I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20 ,   pp .   1 02~ 10 9   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 1 . pp102 - 109             102       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   E n e r g y   c o n su m p t i o n   p r e d i c t i o n   t h r o u g h   l i n e a r   a n d   n o n - l i n e a r   b a se l i n e   e n e r g y   m o d e l       R i jal u l   F ah m i   M u s tap a 1 ,   N Y   D ah l an 2 ,   I h s an   M o h d   Y as s i n 3 ,   A ti q ah   H am i z ah   M o h d   N o r d i n 4   A z l e e   Zab i d i 5   1 , 4 F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M A R A M a l a y s i a   1 , 2 , 3 , 4 F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   M A R A M a l a y s i a   5 F a c ul t y   of   C o m put e r   S y s t e m   a nd  C o m pu t e r   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   P a h a ng M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e M a y   18 ,   2019   R e v i s e J ul   22 ,   201 9   A c c e pt e A ug   4 ,   201 9       A c c ur a t e   b a s e l i ne   e n e r g y   m o de l s   de m a n i nc r e a s e   s i g ni f i c a n t l y   a s   i t   l o w e r   t he   r i s o f   e ne r gy   s a v i ng s   qua nt i f i c a t i o n.   I t   i s   a c h i e v e by   pe r f o r m i ng   e ne r gy   c o ns um pt i o pr e d i c t i o w i t h   i t s   r e s pe c t i v e   i nde pe nd e n t   v a r i a b l e s   t hr o ug l i n e a r   o r   no n - l i ne a r   m o de l l i ng   t e c hn i qu e .   D e v e l o pi ng   s uc m o de l   t hr o ug l i n e a r   m o de l l i ng   t e c hni q ue   pr o v i de   c e r t a i di s a dv a n t a g e s   due   t o   t he   f a c t   t ha t   t he   be h a v i o r   o f   c e r t a i i nde pe n de n t   v a r i a b l e s   w i t h   r e s p e c t   t o   t he   e ne r g y   c o ns um pt i o i s   no n - l i ne a r   i na t u r e .   F ur t h e r m o r e ,   l i ne a r   m o de l l i ng   t e c hni que   r e qu i r e s   pr i o r   s t ud i e s   upo m o de l l i ng   t o   a c hi e v e   a c c ur a t e   e n e r gy   c o ns um pt i o pr e di c t i o n.   T hu s ,   t o   a ppr e he nd  t hi s   s i t u a t i o n,   t hi s   p a pe r   m a i n   i nt e n t i o i s   t o   pe r f o r m   e ne r gy   c o ns um pt i o pr e di c t i o t hr o ug a   no n - l i ne a r   m o de l l i ng   t e c hni qu e   t o   pr o v i de   a l t e r na t i v e   o pt i o f o r   de v e l o pi ng   a   goo a nd  a c c ur a t e   b a s e l i ne   e ne r g y   m o de l s .   T h i s   s t u dy   pr o p o s e s   e ne r gy   c ons um p t i o pr e d i c t i o ba s e d   o N o n - l i ne a r   A ut o   R e g r e s s i v e   w i t h   E xo g e no us   I nput     A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r ( N A R X - A N N )   a s   a   no n - l i ne a r   m o de l l i ng   te c hni que   t ha t   w i l l   b e   c o m pa r e w i t M u l t i p l e   L i ne a r   R e g r e s s i o M o de l   ( M L R )   a s   l i ne a r   m o de l l i ng   t e c hn i qu e .   A   c a s e   s t u dy   i M a l a y s i a e duc a t i o na l   bui l d i ng s   dur i ng   l e c t ur e   w e e w i l l   b e   us e f o r   t hi s   pur po s e .   T he   r e s ul t s   de m o ns t r a t e   t ha t   N A R X - A N N   s ho w s   a   hi g he r   a c c ur a c y   t hr o ug h   s t a t i s t i c a l   e r r o r   m e a s u r e m e n t .   Ke y w or ds :   B a s e l i n e     B ui l di n gs   E n e rgy     L i n e a   N o n - l i n e a   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   R i j a l ul   F a h m i   M us t a p a   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E n g i n e e ri n g   U n i v e r s i t i   T e kn o l o gi   M A R A ,   C a w a n g a J o h o r,   K a m pus   P a s i r   G u da n g ,     J a l a P u rna m a ,   81 750   M a s a i ,   J o h o d a r ul   T a d z i m ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   r i j a l ul f a h m i @ ui t m . e du. m y       1.   I N TR O D U C TI O N     E n e rgy   pr e di c t i o n   h a v e   b e c o m e   i m po r t a n t   r e c e nt l y   [1 - 3]   due   t o   i n c r e a s e   o n   r e s e a r c h   f o r   e n e r gy   s a v i n gs   qu a n t i f i c a t i o n   p u r po s e s .   E n e r gy   s a v i n gs   qua n t i f i c a t i o n   w e r e   m a de   po s s i b l e   w i t h   t h e   h e l o f   g oo a n d   a c c ur a t e   b a s e l i n e   e n e r gy   m o d e l s .   B a s e l i n e   e n e r gy   m o de l s   i s   a   t o o l   t h a t   de pi c t   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   o f   a   pa r t i c ul a r   s y s t e m   be fo r e   a n a f t e r   c h a nge s   a r e   b e i n m a de   w i t h i n   t h e   s y s t e m .   F r o m   t h e   de v e l o p e b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l ,   i t   c a n   f a c i l i t a t e   b ui l di ng  o w n e r s ,   e n e r gy   m a na ge r s   a s   w e l l   a s   ut i l i t y   c o m pa n i e s   t o   pl a n,   m a na ge ,   a n p r o po s e   s t e ps   fo r   e f f i c i e n t   e n e r gy   m a n a ge m e nt .   It   i s   i n de e a   l i f e   s a v i o r   fo r   a l l   o t h e   r e s pe c t i v e   pe r s o n   t o   o b t a i a   go o b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l   b e c a us e   t h e   e n e r gy   c o n s um p t i o a nd  i nde pe n de n t   v a r i a b l e s   i s   w e l l   pr e s e nt e w i t h   a   m e c ha n i s m   t ha t   i s   s ui t a b l e   fo r   t h e   e ffi c i e n t   e n e rgy   m a n a ge m e nt   pu r po s e s .   B e fo r e   a n y   b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l   a r e   b e i n de v e l o p e d,   s ui t a b l e   c a n di d a t e s   f o r   t h e   i n de pe nde nt   v a r i a b l e s   t ha t   m a y   h a v e   a n   e f fe c t   o n   t h e   e n e rgy   c o n s um pt i o h a v e   t o   b e   i de n t i f i e d.   Ide n t i f i c a t i o n   o f   t h e   i n de pe n de nt   v a ri a b l e s   i s   hi g h l y   de pe n di n o n   t y pe   of   b ui l di n gs   [4 ,   5] ,   m e a s u r e m e n t   o pt i o n   [ 6,   7] ,   l o c a t i o n   [8 - 10]   a n c l i m a t e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ne r g y   c ons um p t i on   pr e di c t i on  t hr ough   l i ne ar   an no n - l i ne a r   bas e l i n e   e ne r g y   ( R i j al ul   F ahm i   Mus t ap a )   103   s urr o u n di ngs   [11] .   S e l e c t e i nde pe n de n t   v a r i a b l e s   t h a t   h a v e   be e n   c h o s e n   a r e   t h e n   w i l l   b e   f e t o   n e xt   i m po rt a nt   p r o c e dur e   i . e .   m o de l l i n a nd  p r e di c t i o n .   M o de l l i ng  a n p r e di c t i o n   c a n   b e   t h e   m o s t   pi v o t a l   pa rt   t a c hi e v e   a   goo b a s e l i n e   e n e rgy   m o d e l .   M o de l l i n i s   a   p r o c e s s   t h a t   i n v o l v e s   c h o o s i n t h e   s ui t a b l e   m o de l   t o   r e p r e s e n t   t h e   r e l a t i o n s hi o f   i n pu t   a nd  o ut put .   I n   t h i s   pa rt i c ul a r   c a s e ,   t h e   o ut put   i s   e n e r gy   c o n s um pt i o n   a n i n put   i s   t h e   i n de pe nde nt   v a r i a b l e s .   P r e di c t i o n   l i e s   w i t h i n   t h e   c a pa b i l i t y   of   t h e   m o de l   t ha t   ha v e   b e e n     s e l e c t e t o   f ur t h e r   a s s e s   t h e   r e s ul t s   o f   f ut ur e   v a l ue   t h a t   up ho l ds   t h e   b e h a v i o r   o f   t h e   i n pu t   a n o ut pu t   o f   t h e   pa r t i c ul a s y s t e m .     F urt h e rm o r e ,   q ua nt i f i c a t i o n   o f   e n e r gy   s a ve a f t e r   c e r t a i e n e r gy   c o n s e r v a t i o n   m e a s u r e s   (E CM ha v e   b e e n   c o n duc t e r e l i e s   h e a v i l y   o n   t h e   p r e di c t e e n e r gy   c o n s um pt i o n.   E n e r gy   s a v e a f t e r   E CM   i m pl e m e nt a t i o i s   t h e   a b s e n c e   of   e n e r gy .   A b s e n c e   of   e n e r gy   i s   t h e   di f f e r e n c e   of   t h e   m e a s u r e e n e rgy   c o n s um p t i o n   a f t e r   t h e   i m p l e m e nt a t i o n   o f   E CM   w i t t h e   e n e rgy   c o n s um pt i o n   i f   t he r e   a r e   n o   E CM   w e r e   i m p l e m e nt e d.   I o r de r   t e xe c ut e   t h i s   c a l c ul a t i o n,   e n e rgy   c o n s um pt i o n   a f t e r   E CM   i m pl e m e nt a t i o n   h a v e   t o   b e   pr e di c t e i n   a s s um p t i o t h a t   du r i n t hi s   pe ri o t h e r e   a r e   n o   E CM   i m pl e m e nt a t i o n.   T h i s   i s   due   t o   t h e   f a c t   t h a t   t h e   i nde pe n de n t   v a r i a b l e s   t ha t   go v e r n   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   s uc h   a s   m e t e o ro l o gi c a l   c o n di t i o n ,   w o r ki ng  da y s   a n d   o c c upa n c y   ha v e   t o   b e   di s c r i m i n a t e w i t h   t h e   i m p a c t   o t h e   E CM   t ha t   w a s   i m pl e m e n t e d.   S uc h   m e a s u r i ng  a n d   qua n t i f i c a t i o n   o f   e n e r gy   s a v i n gs   f ra m e w o r i s   a v a i l a b l e   i n   T h e   I n t e rn a t i o n a l   M e a s u r e m e nt   a nd  V e ri f i c a t i o n   P r o t o c o l   (IP M V P [12] .   K n o w n   fo r   i t s   d e t e r m i n i s t i c   a n s i m pl e   a pp r o a c h ,   l i n e a r   r e gr e s s i o n   m o de l   h a s   b e e n   a do pt e i t h e   IP M V P   s t a nda r d   f o r   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o pr e di c t i o pu r po s e s .   It   i s   e v e n   w o r t h   m e n t i o n i ng  t h a t   l i n e a r e gr e s s i o n   m o de l   i s   a   c h o i c e   pr e f e rr e a m o n gs t   r e s e a r c h e r   i n   t h e   f i e l of   e n e r gy   pr e di c t i o n   a nd  l o a f o r e c a s t i n [7,   11 ,   13,   14]     D e s pi t e   b e i n a c c e pt e a m o n gs t   r e s e a r c h e r s   [ 7,   11,   13 ,   14 ] ,   l i n e a r   r e g r e s s i o n   m o de l   m a y   pr o v i de   i n a c c ura c y   o n   m o de l l i n a n p r e di c t i o n   s i n c e   i n de pe n de n t   v a r i a b l e s   a n e n e r gy   c o n s um pt i o n   m a y   h a v e   n o n - l i n e a r   r e l a t i o n s h i p .   N e v e r t h e l e s s ,   c e r t a i n   go o e ffo r t   t o   i m p r o v e   t h e   a c c ur a c y   of   l i n e a r   r e g r e s s i o n   m o de l   i s   v i s i b l e   by   i n t r o duc i n c l us t e r i ng  o f   i n de pe n de n t   v a r i a b l e [15] ,   r e p r e s e n t i n h y po t h e s i s   fo r   r e g r e s s i o n   m o de l   [16]   b ut   r e s ul t i ng  o c o m pl e m o de l .   D e v e l o pm e n t   o f   t h e s e   m o de l s   m a y   r e qui r e   h uge   num b e o f   da t a s e t s   t o   w o r w i t h   h e n c e   po s e di ff i c ul t i e s   o n   i t s   i m pl e m e nt a t i o n.   A v o i di n s uc h   d i f f i c ul t i e s ,   s i m p l e   m o de l s   i s   r e qui r e d   f o r   m o de l l i n g   a n d   p r e di c t i o n   p u r po s e   t ha t   a r e   a b l e   t o   de a l   w i t h   n o n - l i n e a r i t y   c h a r a c t e r i s t i c s   e xi s t   i t h e   i n de pe n de n t   v a ri a b l e s   t ha t   p r o duc e   a c c ur a c y   a n po s s i b l e   t o   be   t r a i n e w i t h   m e di u m   a m o u n t   o f   da t a .   T h us ,   t h e   i n t e n t i o n   o f   t h i s   p a pe r   i s   t o   p r e s e n t   a   n o n - l i n e a m o de l   t o   de v e l o a   b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l s   a n d   pe r f o r m i ng  e n e r gy   c o n s um pt i o n   p r e d i c t i o n.   N o n - l i n e a A ut o   R e gr e s s i ve   w i t h   E xo ge n o us   I n put   (N A R X w i l l   b e   us e d   a s   t h e   n o n - l i n e a r   m o de l .   T h e   N A R X   m o de l   w i l l   ut i l i z e   m ul t i l a y e r   pe r c e pt r o n   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r (M L P - A N N a s   t h e   m o de l   e s t i m a t o r   a n w i l l   b e   n a m e a s   N A R X - A N N   m o de l .   A   c a s e   s t ud y   w i l l   be   c o n duc t e i n   a n   e duc a t i o na l   b ui l d i n i n   M a l a y s i a n   U n i v e rs i t y .   T h e   de ve l o b a s e l i n e   e n e rgy   m o de l s   a n e n e r gy   c o n s um pt i o p r e di c t i o n   w i l l   b e   c o m pa r e d   w i t h   M u l t i pl e   L i n e a R e gr e s s i o n   (M L R m o de l .         2.   R ES EA R C H   M ET H O D   T h e   m e t h o do l o g y   t ha t   w i l l   b e   de s c r i b e   i n   t h i s   s e c t i o n   i s   t h e   re s e a r c h   de s i g n e t o   a c h i e v e   t h e   de s i r e d   ob j e c t i ve s .   T h i s   r e s e a r c h   s t a r t   w i t s e l e c t i o n   o f   a c a de m i c   b ui l di n gs .   E n e r gy   c o n s um pt i o n   a n i n de pe nde nt   v a r i a b l e s   w i l l   b e   m e a s ur e a n d   c o l l e c t e a nd  w i l l   b e   f e d   t o   t h e   M L R   m o de l   a n N A R X - A N N   m o de l .   B a s e l i n e   e n e r gy   m o de l   w i l l   b e   de v e l o p e d   a nd  e n e r gy   pr e di c t i o w i l l   b e   c o n duc t e d.   A n a l y s i s   o f   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   t w o   m o d e l   w i l l   b e   c o n duc t e t o   a s s e s s   t h e   a c c u r a c y   of   t h e   b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l   de v e l o us i n g   M L R   a n N A R X - A N N   m o de l .   Ce r t a i N A R X - A N N   a l go ri t hm   w a s   r e f e r r e i [17]   a s   t h i s   i s   w o r i s   a   c o n t i n u a t i o n   f r o m   t h e   s t ud i e s .   T h e   r e s e a r c h   e n w i t h   a   c o n c l us i o n   d r a w n   t o   s um m a r i z e   t h e   b e s t   a n d     a c c ur a t e   m o de l .     2. 1 .       A c ad e m i c   B u i d i n gs   T h e   b ui l di n gs   t h a t   h a v e   b e e n   c h o s e n   t o   b e   t h e   c a s e   s t ud y   i n   t hi s   r e s e a r c h   i s   F a c ul t y   o E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g ’s   (F K E b ui l di n g .   It   i s   l o c a t e i n   U n i v e r s i t i   T e kn o l o gi   M A R A   ( U i T M J o h o r   b r a n c h   P a s i G uda n c a m pus .   T h e   F K E ’s   b ui l di ng  b ui l di ngs   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   1.   I t   c o n s i s t s   o f   s i xt y   l e c t ur e r’s   o ff i c e   r o o m s ,   f i ve   m e e t i n r o o m s ,   fo ur   c l a s s   r o o m s   a n f o ur t e e n   l a b o r a t o r i e s .   T h e   b ui l di ng  ha s   c e n t ra l i z e a i c o n di t i o n i n g   s y s t e m   c l a s s r o o m s ,   l a b o r a t o r i e s   a nd  m e e t i n roo m s   e xc e pt   i l e c t u r e r’s   o ff i c e   r oo m   w h e r e   t h e   a i r   c o n di t i o n i n i s   a   s pl i t   u ni t   s y s t e m .   T h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   w i l l   b e   m e a s u r e du r i ng  M a r c h   2018 - J ul y   2018  l e c t u r e   w e e s e s s i o n   t h a t   c o n s i s t   o f   14  w e e ks   l e c t ur e   w e e pe r i o d.   T h e   e n e r gy   c o n s um p t i o w i l l   b e   m e a s u r e a g a i n   d u r i n g   S e pt e m b e r   2018    J a n u a r y   2 01 l e c t ur e   w e e s e s s i o n   fo r   e n e r gy   pr e di c t i o c o m pa ra t i v e   pu r po s e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     102 - 109   104       F i gu r e   1 .   F K E ’s   b ui l d i n g       2. 2 .      En e r g C o n s u m p ti on   M e as u r e m e n t   D a t a   l o gge r   F l uke   1750  w i l l   b e   us e d   fo r   t h e   m e a s u r e m e nt   of   e n e r gy   c o n s um pt i o n   f o r   t h e   F K E   b ui l di n gs .   T h e   da t a   l o gge r   w i l l   b e   l o gge a t   t h e   m a i s w i t c r o o m   t ha t   i s   r e c e i v i n t h e   e l e c t ri c i t y   s uppl y   f r o m   m a i n   33/ 1 1kV   t r a n s f o r m e r   t ha t   ha v e   b e e n   s t e ppe dow n   t o   1 1kV / 415V .   T h e   da t a   l o gge r   w i l l   b e   t a ppe a t   t h e   415V   b us b a r   v o l t a ge   a t   1 5 - m i n u t e   i nt e r v a l   s a m pl i n t i m e .   T he   e n e r gy   c o n s um pt i o n   i s   t h e n   w i l l   b e   a gg r e ga t e t o   be c o m e   30 - m i n ut e   i n t e r v a l   a nd  t h e   b a s e l i n e   e n e r gy   m o d e l   w i l l   b e   de ve l o pe a t   h o u r l y   i n t e r v a l   o f   t h e   30   m i n u t e s   a gg r e g a t e i nt e r v a l   d a t a .   T hi s   s t e i s   b e i n c o n duc t e t o   de c r e a s e   t h e   o s c i l l a t i o n   o f   t h e   da t a   w hi c h   di r e c t l y   m a y   de c r e a s e   t h e   c o m put a t i o n a l   t i m e   [18 ]     2. 3 .      I n d e p e n d e n V a r i ab l e s   S e l e c t i o n   of   t h e   i n de pe n de nt   v a r i a b l e s   t ha t   m a y   h a v e   a e ff e c t   t ow a r ds   t h e   e n e r gy   c o n s um p t i o n   do e s   n o t   ha v e   a n y   s t a n da rd  p r o c e dur e .   It   m a y   b a s e   o n   de c i s i o n   m a de   i n s t i n c t i v e l y   o r   w i t h   s e v e r a l   a l go r i t hm s   t o   ra n t h e   b e s t   i n de pe n de nt   v a ri a b l e s   t ha t   i s   ha v i ng  a   h i g h   i m p a c t   o n   e n e r gy   c o n s um p t i o n.   A s   i t   l e a ds   t o   m o de l   c o m pl e xi t y ,   t h e   i n de pe n de n t   v a r i a b l e s   i n   t hi s   r e s e a r c h   i s   b a s e o n   i n s t i n c t i v e   s e l e c t i o n .   T h e   i n de pe n de n t   v a r i a b l e s   c a n di da t e   f o r   F K E ’s   b ui l di ng  i s   s t a f f   oc c upa n c i e s ,   s t ude n t ’s   o c c upa n c i e s   i n   c l a s s r o o m ,   s t ude n t ’s   o c c upa n c i e s   i l a b o r a t o r i e s   a n d   o ut s i de   t e m pe ra t u r e .   In   T a b l e   1 ,   s t a f oc c upa n c i e s   i n   t h e   F K E ’s   b ui l di n w i l l   b e   c o un t e f r o m   t h e   da i l y   a t t e n da n c e   r e c o r d.   T h e   o c c upa n c y   i t h e   F K E ’s   b ui l d i n w a s   c o un t e b a s e o s t a f f   w h o   w e r e   o c c up y i n t h e i r o o m s   du r i n g   off i c e   h o ur s   fo r m   8. 0 a m   u nt i l l   5 . 00  p m .   T h e   off i c e   r oo m s   w e r e   oc c upi e by   l e c t ur e r s   a n e v e n t h o ug h   t h e r e   a r e   c l a s s e s   t o   a t t e n d ,   t h e   o c c upa c i e s   w i l l   be   c o un t e i n   a s s u m pt i o n   t ha t   t h e   l o a ds   i n   t h e   r o o m s   i s   n o t   s w i t c h   off .   S t ude nt   o c c upa n c i e s   i n   c l a s s   r o o m s   a n l a b o r a t o r i e s   w e r e   c o un t e b a s e o n   t h e   num b e r   o f   s t ude n t   r e gi s t e r e f o r   t h e   c urr e n t   s e m e s t e r ’s   s ub j e c t   a v a i l a b l e   o n   s t u de n t s   t i m e t a b l e   s y s t e m .   T h e   o ut s i de   t e m pe ra t u r e   w i l l   b e   c o l l e c t e f r o m   t h e   n e a r e s t   s a t t e l i t e   a n w e a t h e r   s t a t i o n   a v a i l a b l e   i n   w w w . w e a t h e ru n de r g r o ud. c o m .     A l l   i n de pe nde nt   v a ri a b l e s   w i l l   b e   c o l l e c t e duri n g   M a r c 20 18 -   J ul y   2018  s e s s i o n.   2. 4 .     M u l ti p l e   Li n e a r   R e g r e s s i o n   M o d e l   L i n e a r   r e g r e s s i o n   m o de l   i s   a   l i n e a r   m o de l   t h a t   us e s   l i ne a r   e qua t i o n   f o r   i t s   m o de l   e s t i m a t o r.   R e gr e s s i o n   m o de l   c a n   b e   de s c r i b e a s   pur e l y   m a t h e m a t i c a l   m o de l .   T h e   m o s t   w e l l - k n o w n   r e g r e s s i o n   m o de l   m ul t i p l e   v a r i a b l e   l i n e a r   r e g r e s s i o (M L R m o de l .   M L R   m o de l   h o l ds   t h e   r e l a t i o n   o f   a i nput   f un c t i o de n o t e s     a n a s s um e s   t ha t     i s   de pe n d i n g   o n   i t s   v a ri a b l e s   1   ,   2 , 3   l i n e a rl y .   T h e   e qua t i o n   o f   t h e   M L R   m o de l   c a b e   w r i t t e n   a s   i n   (1).       = 1 1 + 2 2 + + + 0 +     (1)     A s   s h o w n   i n   (1) ,     i s   t h e   i n pu t   o f   t h e   f u n c t i o w h e r e     i s   t h e   v a r i a b l e s   t ha t   go v e r n s   t h e   i n pu t .   1 , 2   i s   t h e   s l o pe   o f   t h e   e qua t i o n s   a l s o   kn o w n   a s   t h e   c o n s t a nt   o r   pa ra m e t e r   f o r   t h e   v a ri a b l e   o f     L i n e a r   r e g r e s s i o n   m o de l   i s   w i de l y   a c c e pt e a nd  a do pt e t o   p e r f o r m   p r e di c t i o n   s t u di e s   b a s e o n   i t s   s i m pl i c i t y .   In  t hi s   r e s e a r c t h e   e n e rgy   c o n s um pt i o n   m e a s u r e a n t h e   c o l l e c t e i n de pe n de n t   v a ri a b l e s   du r i ng  t h e   m o nt of   M a r c h   201 w i l l   b e   t h e   t r a i n i ng  da t a   a n t h e   b a s e l i n e   pe r i o of   t h e   M L R   m o de l .   T h e   e n e rgy   pr e di c t i o w i l l   b e   c o n duc t e b a s e d   o n   t h e   b a s e l i n e   m o de l   de ve l o p e us i n M a r c h   2018  a s   t h e   t r a i n i ng  da t a   a n t h e   r e m a i nde r   o f   M a r c h   201   J ul y   2018  da t a   w i l l   b e c om e   t h e   t e s t i n d a t a   f o r   e n e r gy   c o n s um pt i o n     pr e di c t i o pu r po s e s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ne r g y   c ons um p t i on   pr e di c t i on  t hr ough   l i ne ar   an no n - l i ne a r   bas e l i n e   e ne r g y   ( R i j al ul   F ahm i   Mus t ap a )   105   2. 5 .      NARX - A N N   M o d e l   N o n - l i n e a r   A ut o   R e gr e s s i ve   w i t h   E xo ge n o us   (N A R X i nput   i s   a   t i m e   s e r i e s   n o n - l i n e a r   m o de l   de r i v e f r o m   t h e   A ut o r e g r e s s i v e   e xo g e n o us   (A R X l i n e a r   m o de l   a n d   h a v e   b e e n   w i de l y   us e f o r   m o de l l i n g   a n p r e d i c t i o pu rpo s e s   [19 - 25] .   T h e   m o de l   c o n s i s t s   o f   s t r u c t ur e   w hi c i s   r e pe a t e i t h e   dy n a m i c   n e t w o r w i t f e e d b a c c o nn e c t i o n s .   N A R X   c a n   b e   de s c r i b e   i t h e   ( 2 )     ( ) = ( ( 1 ) , ( 2 ) , ( ) , ( 1 ) , ( 2 ) ( ) ) +   (2 )     T h e   o ut put   ( )   i s   t h e   o ut c o m e   of   f r o m   pa s t   i nput   ( 1 ) , ( 2 ) , ( )   a n t h e   e xo ge n o us   i n put   ( 1 ) , ( 2 ) ( )   w h e r e   i t   i s   a pp r o xi m a t e b y   a   n o n - l i n e a f unc t i o n     i (2 ) .     T h e   pa s t   o ut put ,   pa s t   i nput   a n d   t h e   n o n - l i n e a f un c t i o n   a l s o   k n o w s   a s   t h e   t a ppe d   de l a y   l i n e s o f   t h e     N A R X   m o de l .     T h e   m ul t i l a y e r   pe r c e pt r o n   a rt i f i c i a l   n e u ra l   n e t w o r (M L P - A N N i s   t h e   m o de l   e s t i m a t o r   t ha t   i s   w i de l y   us e w i t h   t h e   N A R X   m o de l   a nd  i s   c a l l e N A R X - ANN  [26] .   T h e   M L P - A N N   c o n s i s t s   o f   i n pu t   l a y e r ,   hi dde n   l a y e r   a n o ut put   l a y e r .   T h e   M L P - A N N   r e c e i ve   a n   i n de pe n de nt   i n p ut   t ha t   w i l l   b e   c o n n e c t e w i t h   t h e   n e u r o i n   t h e   h i d de n   l a y e r .   T h e   i n pu t   w i l l   b e   m ul t i p l i e w i t h   w e i g h t   a n a dde w i t h   b i a s e i t h e   i n t e r c o nn e c t i o n   o f   i nput   l a y e r   a nd  hi dde n   l a y e r .   S um m a t i o w i l l   o c c urr e i t h e   n e u r o w h e r e   a c t i v a t i o f un c t i o (  )   w i t w e i gh t     t ha t   h a v e   b e e n   m u l t i pl i e w i t h   i n pu t     a n d   b i a s     i (3)   a n d   (4 ).     (  ) = 1 1 + 2 2 + + 3 3 +   (3 )     T h e   c o n n e c t i o n   o f   t h e   M L P - A N N   i s   a   pur e   fe e d fo r w a r d   i n   m o t i o n   w h e r e   by   i t   i s   de e m e t o   be   t h e   m o s t   s ui t a b l e   m o de l   e s t i m a t o r   f o r   N A R X   m o de l .   T h e   M L P - A N N   w i l l   b e   t r a i n   us i n L e v e n be r g - M a rqua dt   l e a rn i ng  a l go r i t h m   f o r   i t s   f a s t - c o m put a t i o na l   t i m e   [27,   28] .   In   t hi s   w o r k,   t h e   e n e rgy   c o n s um p t i o n   t h a t   w a s   m e a s u r e a n t h e   i n de pe n de n t   v a r i a b l e s   da t a   c o l l e c t e w i l l   b e   di v i de i n t o   70%  t ra i ni n 15 v a l i d a t i o n   a n d   15%  t e s t i ng  di s t ri b ut i o n   [29]   b y   i n t e rl e a v e m e t h o f o r   m o de l l i n pu rpo s e .   T h e   n u m b e r   o f   n e ur o n s   a n d   t a ppe de l a y   l i n e s   of   t h e   N A R X - A N N   m o de l   w i l l   b e   de t e rm i n e by   t r i a l   a n e rr o r   m e t h o d.   T h e   b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l   de v e l o pe f r o m   t h e   N A R X - A N N   m o de l   w i l l   b e   us e t pe r fo r m   t h e   e n e r gy   pr e di c t i o n   i n   o n e   s t e a h e a h o r i z o n.   T h e   o n e   s t e a h e a d   p r e di c t i o n   a n s w e r   w i l l   b e   c o m pa r e w i t h   t h e   M a r c h   2 0 18    J u l y   2018   m e a s u r e d a t a .       2. 6 .      S ta ti s ti c al   M e as u r e m e n t   In  o r de r   t o   de m o n s t ra t e   a   f a i r   c o m pa ri s o n,   t h e   p r e d i c t e e n e rg y   c o n s um p t i o f r o m   b o t h   o f   t h e   m o de l   us i n M a r c 201   J ul y   2018  d a t a   w i l l   b e   c o m pa r e a ga i n   w i t h   e n e r gy   c o n s um p t i o t ha t   i s   m e a s u r e f r o m   S e pt e m b e r   2018  J a n u a r y   2019  l e c t ur e   w e e s e s s i o n .   T h e   m e a s u r e e n e r gy   c o n s um p t i o n   du ri n g   S e pt e m b e r   2018    J a n u a r y   2019  w i l l   n o t   b e   us e i n   a n y   t r a i n i ng  a n t e s t i n p u r po s e s   i n   M L R   m o de l   a n d   N A R X - A N N   m o de l   fo r   b a s e l i n e   e n e rgy   m o de l   de ve l o pm e n t   a n p r e d i c t i o n   pu rpo s e s .   Co m pa r i s o n   b e t w e e n   a c t ua l   a n d   pr e di c t e e n e r gy   c o n s um pt i o n   w i l l   b e   e xe c ut e by   m e a n s   o M e a n   S q ua r e E rr o r   (M S E ) ,   R oo t   M e a n   S qu a r e   E rr o r   (R M S E a n d   M e a n   A b s o l ut e   P e r c e n t a ge   E rr o r   (M A P E ).   A l l   o f   t h e   e qua t i o n   a r e   b e i n s h o w n   i n   ( 4 ),   As  s h o w n   i n   (5)  a n (6 r e s pe c t i v e l y .   A s   s h ow n   i n   (4)  a n (5 Y i   i s   t h e   pr e d i c t e v a l ue   a n y i   i s   t h e   a c t ua l   v a l ue .   A s   s h o w n   i n   (6 A t   i s   t h e   a c t u a l   v a l ue   w hi l e   F t   i s   t h e   f o r e c a s t e v a l ue .     = 1 ( ) 2 = 1   (4 )     = (   ) 2 = 1   (5 )     =   100 |  | = 1   (6 )       3.   R ES U LTS   A ND  DISCUSSIO N   T h e   r e s ul t s   a n di s c us s i o n s   o f   t h e   pr o po s e r e s e a r c h   m e t h o d o l o g y   f r a m e   w o r w i l l   b e   s e pa r a t e i n t o   t hr e e   s e c t i o n s .   T h e   f i r s t   s e c t i o n   a nd  s e c o n s e c t i o n   i s   t h e   r e s ul t   t h a t   w a s   a c h i e v e f r o m   M L R   m o de l   a n N A R X - A N N   m o de l   r e s pe c t i v e l y .   In   a ddi t i o n ,   t h e   di s c us s i o n s   w i l l   i n c l u de   t h e   r e s ul t s   of   t h e   de v e l o pe d   b a s e l i n e   e n e rgy   m o de l   a n t h e   e n e r gy   pr e di c t i o n   i n   F K E ’s   b ui l di n g.   T h e   c o m pa r i s o n   o f   bo t h   m o de l   w i t a c t ua l   d a t a   m e a s u r e d u r i ng  S e pt e m b e 2018     J a n u a r y   2019  w i l l   b e   p r e s e n t e d   i t hi r d   s e c t i o n .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     102 - 109   106   3. 1 .       M LR   M o d e l   T h e   w h o l e   m e a s u r e e n e r gy   c o n s um p t i o o n   M a r c h   201 f o r   F K E ’s   b ui l d i n g   t ha t   ha v e   b e e n   f e t t h e   m ul t i pl e   l i n e a r   r e g r e s s i o n   m o de l .   T h e   t o t a l   d a t a   po i nt   d uri n M a r c h   2018  i s   456  da t a   po i n t s .   T h e   da t a   po i n t   t ha t   h a v e   b e e n   f e t o   t h e   m ul t i p l e   r e g r e s s i o n   m o de l   y i e l ds   t h e   ( 2)  a n w h i c h   a r e   t h e   b a s e l i n e   e n e r g y   m o de l   f o r   F K E ’s   b ui l di n g .     = 1 . 3664 1 + 0 . 0154 2 0 . 0024 3 + 3 . 0735 4 59 . 4566   (2)     A s   s h o w n   i n   (9)   1 , 2 , , 3   a n d   4   i s   t h e   i n de pe n de nt   v a ri a b l e s   f o r   s t a f f   oc c upa n c i e s ,   s t ude n t   o c c upa n c i e s   i n   c l a s s r o o m s ,   s t ude nt   o c c upa n c i e s   i n   l a b o r a t o ri e s   a n t e m pe r a t u r e .   T h e   c o e e f i c i e n t   i s   po s i t i v e   fo r   s t a f f   oc c upa n c i e s ,   s t ude nt   o c c upa n c i e s   i n   c l a s s r o o m s   a nd  t e m pe r a t u r e   e xc e pt   fo r   s t u de n t   o c c upa n c i e s   i n   l a b o r a t o r i e s   w h i c h   s h o w s   a   n e ga t i v e   c o e ff i c i e n t   v a l ue .   T h e   r e s ul t s   o t h e   r e g r e s s i o n   s t a t i s t i c s   i s   s h o w n   i T a b l e   2.   I n   T a b l e   2,   t h e   R   v a l ue   w h i c h   i s   t h e   c o rr e l a t i o c oe ff i c i e n t   a c hi e v e   h i g h   v a l ue   a t   0 . 89  a nd  0. 88  f o r   F K E ’s   b ui l di ng.   I n   a dd i t i o t h e   R 2   t h a t   r e p r e s e nt   t h e   go o d n e s s   o f   f i t   of   t h e   m o de l   h a v e   a   s i g n i f i c a nt   hi g v a l ue   w h i c h   i s   0 . 80 .   T h e   r e m a i n i ng  i nde pe n de n t   v a r i a b l e s   da t a   o f   t h e   m e a s u r e e n e rgy   c o n s um pt i o n   f r o m   F K E ’s   b ui l di n i s   b e i n i n s e rt e i (9) .   T h e   p r e d i c t i o o f   t h e   e n e r g y   c o n s um pt i o n   us i n t h e   r e m a i n i ng  d a t a   i s   b e i ng  s h o w n   i n   F i gu r e   2.   I n   F i g u r e   t h e   r e da s h e l i n e   i s   t h e   p re di c t e e n e r gy   c o n s um pt i o n   w h i l e   t h e   b l ue   bo l d   l i n e   i s   t h e   m e a s u r e e n e r gy   c o n s um pt i o n.   It   i s   o b s e r v a b l e   f r o m   F i gur e   2,   t h e r e   i s   a   h i g h   de v i a t i o n   a t   a l m o s t   a l l   o f   t h e   hi g h e r   pe a v a l ue   of   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n .   S i m i l a r   p r e di c t i o n   pa t t e rn   i s   v i s i b l e   a t   t h e   l ow e r   pe a of   t h e   pr e di c t e e n e rgy   c o n s um pt i o n   w h e r e   c e r t a i n   de v i a t i o n   b e t w e e n   pr e di c t e v a l ue   a n t h e   m e a s u r e v a l ue   i s   p r e s e n c e .   It   i s   s a f e   t o   a s s um e   t ha t   m ut l i pl e   l i n e a r e g r e s s i o n   m o de l   pe r f o r m   w e l l   i n   c o e ff i c i e n t   c o rr e l a t i o (R a n c o e ff i c i e n t   o de t e r m i na t i o n   (R 2 b ut   a t   p r e di c t i o n   l e ve l ,   c e r t a i n   v a l ue   a t   h i g pe a a nd  l o w e r   pe a ha v e   c e r t a i a m o u n t   o f   de v i a t i o n   w hi c m a y   de c r e a s e   a c c ur a c y .       T a b l e   2 .   F K E ’s   B ui l d i n g   R e gr e s s i o n   S t a t i s t i c s   Re g r e s s i o n   S t a t i s t i c s   F K E   M u l t i p l e   R   0 . 8 9   S q u a re   (R 2 )   0 . 8 0   S t a n d a rd   E rr o r   1 6 . 8 3 1           F i gu r e   2 .   F K E ’s   b ui l d i n g   p r e di c t e e n e r gy   c o n s um p t i o n       3. 2 .       NARX - A N N   M o d e l   T h e   N A R X -   A N N   m o de l s   s t a r t   w i t h   i ni t i a l i z i n t h e   n e u r o n   n u m b e r s   a n t a ppe de l a y   l i n e s   fo r   t h e   m o de l .   S e ve r a l   t ri a l   a n e rr o r   o n   t h e   s e l e c t i o n   of   n e ur o n   n u m b e r s   a n t h e   t a ppe de l a y   l i n e s   o t h e   N A R X - A N N   m o de l   h a v e   be e n   t e s t e d.   T h e   n um b e r   o f   n e ur o n s ,   i npu t   a n o ut pu t   t a ppe de l a y   l i n e s   t h a t   p r o duc e   t h e   b e s t   a n s w e r   i s   b e i n s h o w n   i T a b l e   3.   T h e   v a l ue   o f   50  n e ur o n   n u m b e r s ,   2 i nput   a n o ut p ut   t a ppe de l a y   l i n e s   fo r   F K E ’s   b ui l di n s h o w s   t h e   c o r r e l a t i o n   v a l ue   of   0. 98.   F r o m   t h i s   c o rr e l a t i o n   v a l ue ,   i t   c l e a rl y   s h ow s   t h a t   N A R X - A N N   m o de l   o ut s h i n e s   t h e   M L R   m o de l   w h e r e   i t   c a n   gi v e   hi g h e r   c o rr e l a t i o v a l ue   h e n c e   i ndi c a t i n g   t h a t   t h e   N A R X - A N N   m o de l   h a s   s uc c e s s f ul l y   b ui l a   s t r o n l i n e a r   r e l a t i o n s h i b e t w e e n   t h e   i n de pe nde nt   v a r i a b l e s   w i t h   r e s pe c t   t o   e n e r gy   c o n s um p t i o n .   T h e   p r e di c t e e n e r gy   c o n s um pt i o n   b a s e o n   o n e   s t e a h e a pr e di c t i o n   o f   t h e   N A R X - A N N   m o de l   ha s   b e e n   pl o t t e a nd  i s   s h o w n   i n   F i gu r e   3.   I n   F i g u r e   3,   i t   i s   o b s e r v a b l e   0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 E n e r g y C o n s u m p t i o n D a t e M e a s u r e d E n e r g y C o n s u m p t i o n P r e d i c t e d E n e r g y C o n s u m p t i o n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ne r g y   c ons um p t i on   pr e di c t i on  t hr ough   l i ne ar   an no n - l i ne a r   bas e l i n e   e ne r g y   ( R i j al ul   F ahm i   Mus t ap a )   107   t h a t   t h e   o n e   s t e a h e a p r e d i c t e e n e r gy   c o n s um pt i o n   h a s   b e c o m e   s i m i l a r   t o   t h e   m e a s u r e (a c t ua l e n e r gy   c o n s um pt i o n .   T hi s   f urt h e r   s t r e n g t h e t ha t   N A R X - A N N   m o de l   i s   c a pa b l e   t o   m o de l   t h e   n o n - l i n e a ri t y   be h a v i o r   t h a t   e xi s t   b e t w e e n   t h e   i n de pe n de nt   v a r i a b l e s   w i t h   t h e   e n e r g y   c o n s um pt i o n.   F r o m   v i s ua l   i n s pe c t i o n ,   i t   c a n   b e   c l e a rl y   s e e n   t ha t   t h e   s i m i l a r i t y   i s   b e t t e r   c o m pa r e t o   M L R   m o de l   e n e r gy   c o n s um pt i o n   p r e di c t i o n .       T a b l e   3 .   F K E ’s   B ui l d i n g   N A R X - A N N   P a r a m e t e r s   P a ra m e t e r s   F K E   In p u t   T a p p e d   D e l a y   L i n e s   20   O u t p u t   T a p p e d   D e l a y   L i n e s   20   N e u ro n   50   Co rr e l a t i o n   C o e ff i c i e n t   ( R)   0 . 9 8           F i gu r e   3 .   F K E ’s   b ui l d i n g   p r e di c t e e n e r gy   c o n s um p t i o n       3. 3 .      C o m p ar i s o n   b e tw e e n   M LR   M o d e l   an d   N A R X - A N N   M o d e l   T h e   M S E ,   R M S E   a nd  M A P E   of   t h e   pr e di c t e e n e r gy   c o n s um pt i o n   us i n M L R   m o de l   a n N A R X - A N N   m o de l   h a v e   b e e n   c a l c ul a t e a n d   i s   s h o w n   i T a b l e   4.   In  T a b l e   4,   t h e   c a l c ul a t e v a l ue   o f   M S E ,   R M S E   a n M A P E   i s   b a s e o n   t h e   p r e di c t e v a l ue   f r o m   F i gu r e   -   3   w h i c i s   t h e   e n e r gy   c o n s um p t i o du ri n M a r c 2018    S e pt   2018 .   T h e   v a l ue   o f   M S E   a n R M S E   i s   i kW h .   T h e   M L R   m o de l   ha v e   a   h i g v a l ue   o f   M S E   a n d   R M S E .   c o m pa r e t o   t h e   N A R X - A N N   m o de l .   T hi s   v a l ue   of  M S E   a n R M S E   c o m pa ri s o n   i n d i c a t e   s t r o n gl y   t h a t   t h e   e n e rgy   c o n s um pt i o n   p r e di c t e us i n N A R X - A N N   m o de l   p r o duc e   l ow e r   e rr o r   c o m pa r e w i t h   t h e   M L m o de l .   F ur t h e rm o r e ,   t h e   M A P E   v a l ue   o N A R X - A N N   m o d e l   i s   l ow e r   c o m pa r e t o   M L R   m o de l .   It   i s   f ur t h e r   u n de r s t o o t h a t   N A R X - A N N   m o de l   ha s   h i g h e r   a c c ura c y   of   m o d e l l i n a n p r e d i c t i o b e c a us e   M A P E   r e s ul t s   i n d i c a t e s   t h e   de v i a t i o n   b e t w e e n   m e a s u r e e n e r gy   c o n s um p t i o w i t h   t h e   p r e d i c t e v a l ue .     S m a l l   de v i a t i o n   v a l u e   de m o n s t ra t e t ha t   t h e   de v i a t i o n   o f   pe r c e n t a ge   e rr o r   b e t w e e n   a c t ua l   v a l ue   a nd  p r e di c t e v a l ue   i s   s m a l l   a n d   t h e   m o de l   i s   r e l i a b l e   f o r   p r e di c t i o n   p u r po s e .     In  o r de r   t o   p r o v i de   a   f ur t h e c o n c r e t e   p r o o f   o n   t h e   a c c ura c y   a n d   r e l i a b i l i t y   o f   N A R X - A N N   m o de l ,     a   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   pr e d i c t e e n e rgy   c o n s um p t i o n   v a l u e   us i n M a r c h   2 018    S e pt   201 da t a   w i l l   b e   c o m pa r e w i t h   t h e   e n e r gy   c o n s um p t i o m e a s u r e du ri n g   S e pt   2018    J a 2019 .   T h e   m e a s u r e e n e r gy   c o n s um pt i o n   du r i ng  S e pt   2018    J a n   20 19  do e s   n o t   i n v o l v e   w i t h   a n y   m o de l l i n a n p r e di c t i o n   pu r po s e .     T h e   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   pr e di c t e v a l ue   us i ng  e n e rgy   c o n s um pt i o n   a nd  i n de pe n de nt   v a r i a b l e s   dur i ng  M a r c 2018    S e pt   2018   w i t h   t h e   m e a s u r e e n e r gy   c o n s um pt i o du ri n S e pt   20 18    J a 20 19  i s   s h o w n   i F i gu r e   4 .   In   F i g u r e   4,   M L R   m o d e l   di s pl a y   t h e   s a m e   b e h a v i o r   w i t h   p r e di c t i o n   us i ng  S e pt   2018    J a n   2019  d a t a   w h e r e   c e r t a i n   hi g h   pe a a n l o w e r   pe a v a l ue   i s   d e v i a t i ng  w i t h   t h e   m e a s u r e c o n s um pt i o n .   T h e   c o m pa r i s o w i t h   N A R X - A N N   m o de l   m a y   h a v e   c e r t a i w e a kn e s s e s   w h e r e   t h e r e   a r e   c e rt a i o ut l i e r s   e xi s t s   a t   hi g h   pe a a n l o w e r   pe a k   v a l ue .   T h e   c a l c ul a t e M S E ,   R M S E   a n M A P E   v a l ue   i s   s h o w n   i n   T a b l e   5 .   T h e   i ndi c a t i o o N A R X - A N N   m o de l   pe r f o r m e b e t t e r   t ha M L R   m o de l   i s   pr e s e n c e   due   t o   l o w e r   v a l ue   o f   c a l c ul a t e M S E ,   R M S E   a n M A P E .   N A R X - A N N   m o de l   i s   s t i l l   a b l e   t o   r e l a t e   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   w i t h   t h e   r e s pe c t i v e   i n de pe n de n t   v a r i a b l e s   w h e r e   i t   i s   m a n i f e s t e by   l ow e r   M A P E   v a l ue   t ha t   i ndi c a t e s   t h e   pe r c e nt a ge   o e r r o r   i s   s m a l l e c o m pa r e t o   M L R   m o de l .         - 4 0 - 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 E n e r g y C o n s u m p t i o n ( k W h ) D a t e M e a s u r e d E n e r g y C o n s u m p t i o n P r e d i c t e d E n e r g y C o n s u m p t i o n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     102 - 109   108   T a b l e   4 .   E n e rgy   P r e di c t i o M a r c 2018     J u n   2 018   E rr o r   Co m pa ri s o n   M o d e l   M S E   RM S E   M A P E   M L R   M o d e l   2 3 4 . 4 3   1 5 . 3 1   0 . 3 2   N A R X - A N N   M o d e l   (o n e   s t e p   a h e a d )   3 7 . 1 6   6 . 0 9   0 . 0 8           F i gu r e   4 .   F K E ’s   b ui l d i n g   p r e di c t e e n e r gy   c o m pa r i s o w i t h   s e pt   2018     J a 2019   e n e r gy   c o n s um pt i o n       T a b l e   5 .   E n e rgy   P r e di c t i o Co m pa ri s o w i t h   S e pt e m b e 201   J a n u a r y   2019  E n e r gy   Co n s um p t i o n   E rr o Co m pa r i s o n   I n de pe n de n t   V a ri a b l e s   f o r   F K E   a n d   A l - K ha w a r i z m i ’s   B ui l d i n g   M o d e l   M S E   RM S E   M A P E   M L R   M o d e l   2 3 4 . 4 3   1 5 . 5 9   0 . 2 7   N A R X - A N N   M o d e l   (o n e   s t e p   a h e a d )   1 6 2 . 6 6   1 2 . 7 5   0 . 2 2       4.   C O N C LU S I O N     T h i s   p a pe r   ha s   p r e s e n t e t h e   de v e l o pm e n t   o f   b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l   a n d   p r e di c t i o n   o f   e n e r gy   c o n s um pt i o n   us i n l i n e a r   a n n o n - l i n e a r   m o de l l i n t e c hn i que .   A n   a c a de m i c   b ui l di n i n   M a l a y s i a   duri n g   l e c t ur e   w e e h a v e   b e e n   us e a s   c a s e   s t ud i e s .   M L R   m o de l   a s   a   l i n e a m o de l   a nd  N A R X - A N N   m o de l   a s   a   n o n - l i n e a r   m o de l   h a v e   b e e n   us e fo r   m o de l l i n a n p r e di c t i o n   pu rpo s e s .   F r o m   t h e   c o n duc t e r e s e a r c h   a nd  e xpe r i m e nt s ,   N A R X - A N N   m o de l   e xh i b i t   r e s ul t s   t ha t   a r e   m o r e   s a t i s f a c t o r y   c o m pa r e t o   M L R   m o de l   w i t h   l o w e r   M S E ,   R M S E   a nd  M A P E   r e s ul t s .   I a d di t i o n,   t h e   p re di c t e e n e rgy   c o n s um pt i o n   us i n g   N A R X - A N N   m o de l   r e s e m b l e s   c l o s e l y   w i t h   t h e   m e a s u r e e n e r gy   c o n s um p t i o n.   E v e n   t h o ug h   t h e r e   a r e   c e r t a i n   de m e r i t   po i nt   pr o v i de   by   t h e   N A R X - A N N   m o de l ,   t h e   m o de l   pe r fo r m s   r e l a t i v e l y   w e l l   i n   e xe c ut i n t h e   de s i r e o bj e c t i v e   o t h i s   r e s e a r c h .   T h us ,   f r o m   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e i n   t h i s   r e s e a r c h,   i t   i s   s a f e   t o   a s s um e   t h a t   N A R X - A N N   a s   a   n o n - l i n e a m o de l   p r o v i de   h i g h   a c c ura c y   c o m pa r e t o   M L R   m ode l   a s   a   l i n e a m o de l   i de v e l o pi n t h e   b a s e l i n e   e n e r gy   m o de l   a nd  p e r f o r m i ng  e n e r gy   pr e di c t i o n .         A C K N O WL ED G E M EN TS     A ut h o r s   i n   ge n e r a l   a nd  R i j a l u l   F a hm i   M us t a pa   s pe c i f i c a l l y   w o ul l i ke   t o   t h a n k   Y a y a s a M u na r a N e ge r i   S e m b i l a n   da r u l   K h us us   fo r   pr o v i di n s pe c i a l   r e s e a r c h   g ra n t   U i T M   F i l e   N o   (100 -   I R M I/ G O V   16/ 6/ (017/ 20 17)  t o   c o n duc t   t h i s   r e s e a r c w o r k.         R EF ER EN C ES   [ 1]   W .   N .   W .   M .   A dna n,   N .   Y .   D a h l a n ,   a nd  I .   M us i r i n ,   " B a s e l i n e   E ne r gy   M o de l i ng   U s i ng   A r t i f i c i a l   N e ur a l   N e t w o r -   C r o s s   V a l i da t i o n   T e c hni que . , "   I nt e r n at i ona l   J o ur na l   of   E l e c t r i c al   a nd  E l e c t r on i c   Sy s t e m s   R e s e ar c h ,   v o l .   13 ,   2018 .   [ 2]   R .   F .   M us t a p a ,   N .   Y .   D a hl a n ,   A .   I .   M .   Y a s s i n ,   a nd  A .   H .   M .   N o r di n ,   " E ne r g y   S a v i ng s   M e a s u r e m e nt   a n V e r i f i c a t i o T h r o ug A w a r e ne s s   P r o g r a m   i a E duc a t i o na l   B u i l di ng   C a m pus , "   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   and  E l e c t r on i c   Sy s t e m s   R e s e ar c h ,   v o l .   13 ,   28 t h   A ug us t   20 18   201 8.   [ 3]   W .   N .   W .   M .   A dna n ,   N .   Y .   D a hl a n ,   a nd  I .   M us i r i n ,   " M o de l i ng   B a s e l i n e   E ne r g y   U s i ng   A r t i f i c i a l   N e ur a l   N e t w o r k:   A   S m a l l   D a t a s e t   A ppr o a c h, "   I nd one s i an   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a nd   C om pu t e r   S c i e nc e ,   v o l .   12,   2 018 .   [ 4]   J .   G r a nd e r s o a nd  P .   N .   P r i c e ,   " E v a l ua t i o o f   T he   P r e di c t i v e   A c c u r a c y   of   F i v e   W ho l e - B ui l d i ng   B a s e l i ne   M o de l s , "   E r ne s t   O r l a n do   L a w r e nc e   B e r ke l e y   N a t i o na l   L a bo r a t o r y ,   U ni t e d   S t a t e s   o f   A m e r i c a 2012 .   [ 5]   N .   D a h l a n ,   S .   S a k i m i n ,   M .   F a i z w a n,   N .   A j m a i n ,   a nd  A .   A r i s ,   " A ut o m a t e C a l i b r a t i o O f   G r e e nho us e   E ne r gy   M o de l   U s i ng   H y br i E v o l ut i o na r y   P r o g r a m m i ng   ( E P ) - E ne r gy   P l us , "   I nd one s i a J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   E ngi ne e r i ng  and  C om pu t e r   S c i e nc e ,   v o l .   1 2,   20 18 .   - 4 0 - 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 E n e r g y C o n s u m p t i o n ( k W h ) D a t e P r e d i c t e d E n e r g y C o n s u m p t i o n N A R X - A N N M o d e l P r e d i c t e d E n e r g y C o n s u m p t i o n M L R M o d e l M e a s u r e d E n e r g y C o n s u m p t i o n S E P T 2 0 1 8 - J A N 2 0 1 9 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ne r g y   c ons um p t i on   pr e di c t i on  t hr ough   l i ne ar   an no n - l i ne a r   bas e l i n e   e ne r g y   ( R i j al ul   F ahm i   Mus t ap a )   109   [ 6]   S .   T a ng w e ,   N .   M z o l o ,   M .   S i m o n,   a nd   E .   M e y e r ,   " M o de l i ng   t he   d e m a nd  o f   a   C a l o r i f i e r   t o   e s t a b l i s h   t h e   b a s e l i ne   be f o r e   r e t r o f i t t i ng   i t   w i t h   a   c o m m e r c i a l   a i r   s o ur c e   he a t   p um p, "   i n   2014  I n t e r na t i o na l   C on f e r e nc e   on  t he   E l e v e nt i ndu s t r i al   an C om m e r c i a l   U s e   o f   E ne r gy ,   2 014 ,   pp .   1 - 8.   [ 7]   F .   B a r na r a nd  L .   G r o bl e r ,   " B a s e l i ne   S e r v i c e   L e v e l   A dj us t m e nt   M e t ho do l o g i e s   f o r   E ne r gy   E f f i c i e nc y   P r o j e c t s   o n   C o m pr e s s e A i r   S y s t e m s   i T he   M i n i ng   I ndus t r y , "   i T he   9t I nd us t r i al   and  C om m e r c i a l   U s e   o f   E ne r gy   C onf e r e nc e ,   2012 ,   pp .   1 - 8.   [ 8]   T .   W a l t e r ,   P .   N .   P r i c e ,   a n M .   D .   S o hn,   " U nc e r t a i n t y   E s t i m a t i o I m pr o v e s   E ne r g y   M e a s ur e m e n t   a n V e r i f i c a t i o a n   a nd  P r o c e dur e s , "   A pp l i e E ne r g y   E l s e v i e r ,   v o l .   13 0,   20 14 .   [ 9]   " B a s e l i n e   E ne r gy   C o ns um pt i o a nd  G r e e n ho us e   G a s   E m i s s i o ns   I n   C om m e r c i a l   B u i l di ng s   i A us t r a l i a , "   A us t r a l i a 201 2.   [ 10]   A .   S .   A .   B a da w i ,   N .   F .   H a s bul l a ha ,   S .   H .   Y u s o f f ,   a nd  A .   H a s h i m ,   " E n e r g y   a nd  P o w e r   E s t i m a t i o f o r   T hr e e   D i f f e r e n t   L o c a t i o i P a l e s t i ne , "   I nd one s i a J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng  and  C om pu t e r   Sc i e nc e ,   v o l .   14,   2019 .   [ 11]   F .   L e i   a nd   P .   H u ,   " A   B a s e l i ne   M o de l   f o r   O f f i c e   B ui l d i ng   E ne r gy   C o ns um pt i o i n   H o t   S um m e r   a nd  C o l d   W i n t e r   R e g i o n, "   i n   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   M ana ge m e nt   and   Se r v i c e   Sc i e nc e   M A S 0 9 ,   W uha n,   20 09 ,   p p.   1 - 4.   [ 12]   E f f i c i e nc y ,   V a l ua t i o n ,   a nd  O r g a ni z a t i o n,   I n t e r nat i o nal   P e r f or m an c e   M e as ur e m e nt   an V e r i f i c a t i on  P r o t oc o l :   C or e   C onc e pt s ,   J u ne   201 4.   [ 13]   A .   G o l de n,   K .   W o o dbur y ,   J .   C a r pe n t e r ,   a nd   Z .   O N e i l l ,   " C h a ng e   p o i nt   a nd  d e g r e e   da y   ba s e l i ne   r e g r e s s i o m o de l s   i i n dus t r i a l   f a c i l i t i e s , "   E ne r gy   and   B u i l di ngs ,   v o l .   14 4,   pp .   30 - 41 ,   6 / 1/   2 017 .   [ 14]   K .   P .   A m be r ,   M .   W .   A s l a m ,   A .   M a hm o o d,   A .   K o us a r ,   M .   Y .   Y o uni s ,   B .   A kba r ,   e t   al . ,   " E n e r g y   C o ns um pt i o F o r e c a s t i ng   f o r   U ni v e r s i t y   S e c t o r   B u i l d i ng s , "   E ne r g i e s ,   v o l .   1 0,   20 1 7.   [ 15]   J. - H .   K o ,   D . - S .   K o ng ,   a nd  J . - H .   H uh ,   " B a s e l i ne   bu i l di ng   e ne r g y   m o de l i ng   o f   c l us t e r   i nv e r s e   m o de l   by   us i ng   da i l y   e ne r g y   c o ns um pt i o i o f f i c e   bui l d i ng s , "   E n e r gy   and  B ui l d i ng s ,   v o l .   140 ,     pp.   31 7 - 323,   4 / 1 /   2017 .   [ 16]   R .   R ue d a ,   P .   M .   C l l a r ,   M .   M o l i na - S o l a na ,   Y .   G uo ,   a nd  C .   M .   P e g a l a j a r ,   " G e n e r a l i s e R e g r e s s i o H y p o t he s i s   I nduc t i o f o r   E ne r g y   C o ns um pt i o F o r e c a s t i ng , "   E ne r g i e s ,   v o l .   1 2,   2019 .   [ 17]   R .   F .   M u s t a pa ,   N .   D a h l a n ,   I .   M .   Y a s s i n ,   A .   H .   M .   N o r di n ,   M .   E .   M a h a da n ,   N .   H .   A hm a d ,   e t   al . ,   " N o n - L i ne a r   a nd   L i ne a r   B a s e l i n e   E ne r gy   M o de l l i ng   C o m pa r a t i v e   S t ud i e s   i E d uc a t i o na l   B ui l d i ng s , "   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   E ngi ne e r i n &   T e c hno l og y ,   v o l .   7,   pp .   61 - 66 ,   2018 .   [ 18]   B .   Y i l d i z ,   J .   I .   B i l ba o ,   J .   D o r e ,   a nd   A .   B .   S p r o ul ,   " R e c e n t   a dv a nc e s   i n   t h e   a na l y s i s   o f   r e s i d e nt i a l   e l e c t r i c i t y   c o ns um pt i o a nd  a pp l i c a t i o ns   o f   s m a r t   m e t e r   da t a , "   A pp l i e E ne r gy ,   v o l .   208 ,   pp .   402 - 427 ,   201 7/ 1 2/ 15/   2 017 .   [ 19]   G .   A c uña ,   C .   R a m i r e z ,   a n M .   C u r i l e m ,   " C o m pa r i ng   N A R X   a nd  N A R M A X   m o de l s   us i ng   A N N   a nd  S V M   f o r   c a s de m a nd   f o r e c a s t i ng   f o r   A T M , "   i n   T he   20 12  I n t e r nat i on al   J o i n t   C o n f e r e nc e   on  N e ur a l   N e t w or k s   ( I J C N N ) ,   201 2,   pp .   1 - 6.   [ 20]   V .   K .   J a i n,   A .   B a n e r j e e ,   S .   K um a r ,   S .   K um a r ,   a n S .   S .   S a m bi ,   " P r e di c t i v e   m o de l i ng   o f   a i ndu s t r i a l   U A S B   r e a c t o r   us i ng   N A R X   ne ur a l   ne t w o r k, "   i I R E C 20 15   T he   S i x t h   I n t e r na t i ona l   R e ne w abl e   E ne r gy   C o ngr e s s ,   201 5,   pp .   1 - 6.   [ 21]   H a v i l udd i a nd  N .   D e ng e n ,   " C o m pa r i s o o f   S A R I M A ,   N A R X   a nd  B P N N   m o de l s   i f o r e c a s t i ng   t i m e   s e r i e s   d a t a   o f   ne t w o r t r a f f i c , "   i 2016  2n I n t e r nat i o nal   C on f e r e nc e   on  Sc i e nc e   i I nf or m a t i on  T e c hno l og y   ( I C SI T e c h) ,   20 16 ,   pp.   26 4 - 269.   [ 22]   S .   J a i s w a l ,   M .   G .   W a t h ,   a nd   M .   S .   B a l l a l ,   " M o de l i ng   t he   m e a s u r e m e nt   e r r o r   o f   e ne r gy   m e t e r   us i ng   N A R X   m o de l , "   i 2016   I E E E   I n t e r na t i ona l   I ns t r um e nt a t i o and   M e as ur e m e nt   T e c h nol o gy   C on f e r e nc e   P r oc e e di ngs ,   2 016 ,   pp .   1 - 6.   [ 23]   M .   M a t ,   I .   M .   Y a s s i n ,   M .   N .   T a i b,   A .   Z a b i di ,   H .   A .   H a s s a n,   a nd   N .   M .   T a h i r ,   " A da pt i v e   F i l t e r   B a s e o N A R X   M o de l   f o r   R e c o r de d   A udi o   N o i s e   R e m o v a l , "   i n   I E E E   C o nt r ol   a nd  S y s t e m   G r adu at e   R e s e ar c C ol l oq i um , 2 010 .   [ 24]   Q .   A .   L ukm a n,   F .   A .   R u s l a n ,   a nd  R .   A dna n ,   " H o ur s   a he a o f   t i m e   f l o o w a t e r   l e v e l   p r e d i c t i o m o de l l i ng   us i ng   N N A R X   t e c hni que :   C a s e   s t udy   t e r e ng g a nu, "   i 2 016  7t I E E E   C o n t r o l   a nd  Sy s t e m   G r ad uat e   R e s e ar c C o l l oqu i um   ( I C SG R C ) ,   2 016 ,   pp.   1 04 - 108 .   [ 25]   R .   A dna n,   A .   M .   S a m a d,   Z .   M .   Z a i n ,   a nd   F .   A .   R us l a n ,   " ho ur s   f l o o pr e di c t i o m o de l i ng   us i ng   i m p r o v e N N A R X   s t r uc t ur e :   c a s e   s t udy   K ua l a   L um pur , "   i 2 014  I E E E   4 t I nt e r na t i ona l   C on f e r e nc e   on  Sy s t e m   E ngi ne e r i ng  and  T e c hno l ogy   ( I C SE T ) ,   2014 ,   pp .   1 - 5.   [ 26 ]   Z .   B o us s a a da ,   O .   C ur e a ,   A .   R e m a c i ,   H .   C a m bl o ng ,   a n N .   M r a be t   B e l l a a j ,   " A   N o nl i ne a r   A ut o r e g r e s s i v e   E xo g e no us   ( N A R X )   N e ur a l   N e t w o r M o de l   f o r   t h e   P r e d i c t i o o f   t he   D a i l y   D i r e c t   S o l a r   R a d i a t i o n, "   E ne r gi e s ,   v o l .   11,   20 18.   [ 27]   N .   T e h l a h,   P .   K a e w p r a d i t ,   a nd  I .   M .   M u j t a ba ,   " A r t i f i c i a l   ne ur a l   ne t w o r k   ba s e m o de l i ng   a nd  o pt i m i z a t i o o f   r e f i n e pa l m   o i l   p r o c e s s , "   N e ur oc om pu t i n g,   v o l .   2 16 ,   p p.   4 89 - 501 ,   12/ 5 /   201 6.   [ 28]   A .   H .   N ur y ,   K .   H a s a n ,   a n M .   J .   B .   A l a m ,   " C o m pa r a t i v e   s t udy   of   w a v e l e t - A R I M A   a nd  w a v e l e t - A N N   m o d e l s   f o r   t e m pe r a t u r e   t i m e   s e r i e s   da t a   i no r t he a s t e r B a ng l a de s h, "   J o ur n al   of   K i n Saud  U n i v e r s i t y   -   S c i e nc e ,   v o l .   29 ,   pp .   47 - 61,   1 / /   20 17.   [ 29]   S .   N a g u l a n ,   J .   S e l v a r a j ,   A .   A r una c ha l a m ,   a nd  K .   S i v a na nda m ,   " P e r f o r m a nc e   o f   a r t i f i c i a l   ne ur a l   ne t w o r i pr e d i c t i o o f   he a v e   d i s p l a c e m e n t   f o r   no n - buoy a nt   t y pe   w a v e   e ne r g y   c o nv e r t e r , "   I E T   R e ne w abl e   P o w e r   G e ne r at i on ,   v o l .   11,   p p.   81 - 84 ,   201 7.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.