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Enregistrement W4415305060 · doi:10.1016/j.scsadv.2025.100003

Explainable Hybrid Deep Learning Model with Attention Mechanism for Short-Term Load Forecasting

2025· article· en· W4415305060 sur OpenAlexafffund
Mohamed Amine Lahyani, Manar Amayri

Notice bibliographique

RevueSustainable Cities and Society Advances · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueEnergy Load and Power Forecasting
Établissements canadiensConcordia University
Organismes subventionnairesMitacs
Mots-clésInterpretabilityDeep learningEnergy consumptionArtificial neural networkConvolutional neural networkMechanism (biology)NoveltySmart gridEnergy (signal processing)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,715
Score d'incertitude au seuil0,853

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,007
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,201 · 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 tête enseignante, 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

Citations4
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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