清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

A hybrid deep learning framework for urban air quality forecasting

计算机科学 人工智能 过度拟合 超参数 深度学习 机器学习 计算 特征工程 粒子群优化 预处理器 空气质量指数 人工神经网络 算法 物理 气象学
作者
Apeksha Aggarwal,Durga Toshniwal
出处
期刊:Journal of Cleaner Production [Elsevier]
卷期号:329: 129660-129660 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.jclepro.2021.129660
摘要

Deep learning models address air quality forecasting problems far more effectively and efficiently than the traditional machine learning models. Specifically, Long Short-Term Memory networks (LSTMs) constitute a significant breakthrough in understanding the complex sequential behavioral dependencies of the time series. Further, LSTM models justify well with the speed–accuracy tradeoff, among other deep learning models. However, there are several limitations of such deep learning models. Firstly, the addition of multiple hidden layers, on the one hand, improves the performance but, on the other hand, requires extensive hardware and computation capabilities. Secondly, most of the previous works that utilized LSTMs for air quality forecasting do not consider the issue of optimal hyperparameter calibration. While deciding the gradient, network learning parameters should be so fixed such that the model does not underfit or overfit. To address these issues, a stochastic optimization algorithm, mimicking the pattern of flocking birds, is utilized to find the most fitting solution in the parameter search space. Particle swarm optimization setup primarily models varying particles representing parameters to reach an optimum state. Furthermore, the Spatio-temporal instabilities of LSTM models are addressed in this work using preprocessing, segmentation and feature engineering to understand seasonal and trend characteristics along with the Spatio-temporal correlation of the time series. The proposed model is employed on the air quality dataset of 15 locations in India. A variety of experiments are performed to prove the superiority of the proposed method. Firstly, a comparison with traditional sequential models and deep learning models is done. Secondly, results are further evaluated over several existing benchmark dataset samples. Results suggest that the proposed method outperforms existing forecasting models when evaluated over a variety of performance metrics.

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
面汤完成签到 ,获得积分10
14秒前
芬芬完成签到 ,获得积分10
22秒前
自然代亦完成签到 ,获得积分10
24秒前
bigtree完成签到 ,获得积分10
26秒前
NattyPoe发布了新的文献求助10
37秒前
Ccsp完成签到,获得积分10
43秒前
天天快乐应助Ccsp采纳,获得10
48秒前
猪猪完成签到 ,获得积分10
50秒前
蓝胖子完成签到 ,获得积分10
56秒前
谦让完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王婷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Gaolongzhen完成签到 ,获得积分10
1分钟前
木木完成签到,获得积分10
1分钟前
ning_yang应助哥哥采纳,获得10
1分钟前
哥哥完成签到,获得积分10
1分钟前
Young完成签到 ,获得积分10
1分钟前
maun222完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
DR_MING发布了新的文献求助10
1分钟前
脑洞疼应助DR_MING采纳,获得10
1分钟前
BowieHuang完成签到,获得积分0
1分钟前
喜喜完成签到,获得积分10
1分钟前
runtang完成签到,获得积分10
1分钟前
王jyk完成签到,获得积分10
1分钟前
qq完成签到,获得积分10
1分钟前
清水完成签到,获得积分10
1分钟前
呵呵哒完成签到,获得积分10
1分钟前
啪嗒大白球完成签到,获得积分10
1分钟前
yzz完成签到,获得积分10
1分钟前
prrrratt完成签到,获得积分10
1分钟前
guoyufan完成签到,获得积分10
1分钟前
朝夕之晖完成签到,获得积分10
1分钟前
cityhunter7777完成签到,获得积分10
1分钟前
CGBIO完成签到,获得积分10
1分钟前
BMG完成签到,获得积分10
1分钟前
真的OK完成签到,获得积分0
1分钟前
美满惜寒完成签到,获得积分10
1分钟前
wbx完成签到,获得积分10
1分钟前
李煜琛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Syan完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6042933
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7800294
关于积分的说明 16237713
捐赠科研通 5188495
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776575
邀请新用户注册赠送积分活动 1759599
关于科研通互助平台的介绍 1643160