Reliable and accurate wind speed prediction has significant impact in many industrial sectors such as economic, business and management among others. This paper presents a new model for wind speed prediction based on Graph Attention Networks (GAT). In particular, the proposed model extends GAT architecture by equipping it with a learnable adjacency matrix as well as incorporating a new attention mechanism with the aim of obtaining attention scores per weather variable. The output of the GAT based model is combined with the LSTM layer in order to exploit both the spatial and temporal characteristics of the multivariate multidimensional historical weather data. Real weather data collected from several cities in Denmark and Netherlands are used to conduct the experiments and evaluate the performance of the proposed model. We show that in comparison to previous architectures used for wind speed prediction, the proposed model is able to better learn the complex input-output relationships of the weather data. Furthermore, thanks to the learned attention weights, the model provides an additional insights on the most important weather variables and cities for the studied prediction task.


翻译:可靠和准确的风速预测对经济、商业和管理等许多工业部门产生了重大影响。本文件介绍了基于图形关注网络的风速预测新模式。特别是,拟议模式扩展了GAT结构,为其配备了可学习的相邻矩阵,并纳入了新的关注机制,以获得对每个天气变量的关注分数。基于GAT模型的输出与LSTM层相结合,以利用多变量多层面历史天气数据的空间和时间特征。丹麦和荷兰几个城市收集的真实天气数据被用于进行实验并评估拟议模型的性能。我们表明,与以往用于风速预测的架构相比,拟议模型能够更好地了解天气数据的复杂投入-产出关系。此外,由于已了解的注意权重,该模型对最重要的天气变量和研究预测任务的城市提供了更多见解。

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