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Enregistrement W7112880936

Data-driven methodologies and advanced machine learning models for predicting, evaluating, and recommending energy load measures and analysis in district area: Application of artificial intelligence

2025· other· en· W7112880936 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueEspace École de technologie supérieure (École de technologie supérieure) · 2025
Typeother
Langueen
Domaine
Thématique
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBlack boxWhite boxArtificial neural networkEnergy (signal processing)Predictive modellingCluster analysisEnergy consumptionBig dataDeep learning
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Several methods for district energy modeling have been proposed as potential solutions to the challenges posed by building and district energy modeling. One promising approach involves using white box models, which rely on detailed physical equations and parameters to simulate energy flows and system dynamics accurately. These models provide high accuracy and insight into the physical processes within buildings and districts. However, white box models can be computationally intensive and often require extensive data inputs. Other approaches, such as black box, are also explored to balance accuracy with computational efficiency, especially when data availability or system complexity limits the practicality of white box models. Another method involves using black box models, including machine learning algorithms and artificial neural networks. Black box models focus on pattern recognition and statistical relationships within data rather than physical principles. They are particularly useful when extensive historical data is available, enabling them to effectively model complex, nonlinear relationships without detailed system knowledge. However, these models often lack interpretability, challenging the understanding of underlying processes and causal relationships. Despite this, black box models can offer high predictive accuracy and are computationally less intensive, making them suitable for large-scale district energy modeling where quick approximations are necessary. This study uses machine learning and deep neural network applications to predict and evaluate energy load metrics and conduct detailed district-level analyses. Specifically, it aims to develop models to forecast energy demand, assess load distribution, and identify consumption patterns across various zones. The study includes the application of regression, classification, and clustering methods alongside deep neural networks to effectively capture both linear and nonlinear energy consumption trends. By employing these techniques, the study seeks to generate accurate energy load predictions and uncover insights into the factors driving energy demand in complex urban environments. The research is applied to case studies involving the University of British Columbia (UBC) campus in Vancouver and the city of Stockholm in Sweden. These areas present unique energy use characteristics due to differing climates, infrastructure, and population densities, making them ideal for comparative analysis. The study’s objectives include enhancing the efficiency of energy distribution systems, identifying peak demand periods, and supporting sustainable energy planning for large district areas. Additionally, the insights gathered can inform district wide energy management practices and facilitate the integration of renewable energy sources, contributing to the development of smarter, more resilient urban energy systems. This thesis develops and evaluates data-driven methodologies and advanced machine learning (ML) models for predicting, analyzing, and recommending energy load measures in urban district energy systems. It compares white box, black box, and hybrid modeling tools, with emphasis on their applicability in energy consulting practices. The research focuses on two major case studies: the University of British Columbia (UBC) campus and the city of Stockholm. For UBC, various ML and deep learning models, including decision trees, support vector regression, and artificial neural networks, were applied to forecast electrical, hot water, and gas consumption. These models achieved high predictive accuracy (e.g., R² up to 0.94, low MAE), and their performance was validated using a structured train-test-validate split. For Stockholm, spatial clustering methods (K-means, agglomerative clustering) were used to map heat demand and allocate residual heat sources. The levelized cost of heat (LCOH) was calculated per cluster to support infrastructure planning. The results demonstrate the effectiveness of data-driven modeling for both temporal forecasting and spatial energy optimization. The proposed methodologies are generalizable and can inform scalable, lowcarbon district energy strategies.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
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 enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,003
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,096
Tête enseignante GPT0,362
Écart entre enseignants0,266 · 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

Citations0
Publié2025
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