36、家庭能源消耗数据的恢复与隐私保护

家庭能源消耗数据的恢复与隐私保护

1. 捕捉能源消耗速度

研究发现家庭能源消耗具有一致性和独特性，因此对能源消耗速度进行研究。以澳大利亚电网（Ausgrid）数据集为例，分析不同时间段家庭从能源消耗排名靠前的区间（“桶”）中消耗能源的时间占比。
- 夜间（凌晨12点 - 早上6点） ：超80%和90%的时间里，家庭分别从排名前3和前5的桶中消耗电力，近100%的时间里，家庭的消费模式都在前10的桶内。这可能是由于自然睡眠周期，夜间能源消耗模式较为一致。
- 上午（早上6点 - 中午12点） ：超80%的时间里，家庭能源消耗来自前5的桶，7点到11点间超95%的时间能源消耗来自前10的桶，且消费模式较为均匀，比夜间更多样。
- 下午 ：前4个小时，前5和前10的桶被使用的时间超80%，其余时间能源消耗模式更多样。下午12点到3点，能源消耗保持稳定，与上午7点到11点的趋势相似，可能是因为人们白天去上班。
- 晚上 ：消费模式更多样，且使用量持续增加直到午夜，之后随着人们睡觉，能源使用减少。

伦敦数据集也有类似情况，家庭通常一整天都从前5的桶中消耗能源，但具体消费模式与澳大利亚电网数据集不同。通过伦敦数据集展示连续两小时内不同家庭能源消耗的变化情况，可据此计算每个桶的预期能源消耗速度。

综上所述，可利用聚合数据的一致性、独特性和预期能源消耗速度来恢复单个家庭的能源消耗轨迹。

2. 无监督攻击模型

2.1 概述

考虑一个现实场景，