Explainable Hybrid Deep Learning Model with Attention Mechanism for Short-Term Load Forecasting
Notice bibliographique
Résumé
Effective energy forecasting is essential for optimizing electricity management, enhancing efficiency, and reducing operational costs. Traditional forecasting models often struggle to capture complex consumption patterns, limiting their reliability in real-world applications. This study introduces a hybrid deep learning model that integrates Hybrid Dilated Convolutional Neural Networks (HyDCNN) and Long Short-Term Networks (LSTNet), enhanced with a multi-head attention mechanism inspired by the Temporal Pattern Attention LSTM (TPA-LSTM). The model is designed to improve both the accuracy and interpretability of short-term load forecasting. The model was evaluated on two real-world datasets from Grenoble and New South Wales. Experimental results show that it outperforms existing deep learning methods by up to 10%, demonstrating improved forecasting accuracy over state-of-the-art models. Additionally, compared to traditional statistical models, the hybrid approach achieves improvements of up to 79.80%, highlighting its superior capability to model complex energy consumption patterns. To enhance transparency, Integrated Gradients was applied, allowing for a deeper understanding of how specific time steps and input features influence predictions. This research contributes to more reliable and explainable energy forecasting by integrating Hybrid Dilated Convolutional Neural Networks (HyDCNN) and Long Short-Term Networks (LSTNet), which together improve both forecasting accuracy and interpretability. This hybrid approach allows for better handling of short-term fluctuations and long-term dependencies, making it particularly suitable for smarter energy management strategies in applications such as smart buildings and real-time grid optimization. The novelty lies in combining high-accuracy deep learning techniques with interpretability tools, ensuring energy predictions are not only precise but also transparent for real-world decision-making. Furthermore, insights gained from this study can aid in the development of scalable forecasting models applicable to diverse energy management scenarios, including grid stability, demand-side response, and operational optimization in electricity markets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».