Dynamic adaptive spatio-temporal graph neural network for multi-node offshore wind speed forecasting

计算机科学 图形 风速 动态数据 空间相关性 理论计算机科学 电信 物理 气象学 程序设计语言
作者
Ziheng Gao,Zhuolin Li,Lingyu Xu,Jie Yu
出处
期刊:Applied Soft Computing [Elsevier]
卷期号:141: 110294-110294 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.asoc.2023.110294
摘要

Multi-node offshore wind speed forecasting is a challenging task due to the complex dynamic spatial dependencies and highly nonlinear temporal dynamics present in the ocean. As deep learning advances, graph neural networks (GNNs) have great potential to capture spatial dependencies in ocean meteorology. However, existing GNN models usually use predefined or learned static graphs. They lack the ability to model dynamic spatial associations, which can limit the performance of GNNs. In this paper, we propose a dynamic adaptive spatio-temporal graph neural network (DASTGN) that uses dynamic graph convolution (DGCN) to capture dynamic spatial dependencies in offshore wind speed data. Based on the assumption that not only long-term static associations but also short-term dynamic associations exist in the spatial domain and that the importance of these two associations is different, we propose a dynamic adaptive graph generation module to generate static and dynamic graphs to model these two associations. Meanwhile, a matrix fusion mechanism is proposed to fuse them into the optimal dynamic graph, which is fed into the DGCN module. We employ a temporal convolution module to capture the nonlinear temporal dependencies. Finally, the above modules are integrated into a dedicated spatio-temporal convolution module to predict wind speed. Extensive experiments on real wind speed datasets in Chinese seas showed that the DASTGN improved the performance of the optimal baseline model by 3.05% and 3.69% in terms of the MAE and RMSE, respectively. To demonstrate that the DASTGN can effectively model dynamic spatial associations, the generated graph structure is visualized and analyzed. Finally, we present policy implications aimed at enhancing the security of the power system.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
沙河口大长硬完成签到,获得积分10
刚刚
爱笑的冷风完成签到 ,获得积分10
刚刚
宇文数学发布了新的文献求助10
1秒前
阿吧完成签到,获得积分10
1秒前
苏苏发布了新的文献求助10
1秒前
阿笨猫完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
会飞的鱼完成签到 ,获得积分10
4秒前
Beyond完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
曾经的路人完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
Jasper应助小猫多鱼采纳,获得10
8秒前
上善若水完成签到 ,获得积分10
9秒前
Yan0909发布了新的文献求助10
10秒前
ii发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI5应助诸笑白采纳,获得10
12秒前
Lynnyue发布了新的文献求助10
13秒前
浅度求索应助Anquan采纳,获得30
13秒前
123456xq完成签到 ,获得积分10
14秒前
科研通AI5应助魏伯安采纳,获得10
14秒前
zoloft发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
畸你太美完成签到 ,获得积分10
15秒前
汉堡包应助圣晟胜采纳,获得10
16秒前
灯火完成签到,获得积分10
16秒前
xinxin完成签到,获得积分10
17秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助10
18秒前
啵乐乐发布了新的文献求助10
18秒前
liyanglin发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
ii完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
hunbaekkkkk完成签到 ,获得积分10
21秒前
xiangxiang发布了新的文献求助10
22秒前
CodeCraft应助youjiang采纳,获得10
22秒前
23秒前
开朗的冰露完成签到,获得积分20
25秒前
周周发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3528020
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108260
关于积分的说明 9288139
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540202
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849