Σχεδιασμός Πληροφοριακού Συστήματος Εκπαίδευσης Μοντέλων Μηχανικής Μάθησης για Ενεργειακές Εφαρμογές

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύουμε στην ανάπτυξη ενός πληροφοριακού συστήματος για την εκπαίδευση μοντέλων μηχανικής μάθησης πάνω σε ενεργειακά δεδομένα. Η εξάπλωση της χρήσης των φωτοβολταϊκών για την παραγωγή ενέργειας αλλά και η προσπάθεια για μείωση κατανάλωσης ενέργειας απαιτούν σύγχρονα συστήματα πρόβλεψης και επεξεργασίας των αντίστοιχων δεδομένων. Αυτό ενισχύεται και από την πολύ μεγάλη συγκέντρωση διαθέσιμης πληροφορίας μέσα από τη χρήση αισθητήρων και έξυπνων συσκευών. Στο σύστημα που υλοποιούμε θέλουμε να παρέχουμε τη δυνατότητα πρόβλεψης για την παραγωγή ενέργειας φωτοβολταϊκών, πρόβλεψης εξοικονόμησης ενέργειας σε κτήρια και βιομηχανίες ύστερα από εργασίες ανακαίνισης, καθώς και ταξινόμησης διαφόρων ενεργειακών έργων ανακαίνισης σε αντίστοιχες κλάσεις. Για τον σκοπό αυτό αναπτύχθηκε η κατάλληλη μεθοδολογία που υποδεικνύει τα βήματα τα οποία πρέπει να ακολουθηθούν για τη διαδικασία της πρόβλεψης. Στη διαδικασία αυτή συμπεριλαμβάνονται ο καθορισμός των δεδομένων και η προεπεξεργασία τους, ο σχεδιασμός κατάλληλων μοντέλων νευρωνικών δικτύων και αλγορίθμων μηχανικής μάθησης, η επιλογή των υπερπαραμέτρων των μοντέλων, η εκπαίδευσή τους, η αξιολόγηση των μοντέλων και η οπτική αναπαράσταση των προβλέψεών τους. Ο χρήστης μπορεί να επεμβαίνει σημαντικά σε κάθε βήμα της διαδικασίας, λαμβάνοντας αποφάσεις για τα δεδομένα που θα εξαχθούν, τον τρόπο που θα επεξεργαστούν, τα μοντέλα που θα εκπαιδευτούν καθώς και για τις τιμές που θα λάβουν οι υπερπαραμέτροι των επιλεγμένων μοντέλων. Η μεθοδολογία αυτή ενσωματώνεται στο πληροφοριακό σύστημα που σχεδιάζουμε, προσφέροντας έτσι μια φιλική διεπαφή στο χρήστη για την ευκολότερη μελέτη αυτών των προβλημάτων. Με αυτόν τον τρόπο καθίσταται εύκολη η διαδικασία πρόβλεψης και η αξιολόγηση των μοντέλων.