Big Data Mining of Energy Time Series for Behavioral Analytics and Energy Consumption Forecasting
Notice bibliographique
Résumé
Responsible, efficient and environmentally aware energy consumption behavior is becoming a necessity for the reliable modern electricity grid. In this paper, we present an intelligent data mining model to analyze, forecast and visualize energy time series to uncover various temporal energy consumption patterns. These patterns define the appliance usage in terms of association with time such as hour of the day, period of the day, weekday, week, month and season of the year as well as appliance-appliance associations in a household, which are key factors to infer and analyze the impact of consumers’ energy consumption behavior and energy forecasting trend. This is challenging since it is not trivial to determine the multiple relationships among different appliances usage from concurrent streams of data. Also, it is difficult to derive accurate relationships between interval-based events where multiple appliance usages persist for some duration. To overcome these challenges, we propose unsupervised data clustering and frequent pattern mining analysis on energy time series, and Bayesian network prediction for energy usage forecasting. We perform extensive experiments using real-world context-rich smart meter datasets. The accuracy results of identifying appliance usage patterns using the proposed model outperformed Support Vector Machine (SVM) and Multi-Layer Perceptron (MLP) at each stage while attaining a combined accuracy of 81.82%, 85.90%, 89.58% for 25%, 50% and 75% of the training data size respectively. Moreover, we achieved energy consumption forecast accuracies of 81.89% for short-term (hourly) and 75.88%, 79.23%, 74.74%, and 72.81% for the long-term; i.e., day, week, month, and season respectively.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».