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Enregistrement W4401889334 · doi:10.3390/su16177249

CRISP-DM-Based Data-Driven Approach for Building Energy Prediction Utilizing Indoor and Environmental Factors

2024· article· en· W4401889334 sur OpenAlexaff
Moaaz Elkabalawy, Abobakr Al-Sakkaf, Eslam Mohammed Abdelkader, Ghasan Alfalah

Notice bibliographique

RevueSustainability · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueBuilding Energy and Comfort Optimization
Établissements canadiensConcordia University
Organismes subventionnairesKing Saud University
Mots-clésOccupancyHVACRandom forestEnergy consumptionPredictive modellingComputer scienceCollinearityMachine learningDecision treeData miningPrincipal component analysisArtificial intelligenceEngineeringStatisticsAir conditioningMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The significant energy consumption associated with the built environment demands comprehensive energy prediction modelling. Leveraging their ability to capture intricate patterns without extensive domain knowledge, supervised data-driven approaches present a marked advantage in adaptability over traditional physical-based building energy models. This study employs various machine learning models to predict energy consumption for an office building in Berkeley, California. To enhance the accuracy of these predictions, different feature selection techniques, including principal component analysis (PCA), decision tree regression (DTR), and Pearson correlation analysis, were adopted to identify key attributes of energy consumption and address collinearity. The analyses yielded nine influential attributes: heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) system operating parameters, indoor and outdoor environmental parameters, and occupancy. To overcome missing occupancy data in the datasets, we investigated the possibility of occupancy-based Wi-Fi prediction using different machine learning algorithms. The results of the occupancy prediction modelling indicate that Wi-Fi can be used with acceptable accuracy in predicting occupancy count, which can be leveraged to analyze occupant comfort and enhance the accuracy of building energy models. Six machine learning models were tested for energy prediction using two different datasets: one before and one after occupancy prediction. Using a 10-fold cross-validation with an 8:2 training-to-testing ratio, the Random Forest algorithm emerged superior, exhibiting the highest R2 value of 0.92 and the lowest RMSE of 3.78 when occupancy data were included. Additionally, an error propagation analysis was conducted to assess the impact of the occupancy-based Wi-Fi prediction model’s error on the energy prediction model. The results indicated that Wi-Fi-based occupancy prediction can improve the data inputs for building energy models, leading to more accurate energy consumption predictions. The findings underscore the potential of integrating the developed energy prediction models with fault detection systems, model predictive controllers, and energy load shape analysis, ultimately enhancing energy management practices.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,233
Écart entre enseignants0,218 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations12
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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