RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 10. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления // Архив

Вестн. С.-Петербург. ун-та. Сер. 10. Прикл. матем. Информ. Проц. упр., 2024, том 20, выпуск 2, страницы 206–219 (Mi vspui619)

Прикладная математика

Исследование методов прогнозирования временных рядов для предсказания качества воздуха: объяснительный сравнительный анализ

Д. Ци, В. М. Буре

Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9

Аннотация: Анализируется эффективность моделей прогнозирования временных рядов для предсказания качества воздуха. Для этого используются наборы данных от сенсора Purple Air Dual Laser Air Quality Sensor и платформы Kaggle Online. Полученные данные содержат достоверную информацию, необходимую для охраны окружающей среды. В ходе исследования основное внимание уделяется определению подходящих моделей прогнозирования для анализа окружающей среды, включая популярные структуры алгоритмов, такие как нейронные сети и ансамблевые модели. Также применяется метод объяснительного искусственного интеллекта, который обеспечивает объяснения для моделей с высокой производительностью и повышает их доверие и прозрачность. Производительность моделей оценивалась с помощью метрик, средней абсолютной ошибки, квадратного корня из средней квадратичной ошибки и $R$-квадратa. Результаты показывают, что нейронные сети и ансамблевые модели эффективны для прогнозирования временных рядов качества воздуха. Это исследование вносит вклад в развитие моделей прогнозирования временных рядов и предоставляет полезные рекомендации для будущих исследований в области прогнозирования качества воздуха.

Ключевые слова: качество воздуха, прогнозирование временных рядов, нейронные сети, ансамблевые модели, объяснительный искусственный интеллект.

УДК: 519.233.5

MSC: 62P12

Поступила: 9 января 2024 г.
Принята к печати: 12 марта 2024 г.

DOI: 10.21638/spbu10.2024.206



© МИАН, 2024