] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提出了一種現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包 括：交易信息取得單元，其取得與自動(dòng)柜員機(jī)的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸出； 現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的交易信息，對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段的 現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)；存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的 交易信息，計(jì)算用于對(duì)交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)的細(xì)化時(shí)間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時(shí)間單位 計(jì)算各分段的存取款量的分布；以及現(xiàn)金需求量修正單元，其利用由所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布 計(jì)算單元計(jì)算出的存取款量的分布，作為對(duì)所述預(yù)測(cè)時(shí)間段的存取款量分布的估計(jì)，并且 對(duì)由所述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)單元所預(yù)測(cè)出的現(xiàn)金需求量進(jìn)行修正。
[0014] 此外，根據(jù)上述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算單元 根據(jù)現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)精度和/或自動(dòng)柜員機(jī)開(kāi)機(jī)率，計(jì)算用于將時(shí)間區(qū)間進(jìn)行分段的最佳 時(shí)間單位，作為所述細(xì)化時(shí)間單位。
[0015] 此外，根據(jù)上述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述自動(dòng)柜員機(jī)開(kāi)機(jī)率是： 1-缺鈔率-滿(mǎn)鈔率，所述缺鈔率是指在指定時(shí)間段中，累計(jì)的缺鈔時(shí)間除以總運(yùn)行時(shí)間得 到的比例，所述滿(mǎn)鈔率是指在指定時(shí)間段中，累計(jì)的滿(mǎn)鈔時(shí)間除以總運(yùn)行時(shí)間得到的比例。
[0016] 此外，根據(jù)上述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算單元 在進(jìn)行細(xì)化時(shí)間單位計(jì)算之前，先對(duì)所述交易信息按照交易呈現(xiàn)的周期性進(jìn)行分組，分別 針對(duì)各組計(jì)算所述細(xì)化時(shí)間單位、以及以百分比表示的所述各分段的存取款量的分布。
[0017] 此外，根據(jù)上述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述交易信息取得單元，對(duì)從 自動(dòng)柜員機(jī)取得的與存款和取款相關(guān)的交易信息按照給定的時(shí)間單位進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，并且 去除異常數(shù)據(jù)，之后輸出進(jìn)行了處理后的交易信息。
[0018] 此外，根據(jù)上述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)單元，對(duì) 由所述交易信息取得單元輸出的交易信息，采用同時(shí)訓(xùn)練多個(gè)模型的方式來(lái)進(jìn)行模型訓(xùn) 練，并且選擇預(yù)測(cè)精度高的模型作為當(dāng)前使用的模型，來(lái)對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行 預(yù)測(cè)。
[0019] 此外，本發(fā)明提出了一種現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：交易信息取得 步驟，其取得與自動(dòng)柜員機(jī)的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸出；現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)步 驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù) 測(cè)；存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算步驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，計(jì)算用于 對(duì)交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)的細(xì)化時(shí)間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時(shí)間單位計(jì)算各分段的存取款 量的分布；以及現(xiàn)金需求量修正步驟，其利用由所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算步驟計(jì)算出的存 取款量的分布，作為對(duì)所述預(yù)測(cè)時(shí)間段的存取款量分布的估計(jì)，并且對(duì)由所述現(xiàn)金需求量 預(yù)測(cè)步驟所預(yù)測(cè)出的現(xiàn)金需求量進(jìn)行修正。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)分析和利用歷史交易數(shù)據(jù)中存款取款的分布特征對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果 進(jìn)行調(diào)整，提高了現(xiàn)金需求量的預(yù)測(cè)精度，以此為基礎(chǔ)制定填鈔/清鈔計(jì)劃，從而既提高了 銀行的資金利用率，又滿(mǎn)足了用戶(hù)的現(xiàn)金存取需求。
[0021] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 附圖用來(lái)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步理解，構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與優(yōu)選實(shí)施例一起用于 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的解釋?zhuān)⒉粯?gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。其中：
[0023] 圖1為本發(fā)明的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置框圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)流程圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明的歷史交易信息采集與預(yù)處理處理流程圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明的初步預(yù)測(cè)流程圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明的細(xì)化時(shí)間單位計(jì)算流程圖；
[0028] 圖6為表示時(shí)間單位細(xì)化方法的流程圖；
[0029] 圖7為對(duì)初步預(yù)測(cè)的現(xiàn)金量進(jìn)行調(diào)整的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面將參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0031] 圖1是第一實(shí)施方式的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置100的功能結(jié)構(gòu)框圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)金需 求量的預(yù)測(cè)。如圖所示，第一實(shí)施方式的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置通過(guò)專(zhuān)線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)111 與多臺(tái)ATM112進(jìn)行連接。對(duì)于現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置100,作為其主要功能結(jié)構(gòu)，設(shè)置有交 易日志采集模塊101、交易數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102、時(shí)間單位細(xì)化模塊103、初步預(yù)測(cè)模塊104、 需求修正模塊105及通信模塊106。為了方便用戶(hù)與現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置100的一些交互 操作（如參數(shù)設(shè)定等），還對(duì)現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置100增加了鍵盤(pán)108與顯示設(shè)備109。交 易日志采集模塊101通過(guò)通信模塊106及通信網(wǎng)絡(luò)111從與之連接的ATM112中取得各臺(tái) ATM對(duì)應(yīng)的交易日志記錄。交易日志采集模塊101在預(yù)定義的時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)取得各ATMl 12在 指定時(shí)間段的交易日志，并將結(jié)果存于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器110中。交易日志的信息記錄了交易發(fā) 生的時(shí)間，交易的類(lèi)型和數(shù)量。交易類(lèi)型包括存款，取款，查詢(xún)，轉(zhuǎn)賬等，一般地，交易日志還 包含了開(kāi)機(jī)，關(guān)機(jī)，填鈔，清鈔的時(shí)間信息等。交易數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102則從交易日志中提 取出存款取款操作發(fā)生的時(shí)間以及交易的數(shù)量，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器110中，然后按 照給定的時(shí)間單位(如如：小時(shí)/天）統(tǒng)計(jì)存款量的總和與取款量的總和，該過(guò)程稱(chēng)為數(shù)據(jù) 合并，用于對(duì)交易數(shù)據(jù)按給定的時(shí)間單位進(jìn)行匯總，以減少用于分析的數(shù)據(jù)量，并將結(jié)果存 于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器110中。同時(shí)，交易數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102統(tǒng)計(jì)指定的時(shí)間段內(nèi)是否存在數(shù)據(jù) 異常?？梢杂靡延械漠惓?shù)據(jù)檢測(cè)方法來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。如果數(shù)據(jù)異常，則在記錄表中 對(duì)異常的數(shù)據(jù)條目加上異常標(biāo)識(shí)符，用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練的時(shí)候，異常數(shù)據(jù)將被排除 在訓(xùn)練集外。時(shí)間單位細(xì)化模塊103用于計(jì)算最優(yōu)的針對(duì)時(shí)間區(qū)間的細(xì)化單位，該細(xì)化單 位用于求得歷史交易數(shù)據(jù)的存款量和取款量的分布。初步預(yù)測(cè)模塊104用經(jīng)過(guò)交易數(shù)據(jù)預(yù) 處理模塊102得到的數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型并對(duì)未來(lái)時(shí)間段的需求量進(jìn)行初步預(yù)測(cè)。需求修正模塊 105用于對(duì)初步預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)，依據(jù)細(xì)化時(shí)間單位求得歷史交易數(shù)據(jù)的存款 量和取款量的分布，并以此作為預(yù)測(cè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)的存取款量分布情況估計(jì)，然后基于此分 布對(duì)初步預(yù)測(cè)模塊104得到的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。通信模塊106主要負(fù)責(zé)各功能模塊的信息交 互、各功能模塊與存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)傳輸以及與外部網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通。
[0032] 具體地，本發(fā)明實(shí)施例的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)流程如圖2所示。在步驟201中，利用 交易日志采集模塊101從與之相連的ATMl 12采集交易日志記錄，詳細(xì)地，交易日志記錄了 機(jī)器的編號(hào)，所屬銀行，交易的卡號(hào)，交易類(lèi)型，交易時(shí)間，交易量，開(kāi)機(jī)，關(guān)機(jī)，填鈔，清鈔等 信息。步驟202中實(shí)施交易數(shù)據(jù)的預(yù)處理，具體流程如圖3所示，利用交易數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊 102從這些交易日志中提取出每次存款或取款交易發(fā)生的時(shí)間以及交易量，然后對(duì)提取出 數(shù)據(jù)按照給定的時(shí)間單位（如小時(shí)/天）分別匯總存款總量和取款總量，并將數(shù)據(jù)存入數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器110中。然后對(duì)合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)以確定各時(shí)間單位的交易是否存在異 常（如：無(wú)交易\交易量或交易的時(shí)間間隔超出均值允許的波動(dòng)范圍），如果存在異常，該 統(tǒng)計(jì)記錄被標(biāo)識(shí)為異常數(shù)據(jù)，在后續(xù)的計(jì)算中該條記錄將不被使用。完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理之 后，進(jìn)行需求量的初步預(yù)測(cè)203和時(shí)間單位的細(xì)化204,對(duì)歷史數(shù)據(jù)按星期（不失一般性，通 過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的周期性分析得到）進(jìn)行分組，分別求得每組對(duì)應(yīng)的細(xì)化時(shí)間單位。時(shí)間單位的 細(xì)化是一個(gè)閉合迭代的過(guò)程，時(shí)間單位細(xì)化過(guò)程在后面有詳細(xì)的介紹。在找到合適的細(xì)化 時(shí)間單位之后，進(jìn)入步驟205,雖然在計(jì)算細(xì)化時(shí)間單位的過(guò)程中我們同時(shí)可以得到存取款 的歷史分布，但由于該細(xì)化過(guò)程并不是實(shí)時(shí)執(zhí)行，因而當(dāng)有新數(shù)據(jù)時(shí)，可基于得到的時(shí)間單 位重新計(jì)算存取款量的分布，對(duì)歷史數(shù)據(jù)按星期（不失一般性，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的周期性分析 得到）進(jìn)行分組，然后用對(duì)應(yīng)的細(xì)化的時(shí)間單位對(duì)分組后的數(shù)據(jù)劃分時(shí)間段，求得各個(gè)時(shí) 間段的存款總量和取款總量，即獲得每臺(tái)ATM的存款量與取款量在每天的分布情況，示例 數(shù)據(jù)如表2所示，我們以同一組歷史數(shù)據(jù)中每天的平均分布作為對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段存取款分布 的估計(jì)。之后進(jìn)入步驟206,利用求得的存取款量分布對(duì)需求初步預(yù)測(cè)步驟203得到的需求 量進(jìn)行修正，修正后的結(jié)果作為最終預(yù)測(cè)需求量，可用于制定ATM現(xiàn)金填鈔/清鈔計(jì)劃以 及銀行ATM準(zhǔn)備金規(guī)劃等，以盡可能小的現(xiàn)金成本，滿(mǎn)足客戶(hù)的存取款需求。
[0033] 步驟203初步預(yù)測(cè)的具體實(shí)施過(guò)程如圖4所示。本實(shí)施例中，我們采用機(jī)器學(xué)習(xí)算 法來(lái)進(jìn)行模型的訓(xùn)練，由于交易數(shù)據(jù)的隨機(jī)性和復(fù)雜性，目前沒(méi)有任何一種模型算法能夠 精準(zhǔn)識(shí)別所有的交易規(guī)律，且隨著時(shí)間的推移，交易的模式也發(fā)生著變化，基于此，在步驟 402中我們采用同時(shí)訓(xùn)練多個(gè)模型的方式來(lái)進(jìn)行交易規(guī)律的識(shí)別，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 理解，我們能夠采用支持向量機(jī)回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法來(lái)進(jìn)行模型訓(xùn)練，然后基于測(cè)試集， 在步驟403中選擇模擬預(yù)測(cè)精度最高的模型作為當(dāng)前使用的模型，然后用該模型對(duì)未來(lái)時(shí) 間段的需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將模型的參數(shù)和預(yù)測(cè)結(jié)果保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中以備后用，模 型訓(xùn)練步驟可在有新數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)啟用或定期執(zhí)行。
[0034] 預(yù)測(cè)流程中的時(shí)間單位細(xì)化步驟204的具體實(shí)施如圖5所示。首先對(duì)預(yù)處理后的 交易數(shù)據(jù)按星期進(jìn)行分組，相同星期的數(shù)據(jù)被分為一組，這樣每臺(tái)ATM的交易數(shù)據(jù)被劃分 為7組。為了提高時(shí)間單位細(xì)分結(jié)果的穩(wěn)定性，本實(shí)施例采用無(wú)放回抽樣的方式來(lái)獲取時(shí) 間單位細(xì)分計(jì)算的樣本，具體步驟是：在502中對(duì)已經(jīng)按星期進(jìn)行分組的交易數(shù)據(jù)，給定抽 樣的次數(shù)N，每次抽取樣本量M，其中M為該組歷史平均每天交易次數(shù)。在這N次抽樣過(guò)程 中，對(duì)每次抽取到的M個(gè)樣本，在503中調(diào)用時(shí)間單位細(xì)化方法進(jìn)行計(jì)算，這樣，本實(shí)施例中 每個(gè)分組得到N個(gè)可能的細(xì)化時(shí)間單位，然后從這N個(gè)可能的細(xì)化時(shí)間單位中，選擇出現(xiàn)次 數(shù)最多的時(shí)間單位作為該分組的最終結(jié)果，如果有多個(gè)時(shí)間單位的出現(xiàn)次數(shù)相同，選擇對(duì) 應(yīng)模擬預(yù)測(cè)精度最大的時(shí)間單位作為最終結(jié)果。在實(shí)際操作過(guò)程中，并不是每一次預(yù)測(cè)修 正都要重新計(jì)算細(xì)化時(shí)間單位，細(xì)化時(shí)間單位的計(jì)算可以定期進(jìn)行。一般可以采用周或者 月為時(shí)間間隔定期進(jìn)行細(xì)化時(shí)間單位的更新。
[0035] 詳細(xì)地，圖6是表示時(shí)間單位細(xì)化方法的流程圖，示出求最優(yōu)細(xì)化時(shí)間單位的具 體實(shí)施步驟。首先，在步驟601中，用戶(hù)輸入一個(gè)初始的時(shí)間段P(如：24小時(shí)），并將細(xì)化 時(shí)間單位T初始化為此時(shí)間段。在步驟602中，進(jìn)行需求量的初步預(yù)測(cè)，具體地，將歷史數(shù) 據(jù)劃分為兩部分，一部分用于預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練，另外一部分?jǐn)?shù)據(jù)用于對(duì)生成的模型進(jìn)行檢 驗(yàn)評(píng)價(jià)，在模型訓(xùn)練完成后，用該模型預(yù)測(cè)給定時(shí)間段的存款量和取款量，并用取款量減去 存款量的差值作為現(xiàn)金需求量，步驟602的具體預(yù)測(cè)方法和步驟與圖4 一致。在步驟603 中，基于模擬預(yù)測(cè)的結(jié)果求得預(yù)測(cè)需求量的預(yù)測(cè)精度和開(kāi)機(jī)率，事實(shí)上，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集中有該 時(shí)間段的真實(shí)交易數(shù)據(jù)，我們需要將預(yù)測(cè)的需求量與真實(shí)的需求量進(jìn)行對(duì)比以衡量模型的 推廣泛化能力，結(jié)合歷史真實(shí)交易數(shù)據(jù)，求得基于此預(yù)測(cè)需求量的預(yù)測(cè)精度和開(kāi)機(jī)率。如果 預(yù)測(cè)精度和開(kāi)機(jī)率滿(mǎn)足停止條件604,則至步驟605停止，最終細(xì)化時(shí)間單位為P，否則執(zhí) 行后續(xù)步驟。在步驟606中，細(xì)化時(shí)間單位T取原來(lái)的一半，然后對(duì)樣本數(shù)據(jù)按細(xì)分單位T 進(jìn)行分割，得到S個(gè)區(qū)間段，在步驟607中，分別計(jì)算這S個(gè)區(qū)間段中存款總量和取款總量 以及各區(qū)間段的存款量占存款總量的比例，各區(qū)間段的取款量占取款總量的比例。在步驟 608中，用此結(jié)果分別對(duì)預(yù)測(cè)的存款量和取款量進(jìn)行按比例分解，用分解后的取款量減去存 款量得到各時(shí)間段的預(yù)測(cè)現(xiàn)金需求量。步驟609是基于得到的各時(shí)間段的預(yù)測(cè)現(xiàn)金需求量 對(duì)初步預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行修正，具體實(shí)施方法如圖7所示。對(duì)結(jié)果修正后，在步驟610中重新 計(jì)算開(kāi)機(jī)率和預(yù)測(cè)精度，在步驟611中，判斷是否滿(mǎn)足開(kāi)機(jī)率及精度條件，如果滿(mǎn)足開(kāi)機(jī)率 及精度條件，則算法終止，以該時(shí)間單位作為最終結(jié)果（步驟613)，否則在步驟612中判斷 細(xì)分時(shí)間單位是否小于給定的值，如果滿(mǎn)足小于給定的值，則算法停止，選擇迭代過(guò)程中開(kāi) 機(jī)率最大時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間單位作為最終的結(jié)果（如果開(kāi)機(jī)率最大時(shí)有多個(gè)時(shí)間單位，選擇預(yù) 測(cè)準(zhǔn)確率最高時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間單位）（步驟614)，否則，返回步驟606。 I Pr 〇!) ? Art!) I
[0036] 關(guān)于預(yù)測(cè)精度，我們引入相對(duì)誤差公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算：/? = 1 - ^^I , n ；··'，其 I ActD I 中PreD為預(yù)測(cè)的需求量，ActD為真實(shí)需求量。關(guān)于開(kāi)機(jī)率的計(jì)算，我們用因?yàn)闈M(mǎn)鈔或缺鈔 導(dǎo)致不能提供現(xiàn)金服務(wù)的累積時(shí)間占運(yùn)行時(shí)間的比例來(lái)衡量。記滿(mǎn)鈔時(shí)間計(jì)數(shù)器為T(mén)1，缺 鈔時(shí)間計(jì)數(shù)器為T(mén) 2，提取模擬預(yù)測(cè)時(shí)間段P的存取款交易，逐條取出交易記錄，判斷交易的 類(lèi)型，如果是存款，則再判斷鈔箱是否處于滿(mǎn)鈔狀態(tài)，如果是，則滿(mǎn)鈔時(shí)間計(jì)數(shù)器T 1增加，增 加的時(shí)間為前一次操作到本次操作的時(shí)間間隔長(zhǎng)度，如果是取款操作，且鈔箱為缺鈔狀態(tài)， 則缺鈔時(shí)間計(jì)數(shù)器T 2增加，增加的時(shí)間為前一次操作到本次操作的時(shí)間間隔長(zhǎng)度。開(kāi)機(jī)率 的計(jì)算公式為= 1 - ，Ttl為模擬預(yù)測(cè)時(shí)間段P的正常運(yùn)行時(shí)間，可通過(guò)日志記錄得 1 0 到。
[0037] 在計(jì)算得到最佳的時(shí)間細(xì)化單位之后，接下來(lái)就是統(tǒng)計(jì)歷史交易數(shù)據(jù)在基于時(shí)間 細(xì)化單位劃分之后的存款分布和取款分布情況。先舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明存取款分布對(duì)于存 取款一體機(jī)現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)的重要性，假設(shè)用現(xiàn)有的方法預(yù)測(cè)得到某天的存款量為1000， 取款量也為1000,則需求量為0,但如果取款操作集中發(fā)生在上午，則可能會(huì)發(fā)生缺鈔的現(xiàn) 象，所以有必要對(duì)存取款的分布特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并對(duì)現(xiàn)有預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。具體地， 對(duì)存儲(chǔ)裝置中保存的交易數(shù)據(jù)（格式如表1所示），首先根據(jù)操作的發(fā)生時(shí)間按照星期進(jìn) 行分組，一共得到7個(gè)分組，對(duì)分組后的每天交易的數(shù)據(jù)，分別用步驟204得到的該組對(duì)應(yīng) 的細(xì)化時(shí)間單位對(duì)其進(jìn)行分段，如時(shí)間細(xì)化單位為4小時(shí)，則分段后有6個(gè)時(shí)間段：[0-4)， [4-8)，[8-12)，[12-16)，[16-20)，[20-24)。在同一分組的數(shù)據(jù)中，先根據(jù)各個(gè)時(shí)間段匯總 出的存款總量和取款總量，計(jì)算得到各時(shí)間段的存款量占當(dāng)天存款總量的百分比，計(jì)算各 時(shí)間段的取款量占當(dāng)天取款總量的百分比，得到如表2和表3所示的數(shù)據(jù)（表2、表3是同 一分組數(shù)據(jù)中不同交易日的存取款分布）。再計(jì)算出該組交易中相同時(shí)間段的存款量/取 款量占當(dāng)天的存款總量/取款總量百分比的平均值，結(jié)果如表4所示（表4的分布為表2 和表3的對(duì)應(yīng)時(shí)間段存取款百分比的均值，此處僅為示例），即得到按星期分組后的存/取 款交易在各個(gè)時(shí)間段的交易量占當(dāng)天交易總量的平均百分比，用此平均百分比作為存取款 的分布來(lái)對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行修正。
[0038] 在得到存/取款交易的歷史分布，也即存/取款交易在各個(gè)時(shí)間段的交易量占當(dāng) 天交易總量的平均百分比之后，用此數(shù)據(jù)對(duì)得到的初步預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。在初步預(yù)測(cè)中， 采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分別得到了預(yù)測(cè)時(shí)間段客戶(hù)的存款需求量和取款需求量，在以往一些自 動(dòng)交易裝置的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)技術(shù)中（如專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2、3)，均直接采用取款總量與存款總 量的差值作為需求量的估計(jì)，歷史需求量和相關(guān)聯(lián)的影響指標(biāo)作為模型的輸入，預(yù)測(cè)需求 量作為輸出結(jié)果。本實(shí)施例針對(duì)存取款一體機(jī)的特殊性，分別預(yù)測(cè)出存款總量和取款總量， 然后基于統(tǒng)計(jì)分析得到的存取款分布特征對(duì)預(yù)測(cè)的存款總量和取款總量進(jìn)行分段拆解，分 別得到各時(shí)間段的存款量估計(jì)和取款量估計(jì)，然后用各時(shí)間段的取款量減去存款量得到對(duì) 應(yīng)時(shí)間段的需求量。基于各時(shí)間段的需求量，求其累加和，然后選取各時(shí)間段累加和中絕對(duì) 值最大的結(jié)果作為最終的需求量。具體的預(yù)測(cè)結(jié)果調(diào)整步驟如圖7所示。步驟701中的 PreD[M]為將初步預(yù)測(cè)結(jié)果根據(jù)存取款分布比例拆解后計(jì)算得到的各時(shí)間段的需求量，其 中M為分段的數(shù)量。步驟702初始化調(diào)整結(jié)果AjustD為第一個(gè)分段的需求量，然后遍歷各 時(shí)間段，如步驟703所示，對(duì)需求量進(jìn)行累加。用AjustD記錄下當(dāng)前遍歷后的最大需求量， 遍歷完成后，AjustD即為最終的結(jié)果。
[0039] 舉一實(shí)例對(duì)調(diào)整過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，假設(shè)經(jīng)過(guò)初步預(yù)測(cè)得到某天的存款總量為 1000 (單位為紙幣張數(shù)），取款總量為1500,如果按照公知的方法進(jìn)行計(jì)算，則得出該天需 求量為500的結(jié)論。在本實(shí)施例中，我們首先根據(jù)交易日期計(jì)算出待預(yù)測(cè)的時(shí)間是星期幾， 然后從該ATM對(duì)應(yīng)的按星期分組計(jì)算得到存取款交易分布表中獲取各分段的平均百分比， 如表4所示?；诖税俜直确植迹謩e對(duì)存款總量和取款總量進(jìn)行分解，如對(duì)存款，在時(shí)間 段[0,4)區(qū)間所占的比例為8. 13%，則對(duì)應(yīng)的量為1000*8. 13%~81，通過(guò)四舍五入對(duì)紙幣 的張數(shù)取整，其余各段的計(jì)算以此類(lèi)推，分解后的數(shù)據(jù)如表5所示，最后我們可以發(fā)現(xiàn)，由 于各時(shí)間段存取款分布的差異，使得在[16-20)出現(xiàn)了累計(jì)最大需求量，即從凌晨到20點(diǎn) 的總需求量為590,該天的需求量預(yù)測(cè)從500調(diào)整為590。可以注意到，如果采用500作為 預(yù)測(cè)結(jié)果，基于該結(jié)果制定加鈔計(jì)劃或有可能導(dǎo)致缺鈔現(xiàn)象的發(fā)生。同樣地，對(duì)以存款為主 的機(jī)器，修正后降低了出現(xiàn)滿(mǎn)鈔現(xiàn)象的概率。
[0040] 表1提取的存取款信息
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包括： 交易信息取得單元，其取得與自動(dòng)柜員機(jī)的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸 出； 現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的交易信息，對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間 段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)； 存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的交易信息，計(jì)算用 于對(duì)交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)的細(xì)化時(shí)間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時(shí)間單位計(jì)算各分段的存取 款量的分布；以及 現(xiàn)金需求量修正單元，其利用由所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算單元計(jì)算出的存取款量的分 布，作為對(duì)所述預(yù)測(cè)時(shí)間段的存取款量分布的估計(jì)，并且對(duì)由所述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)單元所 預(yù)測(cè)出的現(xiàn)金需求量進(jìn)行修正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算單元根據(jù)現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)精度和/或自動(dòng)柜員機(jī)開(kāi)機(jī)率，計(jì) 算用于將時(shí)間區(qū)間進(jìn)行分段的最小時(shí)間單位，作為所述細(xì)化時(shí)間單位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述自動(dòng)柜員機(jī)開(kāi)機(jī)率是：1-缺鈔率-滿(mǎn)鈔率， 所述缺鈔率是指在指定時(shí)間段中，累計(jì)的缺鈔時(shí)間除以總運(yùn)行時(shí)間得到的比例， 所述滿(mǎn)鈔率是指在指定時(shí)間段中，累計(jì)的滿(mǎn)鈔時(shí)間除以總運(yùn)行時(shí)間得到的比例。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算單元在進(jìn)行細(xì)化時(shí)間單位計(jì)算之前，先對(duì)所述交易信息按照 交易呈現(xiàn)的周期性進(jìn)行分組，分別針對(duì)各組計(jì)算所述細(xì)化時(shí)間單位、以及以百分比表示的 所述各分段的存取款量的分布。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述交易信息取得單元，對(duì)從自動(dòng)柜員機(jī)取得的與存款和取款相關(guān)的交易信息按照給 定的時(shí)間單位進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，并且去除異常數(shù)據(jù)，之后輸出進(jìn)行了處理后的交易信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于， 所述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)單元，對(duì)由所述交易信息取得單元輸出的交易信息，采用同時(shí)訓(xùn) 練多個(gè)模型的方式來(lái)進(jìn)行模型訓(xùn)練，并且選擇預(yù)測(cè)精度高的模型作為當(dāng)前使用的模型，來(lái) 對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)。
7. -種現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括： 交易信息取得步驟，其取得與自動(dòng)柜員機(jī)的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸 出； 現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)步驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間 段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)； 存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算步驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，計(jì)算用 于對(duì)交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)的細(xì)化時(shí)間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時(shí)間單位計(jì)算各分段的存取 款量的分布；以及 現(xiàn)金需求量修正步驟，其利用由所述存取款經(jīng)驗(yàn)分布計(jì)算步驟計(jì)算出的存取款量的分 布，作為對(duì)所述預(yù)測(cè)時(shí)間段的存取款量分布的估計(jì)，并且對(duì)由所述現(xiàn)金需求量預(yù)測(cè)步驟所 預(yù)測(cè)出的現(xiàn)金需求量進(jìn)行修正。
【文檔編號(hào)】G06Q40/02GK104424598SQ201310403275
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】劉洋, 姜可 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所