現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置與方法，對ATM現(xiàn)金需求量自動預(yù)測，使得能夠在不依賴個人經(jīng)驗的條件下，通過模型預(yù)測出ATM在給定時間段的現(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)測模塊，用于對現(xiàn)金需求量進(jìn)行初步預(yù)測；3)存取款經(jīng)驗分布計算模塊：首先計算最佳的細(xì)分時間單位用于對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，然后計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)驗分布作為對預(yù)測時間段存取款分布的估計，利用該存取款歷史經(jīng)驗分布對2)的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，從而能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測未來時段的現(xiàn)金需求量。
【專利說明】現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置與方法

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

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著銀行業(yè)務(wù)量的增加和人工成本的不斷提升，使用自動柜員機來代替 銀行網(wǎng)點內(nèi)部重復(fù)的、低價值的柜員人工勞動成為一種趨勢。用戶通過銀行卡在自動柜員 機進(jìn)行存款、取款、密碼修改、查詢及轉(zhuǎn)賬等操作，為銀行網(wǎng)點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值的服務(wù)中去。為了使自動柜員機提供全天候的服務(wù)，需 要對自動柜員機中的現(xiàn)金進(jìn)行管理，隨著自動柜員機保有量的逐年攀升，高效的現(xiàn)金管理 成為了一個急需解決的課題。
[0003] 自動柜員機現(xiàn)金管理的核心問題就是在什么時候保留多少現(xiàn)金在鈔箱才能滿足 用戶存款/取款的需求。存放過多的現(xiàn)金會造成銀行現(xiàn)金流的短缺，不能很好地利用這一 部分多余的資金通過投資、貸款等方式創(chuàng)造更多價值。如果存放的現(xiàn)金過少，則不能及時滿 足用戶的取款需求，造成用戶滿意度的降低，從而影響銀行的品牌形象甚至帶來潛在客戶 流失等問題。解決此問題的關(guān)鍵在于對現(xiàn)金需求量的預(yù)測。
[0004] 影響自動柜員機現(xiàn)金需求量的因素很多，天氣，地理位置，柜員機的存取款限額， 發(fā)薪日，周邊自助設(shè)備的數(shù)量、類型，甚至是宏觀經(jīng)濟條件，都會對自動柜員機的存取款交 易量產(chǎn)生影響。通常，每臺柜員機的現(xiàn)金需求量是不同的，因此，現(xiàn)金需求量的預(yù)測是一個 復(fù)雜的過程。
[0005] 以往銀行主要采用人工經(jīng)驗的方式進(jìn)行需求量的預(yù)測，然后基于此需求量來制定 填鈔/清鈔計劃，但是對多臺自動柜員機預(yù)測最佳的需求量是及其困難的，且工作量巨大， 人工預(yù)測的方式顯得有些力不從心，還有的銀行通過信息技術(shù)手段，統(tǒng)計出平均需求量作 為加鈔/清鈔的參考量，但該方法往往不能滿足用戶的變化需求。為了不降低客戶的滿意 度，不少銀行往往選擇一次填充過多的鈔票（如填滿鈔箱）以滿足用戶的現(xiàn)金需求。因此 我們需要對自動柜員機的現(xiàn)金需求量進(jìn)行科學(xué)的自動化預(yù)測，用以幫助銀行制定合理的填 鈔/清鈔計劃或備用金規(guī)劃。
[0006] 在現(xiàn)有的一些專利文獻(xiàn)中，已有記載ATM現(xiàn)金需求預(yù)測的方法。如：
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :一種現(xiàn)金需求預(yù)測與配鈔計劃的方法與裝置US20110225087A1
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :現(xiàn)金補充計劃支援系統(tǒng)及現(xiàn)金補充計劃支援方法CN102081784A
[0009] 專利3文獻(xiàn)：ATM管理系統(tǒng)及自動配鈔方法201110031255. 0
[0010] 專利文獻(xiàn)1主要考慮以時間作為變量建立回歸模型進(jìn)行預(yù)測，具體的計算方法和 預(yù)測準(zhǔn)確度沒有描述。專利文獻(xiàn)2采用存取款量的累計差額建立線性關(guān)系來預(yù)測需求量， 不能反映出短期的復(fù)雜的需求情況，適合長期預(yù)測。專利文獻(xiàn)3主要采用歷史單位時間的 平均需求量乘以期望維持的時間對未來需求進(jìn)行預(yù)測。
[0011] 這些公知方法在用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測的時候，均采用給定時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，沒有考慮取款與存款在這一時間段上的分布 特征對需求量的影響。為說明存取款分布特征規(guī)律對需求量的影響，我們舉一個例子，假 如通過上述文獻(xiàn)的方法預(yù)測得到1天的需求量為1000,考慮統(tǒng)計分布特征為：上午的取款 量為2000,下午的存款量為1000。如果不對需求量進(jìn)行修正，直接根據(jù)該預(yù)測結(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，有必要對現(xiàn)有 的預(yù)測方法進(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化現(xiàn)金需求 量預(yù)測的裝置與方法，能夠提高現(xiàn)金需求量預(yù)測的精度。
[0013] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提出了一種現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置，其特征在于，包 括：交易信息取得單元，其取得與自動柜員機的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸出； 現(xiàn)金需求量預(yù)測單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的交易信息，對預(yù)測時間段的 現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測；存取款經(jīng)驗分布計算單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的 交易信息，計算用于對交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計的細(xì)化時間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時間單位 計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)驗分布 計算單元計算出的存取款量的分布，作為對所述預(yù)測時間段的存取款量分布的估計，并且 對由所述現(xiàn)金需求量預(yù)測單元所預(yù)測出的現(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)測裝置，其特征在于，所述存取款經(jīng)驗分布計算單元 根據(jù)現(xiàn)金需求量預(yù)測精度和/或自動柜員機開機率，計算用于將時間區(qū)間進(jìn)行分段的最佳 時間單位，作為所述細(xì)化時間單位。
[0015] 此外，根據(jù)上述現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置，其特征在于，所述自動柜員機開機率是： 1-缺鈔率-滿鈔率，所述缺鈔率是指在指定時間段中，累計的缺鈔時間除以總運行時間得 到的比例，所述滿鈔率是指在指定時間段中，累計的滿鈔時間除以總運行時間得到的比例。
[0016] 此外，根據(jù)上述現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置，其特征在于，所述存取款經(jīng)驗分布計算單元 在進(jìn)行細(xì)化時間單位計算之前，先對所述交易信息按照交易呈現(xiàn)的周期性進(jìn)行分組，分別 針對各組計算所述細(xì)化時間單位、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)測裝置，其特征在于，所述交易信息取得單元，對從 自動柜員機取得的與存款和取款相關(guān)的交易信息按照給定的時間單位進(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)測裝置，其特征在于，所述現(xiàn)金需求量預(yù)測單元，對 由所述交易信息取得單元輸出的交易信息，采用同時訓(xùn)練多個模型的方式來進(jìn)行模型訓(xùn) 練，并且選擇預(yù)測精度高的模型作為當(dāng)前使用的模型，來對預(yù)測時間段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行 預(yù)測。
[0019] 此外，本發(fā)明提出了一種現(xiàn)金需求量預(yù)測方法，其特征在于，包括：交易信息取得 步驟，其取得與自動柜員機的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸出；現(xiàn)金需求量預(yù)測步 驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，對預(yù)測時間段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù) 測；存取款經(jīng)驗分布計算步驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，計算用于 對交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計的細(xì)化時間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時間單位計算各分段的存取款 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)驗分布計算步驟計算出的存 取款量的分布，作為對所述預(yù)測時間段的存取款量分布的估計，并且對由所述現(xiàn)金需求量 預(yù)測步驟所預(yù)測出的現(xiàn)金需求量進(jìn)行修正。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，通過分析和利用歷史交易數(shù)據(jù)中存款取款的分布特征對預(yù)測的結(jié)果 進(jìn)行調(diào)整，提高了現(xiàn)金需求量的預(yù)測精度，以此為基礎(chǔ)制定填鈔/清鈔計劃，從而既提高了 銀行的資金利用率，又滿足了用戶的現(xiàn)金存取需求。
[0021] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 附圖用來對本發(fā)明做進(jìn)一步理解，構(gòu)成說明書的一部分，與優(yōu)選實施例一起用于 對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的解釋，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。其中：
[0023] 圖1為本發(fā)明的現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置框圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明的現(xiàn)金需求量預(yù)測流程圖；
[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)測流程圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明的細(xì)化時間單位計算流程圖；
[0028] 圖6為表示時間單位細(xì)化方法的流程圖；
[0029] 圖7為對初步預(yù)測的現(xiàn)金量進(jìn)行調(diào)整的流程圖。

【具體實施方式】
[0030] 下面將參考附圖來對本發(fā)明的第一實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031] 圖1是第一實施方式的現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置100的功能結(jié)構(gòu)框圖，實現(xiàn)對現(xiàn)金需 求量的預(yù)測。如圖所示，第一實施方式的現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置通過專線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)111 與多臺ATM112進(jìn)行連接。對于現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置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、時間單位細(xì)化模塊103、初步預(yù)測模塊104、 需求修正模塊105及通信模塊106。為了方便用戶與現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置100的一些交互 操作（如參數(shù)設(shè)定等），還對現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置100增加了鍵盤108與顯示設(shè)備109。交 易日志采集模塊101通過通信模塊106及通信網(wǎng)絡(luò)111從與之連接的ATM112中取得各臺 ATM對應(yīng)的交易日志記錄。交易日志采集模塊101在預(yù)定義的時間點自動取得各ATMl 12在 指定時間段的交易日志，并將結(jié)果存于數(shù)據(jù)存儲器110中。交易日志的信息記錄了交易發(fā) 生的時間，交易的類型和數(shù)量。交易類型包括存款，取款，查詢，轉(zhuǎn)賬等，一般地，交易日志還 包含了開機，關(guān)機，填鈔，清鈔的時間信息等。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)生的時間以及交易的數(shù)量，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲器110中，然后按 照給定的時間單位(如如：小時/天）統(tǒng)計存款量的總和與取款量的總和，該過程稱為數(shù)據(jù) 合并，用于對交易數(shù)據(jù)按給定的時間單位進(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)存儲器110中。同時，交易數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102統(tǒng)計指定的時間段內(nèi)是否存在數(shù)據(jù) 異常?？梢杂靡延械漠惓?shù)據(jù)檢測方法來對數(shù)據(jù)進(jìn)行識別。如果數(shù)據(jù)異常，則在記錄表中 對異常的數(shù)據(jù)條目加上異常標(biāo)識符，用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練的時候，異常數(shù)據(jù)將被排除 在訓(xùn)練集外。時間單位細(xì)化模塊103用于計算最優(yōu)的針對時間區(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)測模塊104用經(jīng)過交易數(shù)據(jù)預(yù) 處理模塊102得到的數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型并對未來時間段的需求量進(jìn)行初步預(yù)測。需求修正模塊 105用于對初步預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時，依據(jù)細(xì)化時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)測時間區(qū)間內(nèi)的存取款量分布情況估計，然后基于此分 布對初步預(yù)測模塊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)明實施例的現(xiàn)金需求量預(yù)測流程如圖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 機器的編號，所屬銀行，交易的卡號，交易類型，交易時間，交易量，開機，關(guān)機，填鈔，清鈔等 信息。步驟202中實施交易數(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)生的時間以及交易量，然后對提取出 數(shù)據(jù)按照給定的時間單位（如小時/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)存儲器110中。然后對合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計以確定各時間單位的交易是否存在異 常（如：無交易\交易量或交易的時間間隔超出均值允許的波動范圍），如果存在異常，該 統(tǒng)計記錄被標(biāo)識為異常數(shù)據(jù)，在后續(xù)的計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203和時間單位的細(xì)化204,對歷史數(shù)據(jù)按星期（不失一般性，通 過對數(shù)據(jù)的周期性分析得到）進(jìn)行分組，分別求得每組對應(yīng)的細(xì)化時間單位。時間單位的 細(xì)化是一個閉合迭代的過程，時間單位細(xì)化過程在后面有詳細(xì)的介紹。在找到合適的細(xì)化 時間單位之后，進(jìn)入步驟205,雖然在計算細(xì)化時間單位的過程中我們同時可以得到存取款 的歷史分布，但由于該細(xì)化過程并不是實時執(zhí)行，因而當(dāng)有新數(shù)據(jù)時，可基于得到的時間單 位重新計算存取款量的分布，對歷史數(shù)據(jù)按星期（不失一般性，通過對數(shù)據(jù)的周期性分析 得到）進(jìn)行分組，然后用對應(yīng)的細(xì)化的時間單位對分組后的數(shù)據(jù)劃分時間段，求得各個時 間段的存款總量和取款總量，即獲得每臺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預(yù)測時間段存取款分布 的估計。之后進(jìn)入步驟206,利用求得的存取款量分布對需求初步預(yù)測步驟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)測需求量，可用于制定ATM現(xiàn)金填鈔/清鈔計劃以 及銀行ATM準(zhǔn)備金規(guī)劃等，以盡可能小的現(xiàn)金成本，滿足客戶的存取款需求。
[0033] 步驟203初步預(yù)測的具體實施過程如圖4所示。本實施例中，我們采用機器學(xué)習(xí)算 法來進(jìn)行模型的訓(xùn)練，由于交易數(shù)據(jù)的隨機性和復(fù)雜性，目前沒有任何一種模型算法能夠 精準(zhǔn)識別所有的交易規(guī)律，且隨著時間的推移，交易的模式也發(fā)生著變化，基于此，在步驟 402中我們采用同時訓(xùn)練多個模型的方式來進(jìn)行交易規(guī)律的識別，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回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法來進(jìn)行模型訓(xùn)練，然后基于測試集， 在步驟403中選擇模擬預(yù)測精度最高的模型作為當(dāng)前使用的模型，然后用該模型對未來時 間段的需求量進(jìn)行預(yù)測，并將模型的參數(shù)和預(yù)測結(jié)果保存到數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中以備后用，模 型訓(xùn)練步驟可在有新數(shù)據(jù)到來時啟用或定期執(zhí)行。
[0034] 預(yù)測流程中的時間單位細(xì)化步驟204的具體實施如圖5所示。首先對預(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ATM的交易數(shù)據(jù)被劃分 為7組。為了提高時間單位細(xì)分結(jié)果的穩(wěn)定性，本實施例采用無放回抽樣的方式來獲取時 間單位細(xì)分計算的樣本，具體步驟是：在502中對已經(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次抽樣過程 中，對每次抽取到的M個樣本，在503中調(diào)用時間單位細(xì)化方法進(jìn)行計算，這樣，本實施例中 每個分組得到N個可能的細(xì)化時間單位，然后從這N個可能的細(xì)化時間單位中，選擇出現(xiàn)次 數(shù)最多的時間單位作為該分組的最終結(jié)果，如果有多個時間單位的出現(xiàn)次數(shù)相同，選擇對 應(yīng)模擬預(yù)測精度最大的時間單位作為最終結(jié)果。在實際操作過程中，并不是每一次預(yù)測修 正都要重新計算細(xì)化時間單位，細(xì)化時間單位的計算可以定期進(jìn)行。一般可以采用周或者 月為時間間隔定期進(jìn)行細(xì)化時間單位的更新。
[0035] 詳細(xì)地，圖6是表示時間單位細(xì)化方法的流程圖，示出求最優(yōu)細(xì)化時間單位的具 體實施步驟。首先，在步驟601中，用戶輸入一個初始的時間段P(如：24小時），并將細(xì)化 時間單位T初始化為此時間段。在步驟602中，進(jìn)行需求量的初步預(yù)測，具體地，將歷史數(shù) 據(jù)劃分為兩部分，一部分用于預(yù)測模型的訓(xùn)練，另外一部分?jǐn)?shù)據(jù)用于對生成的模型進(jìn)行檢 驗評價，在模型訓(xùn)練完成后，用該模型預(yù)測給定時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)測方法和步驟與圖4 一致。在步驟603 中，基于模擬預(yù)測的結(jié)果求得預(yù)測需求量的預(yù)測精度和開機率，事實上，檢驗數(shù)據(jù)集中有該 時間段的真實交易數(shù)據(jù)，我們需要將預(yù)測的需求量與真實的需求量進(jìn)行對比以衡量模型的 推廣泛化能力，結(jié)合歷史真實交易數(shù)據(jù)，求得基于此預(yù)測需求量的預(yù)測精度和開機率。如果 預(yù)測精度和開機率滿足停止條件604,則至步驟605停止，最終細(xì)化時間單位為P，否則執(zhí) 行后續(xù)步驟。在步驟606中，細(xì)化時間單位T取原來的一半，然后對樣本數(shù)據(jù)按細(xì)分單位T 進(jìn)行分割，得到S個區(qū)間段，在步驟607中，分別計算這S個區(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)果分別對預(yù)測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 款量得到各時間段的預(yù)測現(xiàn)金需求量。步驟609是基于得到的各時間段的預(yù)測現(xiàn)金需求量 對初步預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行修正，具體實施方法如圖7所示。對結(jié)果修正后，在步驟610中重新 計算開機率和預(yù)測精度，在步驟611中，判斷是否滿足開機率及精度條件，如果滿足開機率 及精度條件，則算法終止，以該時間單位作為最終結(jié)果（步驟613)，否則在步驟612中判斷 細(xì)分時間單位是否小于給定的值，如果滿足小于給定的值，則算法停止，選擇迭代過程中開 機率最大時對應(yīng)的時間單位作為最終的結(jié)果（如果開機率最大時有多個時間單位，選擇預(yù) 測準(zhǔn)確率最高時對應(yīng)的時間單位）（步驟614)，否則，返回步驟606。 I Pr 〇!) ? Art!) I
[0036] 關(guān)于預(yù)測精度，我們引入相對誤差公式來進(jìn)行計算：/? = 1 - ^^I , n ；··'，其 I ActD I 中PreD為預(yù)測的需求量，ActD為真實需求量。關(guān)于開機率的計算，我們用因為滿鈔或缺鈔 導(dǎo)致不能提供現(xiàn)金服務(wù)的累積時間占運行時間的比例來衡量。記滿鈔時間計數(shù)器為T1，缺 鈔時間計數(shù)器為T 2，提取模擬預(yù)測時間段P的存取款交易，逐條取出交易記錄，判斷交易的 類型，如果是存款，則再判斷鈔箱是否處于滿鈔狀態(tài)，如果是，則滿鈔時間計數(shù)器T 1增加，增 加的時間為前一次操作到本次操作的時間間隔長度，如果是取款操作，且鈔箱為缺鈔狀態(tài)， 則缺鈔時間計數(shù)器T 2增加，增加的時間為前一次操作到本次操作的時間間隔長度。開機率 的計算公式為= 1 - ，Ttl為模擬預(yù)測時間段P的正常運行時間，可通過日志記錄得 1 0 到。
[0037] 在計算得到最佳的時間細(xì)化單位之后，接下來就是統(tǒng)計歷史交易數(shù)據(jù)在基于時間 細(xì)化單位劃分之后的存款分布和取款分布情況。先舉一個例子來說明存取款分布對于存 取款一體機現(xiàn)金需求量預(yù)測的重要性，假設(shè)用現(xiàn)有的方法預(yù)測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，則可能會發(fā)生缺鈔的現(xiàn) 象，所以有必要對存取款的分布特征進(jìn)行統(tǒng)計分析并對現(xiàn)有預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正。具體地， 對存儲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)生時間按照星期進(jìn) 行分組，一共得到7個分組，對分組后的每天交易的數(shù)據(jù)，分別用步驟204得到的該組對應(yīng) 的細(xì)化時間單位對其進(jìn)行分段，如時間細(xì)化單位為4小時，則分段后有6個時間段：[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)各個時間段匯總 出的存款總量和取款總量，計算得到各時間段的存款量占當(dāng)天存款總量的百分比，計算各 時間段的取款量占當(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）。再計算出該組交易中相同時間段的存款量/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的對應(yīng)時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 款交易在各個時間段的交易量占當(dāng)天交易總量的平均百分比，用此平均百分比作為存取款 的分布來對預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行修正。
[0038] 在得到存/取款交易的歷史分布，也即存/取款交易在各個時間段的交易量占當(dāng) 天交易總量的平均百分比之后，用此數(shù)據(jù)對得到的初步預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正。在初步預(yù)測中， 采用機器學(xué)習(xí)算法分別得到了預(yù)測時間段客戶的存款需求量和取款需求量，在以往一些自 動交易裝置的現(xiàn)金需求量預(yù)測技術(shù)中（如專利文獻(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，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)測需求 量作為輸出結(jié)果。本實施例針對存取款一體機的特殊性，分別預(yù)測出存款總量和取款總量， 然后基于統(tǒng)計分析得到的存取款分布特征對預(yù)測的存款總量和取款總量進(jìn)行分段拆解，分 別得到各時間段的存款量估計和取款量估計，然后用各時間段的取款量減去存款量得到對 應(yīng)時間段的需求量?；诟鲿r間段的需求量，求其累加和，然后選取各時間段累加和中絕對 值最大的結(jié)果作為最終的需求量。具體的預(yù)測結(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)測結(jié)果根據(jù)存取款分布比例拆解后計算得到的各時間段的需求量，其 中M為分段的數(shù)量。步驟702初始化調(diào)整結(jié)果AjustD為第一個分段的需求量，然后遍歷各 時間段，如步驟703所示，對需求量進(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] 舉一實例對調(diào)整過程進(jìn)行說明，假設(shè)經(jīng)過初步預(yù)測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)行計算，則得出該天需 求量為500的結(jié)論。在本實施例中，我們首先根據(jù)交易日期計算出待預(yù)測的時間是星期幾， 然后從該ATM對應(yīng)的按星期分組計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?，分別對存款總量和取款總量進(jìn)行分解，如對存款，在時間 段[0,4)區(qū)間所占的比例為8. 13%，則對應(yīng)的量為1000*8. 13%~81，通過四舍五入對紙幣 的張數(shù)取整，其余各段的計算以此類推，分解后的數(shù)據(jù)如表5所示，最后我們可以發(fā)現(xiàn)，由 于各時間段存取款分布的差異，使得在[16-20)出現(xiàn)了累計最大需求量，即從凌晨到20點 的總需求量為590,該天的需求量預(yù)測從500調(diào)整為590。可以注意到，如果采用500作為 預(yù)測結(jié)果，基于該結(jié)果制定加鈔計劃或有可能導(dǎo)致缺鈔現(xiàn)象的發(fā)生。同樣地，對以存款為主 的機器，修正后降低了出現(xiàn)滿鈔現(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)測裝置，其特征在于，包括： 交易信息取得單元，其取得與自動柜員機的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸 出； 現(xiàn)金需求量預(yù)測單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的交易信息，對預(yù)測時間 段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測； 存取款經(jīng)驗分布計算單元，其使用所述交易信息取得單元所輸出的交易信息，計算用 于對交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計的細(xì)化時間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時間單位計算各分段的存取 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)驗分布計算單元計算出的存取款量的分 布，作為對所述預(yù)測時間段的存取款量分布的估計，并且對由所述現(xiàn)金需求量預(yù)測單元所 預(yù)測出的現(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)測裝置，其特征在于， 所述存取款經(jīng)驗分布計算單元根據(jù)現(xiàn)金需求量預(yù)測精度和/或自動柜員機開機率，計 算用于將時間區(qū)間進(jìn)行分段的最小時間單位，作為所述細(xì)化時間單位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置，其特征在于， 所述自動柜員機開機率是：1-缺鈔率-滿鈔率， 所述缺鈔率是指在指定時間段中，累計的缺鈔時間除以總運行時間得到的比例， 所述滿鈔率是指在指定時間段中，累計的滿鈔時間除以總運行時間得到的比例。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)金需求量預(yù)測裝置，其特征在于， 所述存取款經(jīng)驗分布計算單元在進(jìn)行細(xì)化時間單位計算之前，先對所述交易信息按照 交易呈現(xiàn)的周期性進(jìn)行分組，分別針對各組計算所述細(xì)化時間單位、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)測裝置，其特征在于， 所述交易信息取得單元，對從自動柜員機取得的與存款和取款相關(guān)的交易信息按照給 定的時間單位進(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)測裝置，其特征在于， 所述現(xiàn)金需求量預(yù)測單元，對由所述交易信息取得單元輸出的交易信息，采用同時訓(xùn) 練多個模型的方式來進(jìn)行模型訓(xùn)練，并且選擇預(yù)測精度高的模型作為當(dāng)前使用的模型，來 對預(yù)測時間段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測。
7. -種現(xiàn)金需求量預(yù)測方法，其特征在于，包括： 交易信息取得步驟，其取得與自動柜員機的存款和取款相關(guān)的交易信息，并進(jìn)行輸 出； 現(xiàn)金需求量預(yù)測步驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，對預(yù)測時間 段的現(xiàn)金需求量進(jìn)行預(yù)測； 存取款經(jīng)驗分布計算步驟，其使用所述交易信息取得步驟所輸出的交易信息，計算用 于對交易信息進(jìn)行分段統(tǒng)計的細(xì)化時間單位，并根據(jù)所述細(xì)化時間單位計算各分段的存取 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)驗分布計算步驟計算出的存取款量的分 布，作為對所述預(yù)測時間段的存取款量分布的估計，并且對由所述現(xiàn)金需求量預(yù)測步驟所 預(yù)測出的現(xiàn)金需求量進(jìn)行修正。
【文檔編號】G06Q40/02GK104424598SQ201310403275
【公開日】2015年3月18日 申請日期: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 申請人:株式會社日立制作所