Recently, accurate prediction of power consumption based on machine learning techniques in Internet of Energy (IoE) has been actively studied using the large amount of electricity data acquired from advanced metering infrastructure (AMI). In this paper, we propose a deep learning model based on Gated Recurrent Unit (GRU) as an artificial intelligence (AI) network that can effectively perform pattern recognition of time series data such as the power consumption, and analyze performance of the prediction based on real household power usage data. In the performance analysis, performance comparison between the proposed GRU-based learning model and the conventional learning model of Long Short Term Memory (LSTM) is described. In the simulation results, mean squared error (MSE), mean absolute error (MAE), forecast skill score, normalized root mean square error (RMSE), and normalized mean bias error (NMBE) are used as performance evaluation indexes, and we confirm that the performance of the prediction of the proposed GRU-based learning model is greatly improved.
Lee, Yoon Seon;Lee, Ju Hong;Choi, Bum Ghi;Song, Jae Won
Smart Media Journal
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v.10
no.2
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pp.16-21
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2021
Financial time series analysis plays a very important role economically and socially in modern society and is an important task affecting global development, but due to difficulties such as a lot of noise and uncertainty, financial time series analysis prediction is a difficult research topic. In this paper, we propose a market prediction method (MPIL) by converting unstructured data and structured data into images. For market prediction, it analyzes SNS and news data, which is unstructured data for n days, and converts the market data, which is structured data, to an image with the GADF algorithm, and predicts an ultra-short market that predicts the price of n+1 days through image learning. MPIL has an average accuracy of 56%, which is higher than the 50% average accuracy of the model that predicts the market with LSTM by using sentiment analysis used for existing market forecasting.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2017.05a
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pp.83-83
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2017
수자원공학에서 일강수량 모의기법은 다양한 목적으로 활용되고 있지만, 일반적으로 홍수와 가뭄의 영향을 고려할 수 있는 수공구조물의 위험도 및 신뢰성 평가 및 수자원 계획을 수립하기 위한 입력 자료생성을 목적으로 활용된다. 유역 단위의 분석시 단일 지점에 대한 강수 모의 기법을 적용할 경우 각각의 지점에서 관측된 강수 자료의 시계열 및 통계치 특성이 효과적으로 재현되지만 공간적으로 발생하는 즉, 지점 간의 종속관계를 재현하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 이유로 공간적인 전이 특성이 있는 가뭄 분석 및 유역내 유출량의 공간적 변동 특성 분석에 단일지점별 모의 결과를 이용할 경우 관측 자료와 상반된 공간적 변동성으로 인하여 잘못된 가뭄 및 유출 분석 결과가 도출되는 문제점이 있다. 따라서, 실제적으로 발생하는 강수 특성을 반영한 유역 단위의 홍수 및 가뭄 등의 수문 분석을 위해서는 지점간의 종속성을 반영할 수 있는 다지점 강수 모의 모형의 적용이 필수적이다. 본 연구에서는 다지점 모의에 있어서, Wilks 모형의 지점별 시변동 특성과 공간상관성 재현 능력, HMM 모형이 갖는 강수 사상별로 분포된 양적 분포 패턴 재현 능력을 복합적으로 나타낼 수 있는 새로운 다지점 일강수량 모의 모형인 기계학습 기반 범주화 기법을 이용한 다지점 일강수량 모의 모형(ML-MRS)을 개발하였다. 또한, 지점별 강수량에 적용되는 확률분포모형은 Gamma 분포로 구성된 혼합모형을 적용하여 단일 확률 분포 모형의 자료 적합 문제를 개선하였다. 모의를 통한 일강수량 시계열 자료는 일 강수자료의 통계량을 효과적으로 모의하였으며, 다지점 모형의 모의 결과를 적용한 가뭄 모의 결과 관측 자료에서 나타나는 공간적 패턴이 재현되었다. 본 모형은 시 공간적 사상을 효과적으로 재현함으로서 지역의 변동특성을 반영한 가뭄, 홍수, 기상 현상 분석 등 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.24
no.4
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pp.494-500
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2020
This paper proposes a new distance estimation technique for indoor localization in ultra wideband (UWB) systems. The proposed technique is based on recurrent neural network (RNN), one of the deep learning methods. The RNN is known to be useful to deal with time series data, and since UWB signals can be seen as a time series data, RNN is employed in this paper. Specifically, the transmitted UWB signal passes through IEEE802.15.4a indoor channel model, and from the received signal, the RNN regressor is trained to estimate the distance from the transmitter to the receiver. To verify the performance of the trained RNN regressor, new received UWB signals are used and the conventional threshold based technique is also compared. For the performance measure, root mean square error (RMSE) is assessed. According to the computer simulation results, the proposed distance estimator is always much better than the conventional technique in all signal-to-noise ratios and distances between the transmitter and the receiver.
Kim, Imgyu;Kim, Hyuncheol;Kim, Seung Yun;Shin, Sangyong
Journal of the Korea Convergence Society
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v.12
no.2
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pp.21-28
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2021
In this study, we propose a deep learning-based NILM technique using actual measured power data for 5 kinds of home appliances and verify its effectiveness. For about 3 weeks, the active power of the central power measuring device and five kinds of home appliances (refrigerator, induction, TV, washing machine, air cleaner) was individually measured. The preprocessing method of the measured data was introduced, and characteristics of each household appliance were analyzed through spectogram analysis. The characteristics of each household appliance are organized into a learning data set. All the power data measured by the central power measuring device and 5 kinds of home appliances were time-series mapping, and training was performed using a LSTM neural network, which is excellent for time series data prediction. An algorithm that can disaggregate five types of energies using only the power data of the main central power measuring device is proposed.
Lee, Geun Se;Jeong, Dong Hyeon;Moon, Yong Ho;Park, Won Kyung;Chae, Jang Won
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.33
no.6
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pp.367-373
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2021
In this study, deep learning model was set up to predict the wave heights inside a harbour. Various machine learning techniques were applied to the model in consideration of the transformation characteristics of offshore waves while propagating into the harbour. Pohang New Port was selected for model application, which had a serious problem of unloading due to swell and has lots of available wave data. Wave height, wave period, and wave direction at offshore sites and wave heights inside the harbour were used for the model input and output, respectively, and then the model was trained using deep learning method. By considering the correlation between the time series wave data of offshore and inside the harbour, the data set was separated into prevailing wave directions as a pre-processing method. As a result, It was confirmed that accuracy and stability of the model prediction are considerably increased.
The purpose of this study is to construct a predictable estimation model that reflects the relationship between the variables of mobile app performance and to verify how app reviews affect app performance. In study 1 and 2, the relationship between app performance indicators was derived using correlation analysis and random forest regression estimation of machine learning, and app performance estimation modeling was performed. In study 3, sentiment scores for app reviews were by using sentiment analysis of text mining, and it was found that app review sentiment scores have an effect one lag ahead of the number of daily installations of apps when using multivariate time series analysis. By analyzing the dissatisfaction and needs raised by app performance indicators and reviews of apps, companies can improve their apps in a timely manner and derive the timing and direction of marketing promotions.
Kim, Dowon;Kim, Minkyu;Kim, Yoon;Han, Seon-Sook;Heo, Jungwon;Choi, Hyun-Soo
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.27
no.12
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pp.69-76
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2022
This paper proposes a method of refining and processing time-series data using Medical Information Mart for Intensive Care (MIMIC-IV) v2.0 data. In addition, the significance of the processing method was validated through a machine learning-based pressure ulcer early warning system using a dataset processed based on the proposed method. The implemented system alerts medical staff in advance 12 and 24 hours before a lesion occurs. In conjunction with the Electronic Medical Record (EMR) system, it informs the medical staff of the risk of a patient's pressure ulcer development in real-time to support a clinical decision, and further, it enables the efficient allocation of medical resources. Among several machine learning models, the GRU model showed the best performance with AUROC of 0.831 for 12 hours and 0.822 for 24 hours.
Stock price prediction research in the financial sector aims to ensure trading stability and achieve profit realization. Conventional statistical prediction techniques are not reliable for actual trading decisions due to low prediction accuracy compared to randomly predicted results. Artificial intelligence models improve accuracy by learning data characteristics and fluctuation patterns to make predictions. However, predicting stock prices using long-term time series data remains a challenging problem. This paper proposes a stable and reliable stock price prediction method using K-means clustering-based data augmentation and normalization techniques and LSTM models specialized in time series learning. This enables obtaining more accurate and reliable prediction results and pursuing high profits, as well as contributing to market stability.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2020.06a
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pp.63-63
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2020
최근 머신러닝 기술의 발전에 따라 비선형 시계열자료에 대한 예측이 가능해졌으며, 기존의 과정기반모형을 대체하여 지하수, 하천수 예측 등 다양한 수문분야에 활용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 연구들과 달리 과정기반모형을 이용한 하천수 모의결과를 개선하기 위해 과정기반모형과 결합하는 방식으로 머신러닝 기술을 활용하였다. 머신러닝 기술을 통해 관측값과 모의값 간의 차이를 예측하고 과정기반모형의 모의결과에 반영함으로써 관측값을 정확히 재현할 수 있도록 하는 시스템을 구축하고 평가하였다. 과정기반모형으로는 Weather Research and Forecasting model-Hydrological modeling system (WRF-Hydro)을 소양강 유역을 대상으로 구축하였다. 머신러닝 모형으로는 순환 신경망 중 하나인 Long Short-Term Memory (LSTM) 신경망을 이용하여 장기시계열예측이 가능하게 하였다(WRF-Hydro-LSTM). 머신러닝 모형은 2013년부터 2017년까지의 기상자료 및 유입량 잔차를 이용하여 학습시키고, 2018년 기상자료를 이용하여 예상되는 유입량 잔차를 모의하였다. 모의된 잔차를 WRF-Hydro 모의결과에 반영시켜 최종 유입량 모의값을 보정하였다. 또한, 연구에서 제안된 새로운 방법론의 성능을 비교평가하기 위해 머신러닝 단독 모형으로 유입량을 학습 후 모의하였다(LSTM-only). 상관계수와 Nash-Sutcliffe 효율계수(NSE)를 사용해 평가한 결과, LSTM을 이용한 두 방법(WRF-Hydro-LSTM과 LSTM-only) 모두 기존의 과정기반모형(WRF-Hydro-only)에 비해 높은 정확도의 하천수 모의가 가능했으며, PBIAS 지수를 사용하여 평가한 결과, LSTM을 단독으로 사용하였을 때보다 WRF-Hydro와 결합했을 때 더 관측값과 가까운 모의가 가능함을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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