An Enhancement Method Based on Long Short-Term Memory Neural Network for Short-Term Natural Gas Consumption Forecasting
Notice bibliographique
Résumé
Artificial intelligence models have been widely applied for natural gas consumption forecasting over the past decades, especially for short-term consumption forecasting. This paper proposes a three-layer neural network forecasting model that can extract key information from input factors and improve the weight optimization mechanism of long short-term memory (LSTM) neural network to effectively forecast short-term consumption. In the proposed model, a convolutional neural network (CNN) layer is adopted to extract the features among various factors affecting natural gas consumption and improve computing efficiency. The LSTM layer is able to learn and save the long-distance state through the gating mechanism and overcomes the defects of gradient disappearance and explosion in the recurrent neural network. To solve the problem of encoding input sequences as fixed-length vectors, the layer of attention (ATT) is used to optimize the assignment of weights and highlight the key sequences. Apart from the comparisons with other popular forecasting models, the performance and robustness of the proposed model are validated on datasets with different fluctuations and complexities. Compared with traditional two-layer models (CNN-LSTM and LSTM-ATT), the mean absolute range normalized errors (MARNE) of the proposed model in Athens and Spata are improved by more than 16% and 11%, respectively. In comparison with single LSTM, back propagation neural network, support vector regression, and multiple linear regression methods, the improvement in MARNE exceeds 42% in Athens. The coefficient of determination is improved by more than 25%, even in the high-complexity dataset, Spata.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».