論文の概要: Automated Feature Engineering, AutoML, and Decision-Focused Learning for Improved Energy Consumption Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.35013v2
- Date: Fri, 02 Oct 2026 11:12:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-06 00:14:29.929965
- Title: Automated Feature Engineering, AutoML, and Decision-Focused Learning for Improved Energy Consumption Forecasting
- Title(参考訳): エネルギー消費予測改善のための自動特徴工学・オートML・意思決定学習
- Abstract要約: この論文は、エネルギー消費予測のための包括的な機能エンジニアリングパイプラインを確立し、評価する。
第2にAutoEnergyは、タイムスタンプから解釈可能な機能を生成し、タグ付けされた消費を生成する、ドメインに適した自動FEアルゴリズムである。
第3に、AutoEnergyは電池蓄電池システム問題にDFL(Decision-Focused Learning)と統合されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The rising cost and demand for energy, together with environmental sustainability goals, create major challenges for energy management. Energy Consumption Forecasting (ECF) supports planning by predicting future consumption, but Machine Learning (ML) models for ECF often depend on expert-driven Feature Engineering (FE). This thesis addresses that dependence through three contributions. First, it establishes and evaluates a comprehensive FE pipeline for ECF and investigates domain-specific features. Second, it introduces AutoEnergy, a domain-tailored automated FE algorithm that generates interpretable features from timestamps and lagged consumption and integrates with AutoML for end-to-end ECF modelling. Across eighteen real-world energy datasets spanning residential, commercial, industrial, renewable, and grid domains, AutoEnergy reduces forecasting error by 19.52%-84.72% relative to baseline AutoML and established automated FE methods, while running 1.31-4.41 times faster, with gains varying by dataset. Third, AutoEnergy is integrated with Decision-Focused Learning (DFL) for a Battery Energy Storage System problem, jointly forecasting electricity prices and demand while optimising charging and discharging decisions. On a real-world UK property dataset, this approach reduces operating costs by 22.9%-56.5% compared with the same DFL models without automated FE. Overall, the results show that domain-specific automated FE can reduce reliance on manual feature design, improve forecasting accuracy, and translate predictive gains into measurable operational benefits in energy management.
- Abstract(参考訳): コストの上昇とエネルギー需要、および環境の持続可能性目標がエネルギー管理に大きな課題を生み出している。
エネルギー消費予測(ECF)は将来の消費を予測することで計画を支援するが、ECFの機械学習(ML)モデルは専門家主導の特徴工学(FE)に依存していることが多い。
この論文は3つのコントリビューションを通じてその依存関係に対処する。
まず、EDFのための包括的なFEパイプラインを確立し、評価し、ドメイン固有の機能を調べる。
第2にAutoEnergyは、タイムスタンプから解釈可能な機能を生成し、ラベル付き消費を生成し、エンドツーエンドのECFモデリングのためにAutoMLと統合する、ドメインに適した自動FEアルゴリズムである。
住宅、商業、工業、再生、グリッドドメインにまたがる18の実世界のエネルギーデータセットにまたがって、AutoEnergyはベースラインのAutoMLと比較して予測誤差を19.52%-84.72%削減し、自動FE法を確立した。
第3に、AutoEnergyは電池蓄電池システム問題にDFL(Decision-Focused Learning)を統合し、電力価格と需要を共同予測し、充電と排出の決定を最適化する。
現実世界の英国資産データセットでは、この手法は自動化FEのない同じDFLモデルと比較して、運用コストを22.9%から56.5%削減する。
その結果、ドメイン固有の自動FEは、手動の特徴設計への依存を減らし、予測精度を向上し、予測ゲインをエネルギー管理における測定可能な運用上の利点に変換できることがわかった。
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