표제지
목차
국문요약 10
1. 서론 12
1.1. 연구배경 12
1.2. 연구 내용 13
1.3. 논문 구성 14
2. 관련 연구 15
2.1. 시계열 데이터의 머신러닝 모델 15
2.1.1. RNN(Recurrent Neural Network) 17
2.1.2. LSTM(Long Short-Term Memory) 18
2.1.3. GRU(Gated Recurrent Units) 20
2.2. 특징 중요도(Feature Importance) 21
2.2.1. 랜덤 포레스트(Random Forest) 22
2.2.2. XGBoost 23
3. 다중 모델 기반 조건부 기계학습 기법 24
3.1. 다차원 특징 선택 및 조건 분류 25
3.2. 다중 모델 선정 및 최적화 27
3.3. 다중 모델 학습 및 결과 병합 29
4. 다중 모델 기반 조건부 머신러닝 기법 적용사례 33
4.1. 전력사용량 예측 입력 데이터 특징 선택 및 조건 분류 35
4.2. 다중 모델 선정 및 최적화 44
4.3. 다중 모델 학습 및 결과 병합 51
4.4. 단일 모델 예측 결과 및 다중 모델 예측 결과 비교 분석 58
4.5. 가상 데이터를 이용한 경계값 예측 정확도 검증 61
4.6. 가상 데이터를 이용한 다차원 조건부 머신러닝 69
5. 결론 74
참고문헌 76
Abstract 82
〈표 1〉 구간별 RNN 계열 모델 전력사용량 예측 정확도 47
〈표 2〉 선정 모델 하이퍼파라미터 튜닝 결과 50
〈표 3〉 가상 데이터 셋의 학습 모델 하이퍼파라미터 튜닝 결과 63
〈표 4〉 다차원 조건 분류된 가상 데이터 셋의 학습 모델 71
〈그림 1〉 RNN 모델 구조 17
〈그림 2〉 LSTM 모델 구조 19
〈그림 3〉 GRU 모델 구조 20
〈그림 4〉 다중 모델 기반 조건부 학습을 위한 데이터 분류 26
〈그림 5〉 다중 모델 기반 조건부 학습 모델 구조 31
〈그림 6〉 다중 모델 기반 조건부 학습 결과 데이터 병합과정 32
〈그림 7〉 랜덤 포레스트를 이용한 전력사용량 예측 특징 중요도 37
〈그림 8〉 "평균 기온"을 이용한 전력사용량 예측 결과 37
〈그림 9〉 "평균 상대습도"를 이용한 전력사용량 예측 결과 38
〈그림 10〉 "합계 일사"를 이용한 전력사용량 예측 결과 38
〈그림 11〉 "최대 순간 풍속"을 이용한 전력사용량 예측 결과 39
〈그림 12〉 "일 강수량"을 이용한 전력사용량 예측 결과 39
〈그림 13〉 "일 최심적설"을 이용한 전력사용량 예측 결과 40
〈그림 14〉 "평균 기온", "최저기온", "최고기온"의 전력사용량 예측 결과 41
〈그림 15〉 1년간의 "평균 기온"과 전력사용량 42
〈그림 16〉 "평균 기온"을 기준으로 정의한 분류 기준 43
〈그림 17〉 GRU 모델 learning rate 0.1일 때의 learning curve 47
〈그림 18〉 GRU 모델 learning rate 0.0001일 때의 learning curve 48
〈그림 19〉 GRU 모델 learning rate 0.0005일 때의 learning curve 48
〈그림 20〉 다중 모델 기반 전력사용량 예측 모델 블럭도 52
〈그림 21〉 학습 시 경계값 중복 전달 도식화 54
〈그림 22〉 다중 모델 기반 전력사용량 예측 결과 59
〈그림 23〉 LSTM 모델 전력사용량 예측 결과 60
〈그림 24〉 GRU 모델 전력사용량 예측 결과 60
〈그림 25〉 검증용 가상 데이터 63
〈그림 26〉 데이터 셋 0의 학습 후 검증 데이터 예측 결과 64
〈그림 27〉 데이터 셋 1의 학습 후 검증 데이터 예측 결과 64
〈그림 28〉 데이터 셋 2의 학습 후 검증 데이터 예측 결과 65
〈그림 29〉 데이터 셋 3의 학습 후 검증 데이터 예측 결과 65
〈그림 30〉 데이터 셋 4의 학습 후 검증 데이터 예측 결과 66
〈그림 31〉 -5℃ 근처의 가상 데이터 예측 결과 67
〈그림 32〉 3℃ 근처의 가상 데이터 예측 결과 67
〈그림 33〉 15℃ 근처의 가상 데이터 예측 결과 68
〈그림 34〉 23℃ 근처의 가상 데이터 예측 결과 68
〈그림 35〉 가상 데이터 특징 중요도 70
〈그림 36〉 가상 데이터 전력사용량 단일 모델 예측 결과 72
〈그림 37〉 조건부 가상 데이터 전력사용량 예측 결과 73
〈그림 38〉 다차원 조건부 가상 데이터 전력사용량 예측 결과 73