Ανίχνευση ανωμαλιών και πρόβλεψη ενεργειακής κατανάλωσης
Loading...
Date
2026-06-22
Authors
Καρνιάκ, Σπυρίδουλα Ήρα
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει το πρόβλημα της πρόβλεψης της ενεργειακής κατανάλωσης κτιρίων και της ανίχνευσης ανωμαλιών, αξιοποιώντας σύγχρονες τεχνικές μηχανικής μάθησης. Στόχος της μελέτης δεν είναι μόνο η ακριβής εκτίμηση της ετήσιας κατανάλωσης ενέργειας, αλλά και η ανάδειξη ασυνήθιστων προτύπων που ενδέχεται να υποδηλώνουν αναποτελεσματική λειτουργία ή μη κανονική συμπεριφορά των κτιρίων.
Για τον σκοπό αυτό αναπτύσσεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο προγνωστικής μοντελοποίησης, βασισμένο σε επιβλεπόμενες μεθόδους μάθησης, με έμφαση σε ensemble μοντέλα που είναι κατάλληλα για δεδομένα πινάκων. Η εκπαίδευση και αξιολόγηση των μοντέλων πραγματοποιείται μέσω διασταυρούμενης επικύρωσης (cross-validation), ενώ εφαρμόζονται κατάλληλες τεχνικές προεπεξεργασίας και μηχανικής χαρακτηριστικών με στόχο τη βελτίωση της προγνωστικής απόδοσης.
Παράλληλα, υλοποιούνται και συγκρίνονται πολλαπλές προσεγγίσεις ανίχνευσης ανωμαλιών. Οι μέθοδοι αυτές περιλαμβάνουν τόσο τεχνικές που βασίζονται στα σφάλματα πρόβλεψης (residual-based), όσο και μη επιβλεπόμενους αλγορίθμους, όπως ο Isolation Forest, ο Local Outlier Factor και το One-Class Support Vector Machine. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη συνέπεια των αποτελεσμάτων μεταξύ των διαφορετικών μεθόδων, καθώς και στην ταυτοποίηση παρατηρήσεων που αναγνωρίζονται ως ανώμαλες από περισσότερες της μίας προσεγγίσεις.
Επιπλέον, διερευνάται ο συνδυασμός της πρόβλεψης με την ανίχνευση ανωμαλιών, με στόχο την ανάδειξη πιο αξιόπιστων και ερμηνεύσιμων αποτελεσμάτων. Στο πλαίσιο αυτό, αξιοποιούνται τεχνικές επεξηγησιμότητας (Explainable AI), προκειμένου να προσφερθούν τόσο συνολικές όσο και τοπικές ερμηνείες σχετικά με τους παράγοντες που επηρεάζουν την ενεργειακή κατανάλωση.
Τα αποτελέσματα της ανάλυσης καταδεικνύουν ότι ο συνδυασμός προγνωστικών μοντέλων και μεθόδων ανίχνευσης ανωμαλιών οδηγεί σε μια πιο ολοκληρωμένη και ουσιαστική κατανόηση της ενεργειακής συμπεριφοράς των κτιρίων, συμβάλλοντας στην καλύτερη αξιολόγηση και διαχείριση της ενεργειακής τους απόδοσης.
Description
Keywords
Μηχανική μάθηση, Ενεργειακή κατανάλωση κτιρίων, Πρόβλεψη ενέργειας, Ανίχνευση ανωμαλιών, Ensemble μοντέλα, Επεξηγήσιμη τεχνητή νοημοσύνη