論文の概要: Pattern Similarity-based Machine Learning Methods for Mid-term Load
Forecasting: A Comparative Study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.01475v1
- Date: Tue, 3 Mar 2020 12:14:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-26 21:58:28.250969
- Title: Pattern Similarity-based Machine Learning Methods for Mid-term Load
Forecasting: A Comparative Study
- Title(参考訳): 中期負荷予測のためのパターン類似性に基づく機械学習手法の比較研究
- Authors: Grzegorz Dudek, Pawe{\l} Pe{\l}ka
- Abstract要約: パターン類似性に基づく年次電力需要予測手法について検討した。
モデルの不可欠な部分は、時系列シーケンスのパターンを用いた時系列表現である。
近接モデル,ファジィ近傍モデル,カーネル回帰モデル,一般回帰ニューラルネットワークの4つのモデルを考える。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Pattern similarity-based methods are widely used in classification and
regression problems. Repeated, similar-shaped cycles observed in seasonal time
series encourage to apply these methods for forecasting. In this paper we use
the pattern similarity-based methods for forecasting monthly electricity demand
expressing annual seasonality. An integral part of the models is the time
series representation using patterns of time series sequences. Pattern
representation ensures the input and output data unification through trend
filtering and variance equalization. Consequently, pattern representation
simplifies the forecasting problem and allows us to use models based on pattern
similarity. We consider four such models: nearest neighbor model, fuzzy
neighborhood model, kernel regression model and general regression neural
network. A regression function is constructed by aggregation output patterns
with weights dependent on the similarity between input patterns. The advantages
of the proposed models are: clear principle of operation, small number of
parameters to adjust, fast optimization procedure, good generalization ability,
working on the newest data without retraining, robustness to missing input
variables, and generating a vector as an output. In the experimental part of
the work the proposed models were used to forecasting the monthly demand for 35
European countries. The model performances were compared with the performances
of the classical models such as ARIMA and exponential smoothing as well as
state-of-the-art models such as multilayer perceptron, neuro-fuzzy system and
long short-term memory model. The results show high performance of the proposed
models which outperform the comparative models in accuracy, simplicity and ease
of optimization.
- Abstract(参考訳): パターン類似性に基づく手法は分類や回帰問題で広く使われている。
季節の時系列で観測される類似した周期は、予測にこれらの方法を適用することを奨励する。
本稿では,季節性を表す毎月の電力需要予測のためのパターン類似性に基づく手法を提案する。
モデルの不可欠な部分は、時系列シーケンスのパターンを用いた時系列表現である。
パターン表現は、トレンドフィルタリングと分散等化による入出力データの統一を保証する。
その結果、パターン表現は予測問題を単純化し、パターン類似性に基づいたモデルの使用を可能にする。
近距離近傍モデル,ファジィ近傍モデル,カーネル回帰モデル,一般回帰ニューラルネットワークの4つのモデルを検討した。
回帰関数は、入力パターン間の類似度に依存する重みを持つ集約出力パターンによって構成される。
提案モデルの利点は、演算の明確な原理、最適化手順の調整のための少数のパラメータ、最適化能力の向上、再学習なしに最新のデータに取り組むこと、入力変数の欠如に対する堅牢性、出力としてベクトルを生成することである。
実験で提案されたモデルは、欧州35カ国の毎月の需要予測に使用された。
モデル性能は、ARIMAのような古典モデルの性能と指数的滑らか化、および多層パーセプトロン、ニューロファジィシステム、長期記憶モデルといった最先端モデルと比較した。
その結果,提案モデルの精度,簡易性,最適化の容易さにおいて,比較モデルに匹敵する性能が得られた。
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