I AE S  I nte rna t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   9 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 2 0 ,   p p .   25 ~ 32   I SS N:  2252 - 8938 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ai. v 9 .i 1 . p p 25 - 32           25       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Dev elo p m e nt  o f  optio n c  m ea sur e ment and v eri ficati o n  m o del   using  hybrid a rti f icia l neural ne tw o rk - cros s v a lida tion  techniqu e t o   qua n tif y  sa v ing       Wa n Na zira h Wa n M d Adna n 1 ,  No f ri  Yenit a   Da hla n 2 ,  I s m a il M us irin 3   1 Facu lt y   o f   E n g in ee r i n g   a n d   L if e  Scie n ce s ,   U n i v er s iti Se lan g o r ,   B estar i  J ay a,   Sela n g o r ,  Ma la y s ia   1, 2 ,3 Facu lt y   o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   U n i v er s iti T ek n o lo g i  MA R A ,   S h ah   Ala m ,   Se lan g o r ,   Ma la y s ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   J an   1 0 ,   2 0 20   A cc ep ted   J an   23 ,   2 0 20       T h is  p a p e r  a im s  to   d e v e lo p   a   h y b rid   a rt if icia l  n e u ra l  n e tw o rk   f o r  Op ti o n   C   M e a su re m e n t  a n d   V e rif ica ti o n   m o d e l  to   p re d ict  m o n t h ly   b u il d in g   e n e rg y   c o n su m p ti o n .   In   th is  w o rk ,   b a se li n e   e n e rg y   m o d e l  d e v e lo p m e n t  u sin g   a rti f icia l  n e u ra l  n e tw o rk s  e m b e d d e d   w it h   a rti f icia l  b e e   c o lo n y   o p ti m iza ti o n   a n d   c ro ss   v a li d a ti o n   tec h n iq u e   f o r  a   s m a ll   d a tas e t  w e r e   c o n sid e re d .   A rti f icia l   b e e   c o lo n y   o p ti m iza ti o n   w it h   c o e ff ici e n t  o f   c o rre latio n   f it n e ss   f u n c ti o n   w a s   u se d   in   o p ti m izin g   th e   n e u ra l  n e tw o rk   tr a in in g   p ro c e ss   a n d   se lec ti n g   th e   o p ti m a l  v a lu e s  o f   in it ial  w e ig h ts  a n d   b ias e s.  W o rk in g   d a y s,  c las s   d a y s  a n d   c o o li n g   d e g re e   d a y s   w e re   u se d   a s  in p u t  m e a n w h il e   m o n th ly   e lec tri c it y   c o n su m p ti o n   a s  a n   o u t p u t  o f   a rti f icia l  n e u ra l  n e t w o rk .   T h e   re su lt s  in d ica ted   th a t  th is  h y b rid   a rti f icia l  n e u ra l  n e tw o rk   m o d e l  p ro v id e d   b e tt e r  p re d ictio n   re su lt s  c o m p a re d   to   th e   o th e r  m o d e l.   T h e   b e st  m o d e l  w it h   th e   h ig h e st  v a lu e   o f   c o e ff icie n t  o f   c o rre latio n   w a s  s e lec ted   a s  th e   b a se li n e   m o d e l  h e n c e   is  u se d   to   d e term in e   th e   sa v in g .   K ey w o r d s :   A r ti f icial  B ee   C o lo n y   A r ti f icial  Ne u r al  Net w o r k   C r o s s   Valid atio n   E n er g y   Sa v in g   Me asu r e m en t &   Ver i f icatio n   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   W an   Naz ir ah   W an   Md   A d n a n ,   Facu lt y   o f   E n g i n ee r i n g   a n d   L i f e  Scie n ce s ,   Un i v er s iti  Selan g o r ,   B estar i J ay a,   Sela n g o r ,   Ma la y s ia.   E m ail:  w a n _ n az ir a h @ u n is e l.e d u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   r ec en t  y ea r s ,   m ea s u r e m e n t  an d   v er if icatio n   ( M & V )   h as  b ec o m e  t h e  p o p u lar   m et h o d   in   d eter m in i n g   en er g y   s a v i n g .   M & V  is   t h e  p r o ce s s   o f   u s i n g   m ea s u r e m en t s   to   r eliab l y   d eter m i n e  ac tu al  s a v i n g s   cr ea ted   in   r elativ e  to   th e  b aselin e  e n er g y .   T h is   p r o ce s s   is   i m p o r tan t  i n   en er g y   s a v i n g   f ield   i n   o r d er   t o   q u an ti f y i n g   s a v i n g .   T h e  M& V  p r o ce s s   in v o l v es  m o d eli n g ,   m e ter in g   an d   s a m p li n g   ac ti v itie s   w h ic h   cr ea te   u n ce r tai n tie s   i n   r ep o r tin g   o f   e n er g y   s av i n g s .   I t  i s   i m p o r tan t   to   p r ec is el y   co n s id er   th e   ac cu r ac y   a n d   d ev elo p   a n   ac cu r ate  M& V  m et h o d o lo g y   [1 - 2] .   I n   M& V,   th e  d e v elo p m en t  o f   a  b aseli n e  en er g y   m o d el  is   o n e  o f   th e  i m p o r tan t  s tep s   to   d eter m in e  t h e  r elatio n s h ip   b et w ee n   en er g y   co n s u m p tio n   a n d   in d ep en d e n t  i n p u t  v ar iab les.   T h u s ,   th e  b asel in e  e n er g y   m o d el  w as  u s ed   to   d ev elo p   an d   e s ti m ate  th e  ad j u s ted   b aseli n e  e n er g y   p atter n   h en ce   to   d eter m i n e  t h e  s av in g s .   T h er e  ar e  s ev e r al  e s tab lis h ed   p r o to co ls   an d   g u id eli n es  f o r   p er f o r m i n g   M & V  o f   e n er g y   s av in g s .   Am o n g   all  t h e  g u id eli n es,  I n te r n atio n al  P er f o r m a n ce   Me as u r e m en t  an d   Ver if icatio n   P r o to co l  ( I P MV P )   is   th e  m o s t  p r o m in e n t  an d   w id el y   u s ed   M& V  p r o to co l.  I P MV P   is   a   s u p p o r t  d o cu m en t   clea r l y   d escr ib es  th e   co m m o n   p r ac tice  i n   m ea s u r i n g ,   co m p u tin g   an d   r ep o r tin g   s a v in g s   ac h iev ed   b y   e n er g y   o r   w a ter   e f f ic ien c y   p r o j ec ts   at  en d   u s er   f ac il ities .   I t  p r esen ts   M & V  p r in cip les,  I P MV P   f r am e w o r k   a n d   ex p la n atio n s   o n   co m m o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938     I n t J   A r ti f   I n tell ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,  Ma r ch   20 20 :   25   –   32   26   M& V  i s s u es.  I P MV P   p r o v id es  f o u r   m ea s u r e m e n t   o p tio n s   t o   ev alu ate  t h e  s a v in g   [ 2 1 ]   ac co r d in g   to   th eir   ar ea   o f   ap p licatio n ,   Op tio n   A ,   B ,   C   a n d   D  w h er e  Op tio n   A :   Ke y   P ar a m eter   Me a s u r e m e n t,  Op tio n   B :  All   P ar am eter   Me as u r e m e n t s ,   Op tio n   C : W h o le  Faci lit y   a n d   Op t io n   D:  C alib r ated   Si m u latio n   [ 3 ] .   R ec en t l y ,   a  s t u d y   o f   th e  liter atu r e  r elatin g   t o   th e  M & V  h a s   b ec o m e  p o p u lar   all  ar o u n d   th e  w o r ld .   On e  o f   th e   in itiati v es   w as  t h e   s tu d y   o f   e n er g y   a n d   d e m a n d   i m p ac t  o f   th e  s tea m   f ee d   p u m p   r ef u r b is h m e n t  a n d   h ig h - p r ess u r e  tu r b in e  r e - b lad e   in   co al  f ir ed   p o w er   s tatio n   a i m ed   to   in cr ea s e  ef f icie n c y   i n   So u th   Af r ica  [ 4 ] .  Me an w h ile  i n   B r az il,  M& V  c o n ce p t  w a s   ap p lied   to   ev alu a t e  en er g y   e f f ic ien c y   p r o j ec t  b y   r ep lacin g   elec tr ic   s h o w er   w ith   s o lar   w ater   h ea ti n g   s y s te m   [ 5 ] .   I n   C h i n a,   [ 6 ]   r ep o r ted   th at  en er g y   s av in g   ca n   b e  g en er ated   f r o m   p o w er   lin e  tr an s f o r m a tio n   p r o j ec t.  R ec en t  s t u d y   b y   [7 - 8]   in v o lv ed   a  g r o u p s   o f   b u ild i n g   i n   U n ited   State s   to   s tu d y   th e  i m p ac t  o f   b u ild i n g   r etr o f itti n g   p r o j ec ts   to   en er g y   co n s u m p tio n   as  w ell  as  e n er g y   s a v in g .   A   n u m b er   o f   au th o r s   f r o m   Ma la y s ia   h a v e  ap p lied   M & V  to   s t u d y   t h e  i m p ac t  o f   e n er g y   s av i n g   in   t h e  co m m er cial   b u ild in g   a s   w ell   as   ed u ca tio n al  b u ild in g   [9 - 10] .   Mo s t  o f   th e   w id el y   u s ed   M & V  ap p l icatio n   w er e  e n er g y   ef f icien c y   li g h ti n g   r etr o f it  p r o j ec ts   to   im p r o v e  t h e  e f f icien c y   o f   t h e  li g h tin g   s y s te m   a n d   t o   r ed u ce   th e  en er g y   co n s u m p tio n   [ 1 1 - 14] .   A cc o r d in g   to   I P MV P ,   th e  b aselin e  e n er g y   d ev elo p m e n t  h as  b ee n   i d en tifie d   as  o n e  o f   th e  i m p o r tan t   an d   cr u cial   s tep s   i n   M & V.   Ke y   asp ec t s   i n   d e v elo p in g   th e   b aseli n e  e n er g y   r e s u lt in g   in   r ep o r tin g   en er g y   s a v i n g s   ar e  ac c u r ac y   a n d   u n ce r tai n t y   [ 3 ] .   T o   d ate,   m at h e m a tical  m o d el  u s i n g   li n ea r   r eg r e s s io n   is   t h e  m o s t  co m m o n   m et h o d   u s ed   i n   f o r m u lati n g   t h e  b ase lin e   en er g y   m o d el  [ 1 0 ,  15] .   No n eth ele s s ,   li n ea r   r eg r es s io n   o n l y   s u itab le  f o r   lin ea r   r elatio n s h ip   an d   m a y   co n tr ib u te  lar g e  er r o r   f o r   n o n - lin ea r   d ata.   A r ti f icial   Ne u r al  Net w o r k s   ( ANN)   h a s   b ee n   ap p lied   i n   s ev er al  w o r k s   to   r ep lace   th e  lin ea r   r eg r ess io n   m et h o d .   A NN  i s   o n e  o f   t h e  p o p u lar   tech n iq u es  f o r   f o r ec ast in g   th at  i m i tates  t h e  o p er atio n   o f   h u m a n   b r ain .   I t   h as  b ee n   u s ed   to   s o lv e  v ar io u s   en g i n ee r i n g   p r o b l e m s   [ 1 6 - 19] .   I n   o r d er   to   in cr ea s e  th e  p er f o r m an ce   o f   A N N   m o d el,   h y b r id izatio n   o f   ANN   w it h   v ar io u s   o p ti m izatio n   tec h n iq u es   to   a u to m a ticall y   f i n d   th e  o p ti m u m   ANN   p ar am eter s   as  o p p o s ed   to   th e  tr ial  an d   er r o r   tech n iq u e  w er e  in tr o d u ce d   b y   s o m e  r esear c h er s .   B y   d o in g   t h i s   w il l  lead   to   a  b etter   ANN  p er f o r m a n ce   ac c u r ac y   an d   s a v e  ti m e  f o r   e x p er i m e n ti n g .   Op ti m i za tio n   tec h n iq u es   i s   o n e  o f   a n   ar tific ial  i n telli g e n c e  m et h o d   th at  h av e   b ee n   w id el y   u s ed   b y   r esear c h er s   [ 2 0 - 21] .   T o   g et  th e  b est   r esu lt,  lar g e  tr ai n i n g   d ata  is   n ee d ed   as  A NN  lear n s   f r o m   e x a m p les.  W h e n   lar g e  d ata  s et  a r e  ea s il y   av a ilab le,   th er e  is   n o   p r o b lem   to   s p lit  t h e  d ata  in to   tr ain in g ,   v al id ati o n ,   an d   test i n g   s ets  i n   A NN.   Ho w e v er ,   th er e  ar e  s o m e  s it u atio n s   w h er e  th e  m e asu r ed   d ata  ar e  v er y   li m i ted ,   ex p en s iv e  o r   d if f ic u lt  to   f i n d .   I n   s u ch   ca s e s ,   th e  allo ca tio n   o f   th e  a v ailab le  d ata  to   tr ain ,   v alid ,   an d   test   is   th e  m ai n   c h allen g e  to   b u ild   an   ac cu r ate  A N N   p r ed ictio n   m o d el.   T h e  A NN  m o d el  is   s e n s iti v e  to w ar d s   t h e  in p u t s   a n d   o u tp u t s   d ata,   w h er e  f e w er   n u m b er   o f   in p u t s   an d   o u tp u ts   d ata  m a y   r e d u ce   its   ac cu r ac y .   T o o   s m all  d ata  m a y   n o t b e  ab le  to   tr ain   th e  n et w o r k   p r o p er ly   an d   m a y   n o t b e  ab le  to   ev alu at e  th e  n et w o r k   p er f o r m an ce   ac cu r atel y   [ 2 2 ] .    Op tio n   C   d ata  w er e  d er iv ed   f r o m   th e  m o n th l y   u tili t y   b il ls   an d   u s u al l y ,   o n l y   a  s m all   d ataset  is   av ailab le.   T h er ef o r e,   t h e  a v ailab le  d ata  w er e  i n s u f f icien t  to   tr ain   t h e  n et w o r k   an d   p r ed ict  th e  e n er g y   co n s u m p tio n .   I n   v ie w   o f   th e  a b o v e  m e n tio n ed   f ac ts ,   s e v er al  s a m p li n g   tech n iq u e s   w er e  s t u d ied   to   in cr ea s e  th e   ac cu r ac y   o f   s m all  d ata  an d   th e  m o s t  co m m o n   tech n iq u e s   u s ed   is   cr o s s - v alid atio n   ( C V)   [ 2 2 - 24] .   T h is   s tu d y   f o cu s es  o n   t h e  d ev e lo p m en t  o f   Op tio n   C   b a s e li n e  en er g y   m o d el  a n d   th e  h y b r id ize tio n   o f   A NN  w it h   A B C   o p tim izatio n .   C r o s s   Valid atio n   ( C V)   is   in te g r ated   w i th   t h is   h y b r id   ar tif icial  n eu r al  n e t w o r k   ( HANN )   to   g et  a  b etter   ac cu r ac y   o f   A NN  p r ed i ctio n .   T h is   m et h o d   m a y   av o id   an y   o v er f it tin g   o f   t h e  d ata.   Ov er f itti n g   cr ea te s   th e   n et w o r k   to   m e m o r ize  tr ai n i n g   p atter n s ,   b u t   t h e y   ca n n o t  g en e r alize   w ell  to   n e w   d ata   ( test i n g   s e t)   an d   g e n er ates   p o o r   ac cu r ac y .   T h is   c h ap ter   i s   o r g an i s ed   as   f o llo w s :   Sectio n   2   b r ief l y   e x p lai n s   th e   p r o p o s ed   Op tio n   C   M & V   HANN   m o d el  in cl u d i n g   b a s el in e  m o d el  d ev elo p m e n t  a n d   s av in g   ca lc u lat io n s .   Sectio n   3   d is cu s s es  th e  r e s u l t   o f   th e  p r o p o s ed   m et h o d s .   Fi n a ll y ,   Sectio n   4   p r o v id es th e  co n clu s io n .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   As  s av i n g s   ca n n o t  b e  d ir ec tl y   m ea s u r ed   i n   M & V ,   t h e  s av in g s   ca n   b e  d eter m i n ed   b y   co m p ar in g   th e   m ea s u r ed   en er g y   u s ed   b ef o r e  an d   af ter   E C M  i m p le m e n tatio n .   Fig u r e  1   s h o w s   t h e  en er g y   u s e  d u r i n g   b aseli n e   p er io d   an d   p o s t  r etr o f it  p er io d .   T h e  b aselin e  p er io d   is   th e  t i m e  b e f o r e  th e  r etr o f it   in s talla tio n   w h ile  t h e  p o s t   r etr o f it  p er io d   is   th e  i n ter v al  a f ter   in s tall in g   t h e  E C M.   A cc o r d in g   to   t h e  I P MV P ,   to   p r o p er l y   ca lcu late  s a v i n g s   u s i n g   M & V,   t h e  b a s eli n e  e n e r g y   m o d el  i s   f ir s t   d ev elo p ed   t o   d eter m in e   th e   r elatio n s h ip   b et w ee n   e n er g y   u s e  an d   i n d ep en d en t  v ar iab les   u s i n g   r eg r es s io n   an al y s is .   T h e  i n d ep en d en t  v ar iab le  is   a  p ar a m eter   th at   is   ex p ec ted   to   ch an g e  r e g u lar l y   a n d   h av e   i m p ac t  o n   e n er g y   u s e .  T o   f a ir l y   co m p ar e  t h e  e n er g y   u s e   b ef o r e  an d   af ter   th e   E C M  i m p le m e n tatio n ,   th e  v a r iab le  co n d itio n s   i n   b aseli n e  an d   p o s t  r etr o f it   p er io d   m u s t  b e  s i m ilar   to   s o m e   ex ten t.  I n   s u c h   ca s e,   t h e  b asel in e  en er g y   m o d el  is   n ee d ed   to   ad j u s t  th e  b aselin e  e n er g y   to   th e  s a m e  v ar iab les   co n d itio n   as  i n   t h e  p o s t - r etr o f it  p er io d .   I n   o th er   w o r d ,   th e   b aselin e  en er g y   m o d el  is   u s ed   to   esti m ate  h o w   m u c h   e n er g y   w o u ld   h av e  u s e d   if   th er e  h a d   b ee n   n o   r etr o f it   i m p le m en tatio n .   T h is   es ti m atio n   r ef er s   to   t h e  ad j u s ted   b aselin e  en er g y   i n   th e  p o s t - r etr o f it  p h ase.   T h is   ad j u s ted   b aselin e  en er g y   is   co m p a r ed   w it h   th e  e n er g y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A r ti f   I n tell   I SS N:  2252 - 8938       Dev elo p men t o f o p tio n   c  mea s u r eme n t a n d   ve r ifica tio n   mo d el   u s in g ... ( W a n   N a z i r a h   W a n   Md   A d n a n )   27   u s e  i n   th e  p o s t - r etr o f it  p h a s e  t o   d eter m i n e  s a v in g s .   T h e  less er   th e  er r o r   in   th e   b aselin e  m o d el,   th e  b etter   th e  ac cu r ac y   le v el  o f   t h e  en er g y   s av in g s   r ep o r ted .           Fig u r e  1 .   M& V  C o n ce p tu al  Fr a m e w o r k       T h e  d ev elo p m e n t  o f   Op tio n   C   M& V  H A NN  Mo d el  w a s   d iv id ed   in to   t w o   p h ases ,   1 )   M& V  B aselin e   E n er g y   De v elo p m e n t  p h ase  a n d   2 )   P o s t - r etr o f it  Sav i n g   C al cu latio n   p h a s e.   I n   th e  p r ev io u s   s tu d y ,   t h e  b aselin e   en er g y   m o d el  f o r   Op tio n   C   was  d ev elo p ed   u s in g   A NN  w i th   C V  r esa m p li n g   tech n iq u e  [ 2 5 ] .   I n   th is   s t u d y ,   a n   i m p r o v ed   b aseli n e  m o d el  w as   co n ce r n ed   b y   u s i n g   th e   s elec tio n   o f   b est  m et h o d s   i n   [ 2 5 ]   w h ic h   w er e  6 , 9   an d   2 0   n u m b er   o f   n eu r o n s   in   h id d en   la y e r.     2 . 1 .     M &V  B a s eline  M o del D ev elo p m e nt    I n   t h e  M & V  b ase lin e   en er g y   m o d el  p h a s e,   t h e  b aseli n e  e n er g y   m o d el  w as   d ev elo p ed   u s i n g   C V   r esa m p li n g   tec h n iq u es  s in ce   l i m ited   d ata  w er e  av ai lab le  f o r   th is   s t u d y .   T h e  C V  r esa m p l i n g   tec h n iq u es  w er e   in tr o d u ce d   to   im p r o v e  th e  p r ed ictio n   ac cu r ac y   o f   Op tio n   C .   T h ese  tech n iq u es  al s o   o v er co m e  th e  p r o b lem   o f   o v er f itti n g ,   to   ch ec k   t h e  m o d el  r o b u s tn es s   an d   g e n er alis atio n   ab ilit ies  f o r   a  s m al l  d ata  ap p licatio n   i n   p r ed ictin g   e n er g y   co n s u m p tio n   f o r   Op tio n   C .   A B C   o p ti m iz atio n   w as  a p p lied   to   d ev elo p   th e  H A NN  b ase lin e   en er g y   m o d el.   AB C   w as  e m b ed d ed   w i th   C V  to   tr ai n   th e  n et w o r k   to   o p ti m is e  t h e  s y n ap tic  w ei g h ts   a n d   b iase s   an d   p r ed ict  th e  b asel in e   en er g y   co n s u m p tio n .   A   s tep - by - s te p   f lo w ch ar t o f   t h e  H ANN - C V   m o d el   d ev elo p m e n t  is   s h o w n   in   F i g u r e  2 .  O n ce   all   th e  s e tti n g   h as   b ee n   d eter m in ed ,   th e  C V  r e s a m p li n g   tec h n iq u es  w er e  ap p lied   to   s p lit  th e  d ata  s et  i n to   tr ain i n g ,   v alid atio n ,   an d   test i n g   s et s .   T h en ,   th e  A B C   o p ti m i s ati o n   tech n iq u e  w a s   ex ec u ted   an d   f it n es s   f o r   ea c h   s et  o f   d ata  w as   ev al u ated   b y   ca lli n g   th e   A NN   p r o g r a m m e ,   w h er e  ANN  w a s   tr ain ed   to   m ax i m i s e  t h e  f it n e s s   w h ic h   w as c o ef f icie n t o f   co r r elatio n   ( R ) .   A B C   is   al s o   a  s w ar m - b a s ed   o p ti m is a tio n   tec h n iq u e,   p r o p o s ed   b y   [ 2 6 ] .   I t  is   in s p ir ed   b y   th e  f o r ag i n g   b eh av io u r   o f   b ee s   to   f i n d   t h e  o p ti m al  s o lu tio n .   Gen er all y ,   A B C   o p ti m is atio n   i s   co m p o s ed   b y   f o u r   m ai n   p h ases ,   w h ich   ar e  in itial is atio n ,   e m p lo y ed   b ee ,   o n lo o k er   b e e,   an d   s co u t  b ee   p h ases .   I n   ad d itio n ,   th e  p r o p o s e d   HANN - C V  tec h n iq u e  w a s   i m p le m en ted   u s i n g   t h e  f o llo w in g   s tep s :   1.   I n   th e  i n itiali s atio n   p h ase,   t h e  A B C   co n tr o l  p ar a m eter s   w er e  p r escr ib ed .   T h er e  ar e   th r ee   co n tr o l  p ar am eter s :  th e  co lo n y   s ize,   th e  f o o d   n u m b er   an d   t h e  m ax i m u m   c y cle  n u m b er .   T h e  n u m b er   o f   p ar am eter s   to   b e  o p tim i s ed ,   D  w as  b ased   o n   th e  n u m b er   o f   n eu r o n s   i n   th e  h id d en   la y er .   I n   th is   w o r k ,   th e  o p tim is ed   p ar a m eter s   ar e  th e  n u m b er   o f   s y n ap tic  w ei g h t s   an d   b iases .     2.   A B C   r an d o m l y   g e n er ated   in it ial  p o p u latio n   ( f o o d s )   w h ic h   ar e  in itial   w ei g h t s   a n d   b iases   u s i n g   ( 1 ) .   T h e  in itial   p o p u latio n   w as  e v al u at e d   b y   ca lli n g   th e   A NN  p r o g r a m m e,   w h er e  A NN  w a s   tr ai n e d   to   m ax i m is e  th e  f itn e s s   w h ic h   is   t h e  co ef f ic ien t o f   co r r elatio n   a n d   ca lcu lat e  th e  f i tn e s s   v alu e s   as   ( 2 ) .     = +  ( 0 , 1 ) (  − )   ( 1 )     = { 1 1 + , ≥ 0 1 +  ( ) , < 0   ( 2 )     W h er e    is   th e  in itial  p o p u latio n   o r   in itial  f o o d s   ( cu r r en t  ca n d id ate  s o lu tio n ) ,   th e  p ar a m ete r s   to   b e   o p tim is ed ,     is   th e   lo w er   b o u n d   o f   th e  p ar a m eter ,      is   t h e  u p p er   b o u n d   o f   th e   p ar a m eter ,     is   t h e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938     I n t J   A r ti f   I n tell ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,  Ma r ch   20 20 :   25   –   32   28   f it n es s ,   an d     is   t h e  f it n es s   o f   t h e  s o lu tio n .   T h en ,   t h e  b est f itn e s s   v a lu e  a n d   f o o d s   w er e  r ec o r d ed .   3.   I n   th e  e m p lo y ed   b ee   p h a s e,   th e  n e w   ca n d id ate  s o lu tio n s   o r   n e w   f o o d s   w er e  p r o d u ce d   f r o m   it s   n eig h b o u r i n g   s o lu tio n ,   u s in g   ( 3 ) .     , = , + ∅ , ( , − . )   ( 3 )     W h er e  ,   is   th e  n e w   ca n d id ate  s o lu tio n ,   ,   is   th e  c u r r en t  ca n d id ate  s o lu tio n ,   .   is   t h e   n eig h b o u r i n g   ca n d id ate  s o lu t i o n ,   an d   ∅ ,   is   a  r an d o m   n u m b er   b et w ee n   −1   an d   1 .     4.   T h en ,   th e  f i tn e s s   w as  e v al u at ed   f o r   ea ch   s et  o f   f o o d   b y   ca l lin g   t h e  A N N  p r o g r a m m e.   Gr ee d y   s elec tio n   w a s   ap p lied   b et w ee n   t h e  c u r r en t  ca n d id ate  s o l u tio n   a n d   th e   n e w   ca n d id ate  s o l u tio n .   I f   th e   f it n e s s   o f   t h e   f o o d   s o u r ce   o f   th e  e m p lo y ed   b ee   b etter   th an   th e  cu r r en t  ca n d id ate  s o lu tio n ,   th e  s o l u tio n   i s   r ep lace d   w it h   th e  n e w   ca n d i d ate  an d   th e  tr ial   co u n ter   is   r eset.   5.   I n   th e  o n lo o k er   b ee   p h ase,   th e  n e w   ca n d id ate  s o l u tio n s   w er e  p r o d u ce d   ac co r d in g   to   ( 3 )   d ep en d in g   o n   t h e  p r o b a b ilit y ,     as  in   ( 4 ) .   T h e  p r o b ab ilit y   w a s   s elec ted   u s i n g   R o u lette  W h ee l  s elec tio n   m ec h a n is m .   T h en ,   Gr ee d y   Sel ec tio n   w as   ap p lied   b et w ee n   t h e  n e w   ca n d id ate  a n d   th e   cu r r en t  ca n d id ate  to   s e lect  th e   b etter   s o lu tio n .     = ∑  = 1   ( 4 )     6.   T h e  p o s itio n   o f   t h e  b est  f o o d   s o u r ce   w a s   m e m o r ized   an d   r ec o r d ed .   I f   th e  p o s itio n   ca n n o t b e  i m p r o v ed   o r   a  p r ed ef in ed   li m it,  t h e n   th e  f o o d   s o u r ce   is   ab an d o n ed .     7.   T h er ef o r e,   in   th e  s co u t  b ee   p h ase,   to   d is co v er   t h e  ab an d o n ed   s o lu tio n   an d   r ep lace   it  w it h   t h e  n e w  s o lu tio n ,   th e   s co u t   b ee   r an d o m l y   s ea r c h ed   u s in g   ( 1 ) .   T h en ,   th e  A N N  w as  ca lled   an d   e v alu ated   f o r   a  n e w  s o lu tio n .   T h e  b est f itn e s s   v al u e  an d   f o o d   s o u r ce   w er e  r ec o r d ed .     8.   T h e  p r o ce s s   co n tin u ed   u n ti l  th e  m a x i m u m   c y c le  n u m b er   w as  r ea ch ed .   T h e  iter atio n   w ill  s to p   ex ec u ted   w h e n   all  th e  d ataset s   h a v e  b ee n   tr ain ed   an d   ev a lu ated .   I n   t h is   ca s e,   t h e  n e t w o r k s   r u n   f o r   5   tim e s   d u e  to   th e  5 - f o ld   o f   C V  d ata s et  w er e  cr ea ted .   T h en ,   th e  a v er ag e   v al u es  o f   all  p er f o r m an ce   f u n ct io n s   w er e  ca lcu lated   an d   s a v ed .     T h e  R  p er f o r m a n ce   o f   H A NN - C V  an d   A NN - C V  [ 2 5 ]   in   all  b aselin e  en er g y   m o d els   w er e  co m p ar ed .   T h e  h ig h er   R   i n d icate s   t h e  s tr o n g   co r r elatio n   b et w ee n   th e  t ar g eted   an d   th e  p r ed icted   o u t p u t ,  w a s   s elec ted   as   th e  b est   m o d el   an d   u s ed   f o r   p r ed ictin g   t h e  ad j u s ted   b aseli n e  m o d el  i n   t h e  p o s t - r etr o f it   s a v i n g   ca lc u latio n   p h ase  as  w ell  a s   d eter m i n in g   e n er g y   s a v i n g     2 . 2 .    Appl y ing   H ANN  m o del  f o r  det er m ini ng   ener g y   s a v ing s   in po s t - re t ro f it   I n   th is   p h ase,   t h e  p o s t - r etr o f it   d ata  w er e  u s ed   to   d eter m i n e  t h e  ad j u s ted   b aseli n e  to   q u an t if y   s a v i n g s .   I n   p r in cip le,   M & V   q u a n ti f ie s   en er g y   s av in g s   b y   co m p ar in g   en er g y   co n s u m p tio n   b e f o r e  an d   af ter   t h e  r etr o f itti n g   p r o ce s s .   T h e  en er g y   co n s u m p tio n   a f ter   t h e  r etr o f i ttin g   p r o ce s s   is   k n o w n   as   th e   p o s t - r etr o f it e n er g y   co n s u m p tio n .   T h e  p o s t - r etr o f i t  in p u t  d ata  w er e   lo ad ed   in to   th e  H ANN - C V   b aseli n e  e n er g y   m o d el   to   p r ed ict  th e  o u tp u t.  T h e  p r ed icted   o u tp u t  is   k n o w n   as  th e  ad j u s te d   b aselin e  e n er g y .   Sa v i n g s   i n   ter m s   o f   e n er g y   av o id ed   w er e  d eter m i n ed   f r o m   t h e  d if f er en ce s   b et w ee n   th e   ad j u s ted   b aselin e  e n er g y   an d   p o s t - r etr o f it  e n er g y   co n s u m p tio n   as in   ( 5 ) .     =  −    ( 5 )     W h er e    is   th e  en er g y   a v o id ed ,      is   th e  ad j u s ted   b aseli n e  e n er g y ,   an d      is   th e  p o s t - r etr o f it   en er g y   co n s u m p tio n .       2 . 3 .    Da t a   c o llect io n    Fo r   Op tio n   C ,   th e  b aselin e  a n d   p o s t - r etr o f it  d ata  w er e  o b tain ed   o n   m o n t h l y   b asis   f r o m   t h e  Facilit y   Ma n ag e m e n t  O f f ice,   Un i v er s i ti  T ek n o lo g i  Ma r a  ( UiT M) ,   Sh ah   A la m ,   Sela n g o r ,   Ma la y s ia ,   ex ce p t  C DD.   T h e  C DD  d ata   w er e  o b tain ed   f r o m   Ma la y s ian   Me teo r o lo g ical   Dep ar t m e n t.  T h e  w h o le  d at aset  o f   Fac u lt y   o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   UiT M  is   p r esen ted   as i n   T ab le  1   w it h   th e  m i n i m u m ,   m a x i m u m ,   a n d   m ea n   v al u es.    T h e  d ata  w er e  d i v id ed   in to   t wo   t y p es:  1 )   2 3   m o n t h l y   e n er g y   an d   i n d ep en d en t   v ar iab les   b aselin e   d ata   in   2 0 1 2   to   2 0 1 4   an d   2 )   2 0   m o n th l y   p o s t - r etr o f i t d ata  f r o m   2 0 1 4   to   2 0 1 6 .   T h r ee   i n p u t  v ar ia b les  w er e  m ea s u r ed   in   d ev e lo p in g   t h e  b aseli n e  en er g y   m o d el:  w o r k i n g   d a y s ,  clas s   d a y s   a n d   co o lin g   d eg r ee   d a y s .   T h ese   p ar am eter s   w er e  as s ig n ed   as  A N N  in p u t  a n d   th e  tar g eted   o u tp u t  f o r   th e  b aseli n e  w h ic h   w as  t h e  m o n th l y   elec tr icit y   co n s u m p tio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A r ti f   I n tell   I SS N:  2252 - 8938       Dev elo p men t o f o p tio n   c  mea s u r eme n t a n d   ve r ifica tio n   mo d el   u s in g ... ( W a n   N a z i r a h   W a n   Md   A d n a n )   29   T ab le  1 .   Op tio n   C   I P MV P   –   s t atis tical  d ata  f o r   b aseli n e  an d   p o s t - r etr o f it   P a r a me t e r   R a n g e   M e a n   B a se l i n e   i n p u t :   c l a ss  d a y s   0  –   21   14   B a se l i n e   i n p u t :   c o o l i n g   d e g r e e   d a y s   4 6 8   –   6 2 8   5 6 3   B a se l i n e   i n p u t :   w o r k i n g   d a y s   21   3 . 1 4 3 ° C   B a se l i n e   o u t p u t :   e l e c t r i c a l   e n e r g y   c o n su m p t i o n   1 0 9 6 4 2 k W h - 1 5 9 2 2 6 k W h   1 3 8 5 0 7 k W h   P o st   R e t r o f i t   i n p u t :   c l a ss  d a y s   0  –   23   14   P o st   R e t r o f i t   i n p u t :   c o o l i n g   d e g r e e   d a y s   5 1 1   –   6 4 9   5 7 9   P o st   R e t r o f i t   i n p u t :   w o r k i n g   d a y s   1 7   –   23   21   P o st   R e t r o f i t   o u t p u t :   e l e c t r i c a l   e n e r g y   c o n su mp t i o n   6 3 0 0 2 k W h - 1 1 3 6 1 3 k W h   8 6 3 7 7 k W h       S T A R T I n i t i a l i z e   A B C   p a r a m e t e r s C a l c u l a t e   n e c t a r   a m o u n t :   O b j V a l   a n d   F i t n e s s   ( O p t i m i z e d   t h e   o b j e c t i v e   f u n c t i o n ) D e t e r m i n e   n e w   f o o d   p o s i t i o n C a l c u l a t e   n e c t a r   a m o u n t :   O b j V a l   a n d   F i t n e s s     N o C a l c u l a t e   P r o b a b i l i t i e s Y e s Y e s N o D e t e r m i n e   n e w   f o o d   p o s i t i o n C a l c u l a t e   n e c t a r   a m o u n t :   O b j V a l   a n d   F i t n e s s     G r e e d y   S e l e c t i o n G r e e d y   S e l e c t i o n A l l   o n l o o k e r s   d i s t r i b u t e d ? M e m o r i z e   t h e   p o s i t i o n   o f   t h e   b e s t   f o o d   s o u r c e i = i + 1 N o Y e s P r o d u c e   n e w   p o s i t i o n   f o r   t h e   a b a n d o n e d   f o o d   s o u r c e . C a l c u l a t e   n e c t a r   a m o u n t :   O b j V a l   a n d   F i t n e s s     S t o p p i n g   c r i t e r i a I t e r   > M C N ? N o Y e s I t e r   = i t e r   +   1 R a n d o m l y   g e n e r a t e   A N N   s y n a p t i c   w e i g h t s   a n d   b i a s e s T r a i n   A N N   t o   m a x   R A l l   e m p l o y e d D i s t r i b u t e d ? I N I T I A L I Z A T I O N &   R E S A M P L I N G   P H A S E R a n d o m   n o   <   p r o b ( i ) ? E M P L O Y E D   B E E   P H A S E P R O B A B A L I T Y O N L O O K E R   B E E   P H A S E S C O U T   B E E   P H A S E M E M O R I Z E   B E S T   P O S I T I O N T r a i n   A N N   t o   m a x   R T r a i n   A N N   t o   m a x   R T r a i n   A N N   t o   m a x   R S a v e   o p t i m a l   v a l u e s R a n d o m l y   g e n e r a t e   i n d i c e s   n u m b e r P a r t i t i o n   d a t a   i n t o   k - s u b s a m p l e s P a r t i t i o n   d a t a   i n t o   k - s u b s a m p l e s   b a s e d   o n   g e n e r a t e d   i n d i c e s   n u m b e r C r o s s   V a l i d a t i o n   r e s a m p l i n g   t e c h n i q u e k = 1 E N D A l l   d a t a s e t   e v a l u a t e d ? k = k + 1 D a t a   c o l l e c t i o n :   B a s e l i n e   i n p u t   a n d   t a r g e t e d   o u t p u t       O p t i o n   C   I P M V P Y e s N o     Fig u r e  2 .   Flo w c h ar t o f   H A N N - C V  m o d el     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938     I n t J   A r ti f   I n tell ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,  Ma r ch   20 20 :   25   –   32   30   3.   RE SU L T S  A ND  D I SCU SS I O N     T h is   s ec tio n   e x p lain s   t h e   r es u lt  o f   b ase lin e   en er g y   m o d el   u s i n g   C V  r esa m p li n g   tec h n iq u es   w h ich   w er e  i n co r p o r ated   w ith   AN N  an d   A B C .   T h e  H A NN   a n d   A NN  m et h o d s   f r o m   t h e  p r ev io u s   p ap er   w er e  co m p ar ed   at  t h e  en d   o f   th i s   s ec tio n .   T h e  p er f o r m a n ce   b et w ee n   t h e  tar g e ted   an d   p r ed icted   o u tp u t  w er e   ev alu a ted   an d   co m p ar ed   to   f i n d   t h e  m o s t   ac cu r ate   m eth o d .   T h e  m o d el  w i th   t h e  h i g h e s t   v al u es   o f   R   w as   s elec ted   as  t h e  m o s t  ac cu r ate   b aselin e  e n er g y   m o d el  a n d   u s ed   i n   th e  p o s t  r etr o f it  p h a s e  to   ca lcu late  t h e   ad j u s ted   b aselin e  en er g y   m o d el,   h en ce   to   d eter m i n e  th e  e n er g y   s av i n g .       3 . 1 .     B a s eline  ener g y   m o del  dev elo p m ent   re s ult s   T h e  n et w o r k   co n f i g u r atio n s   w it h   6 ,   9 ,   a n d   2 0   n e u r o n s   in   t h e  h id d en   la y er   w er e  ap p lied   to   HANN - C V.   I n   t h is   s t u d y ,   A B C   w as   i m p le m e n ted   in   A NN   an d   e v al u ated   to g e th er   w it h   t h e  C V   m eth o d   to   a v o id   tr ial   an d   er r o r   m et h o d   an d   in cr ea s e  th e  ac cu r ac y   o f   t h e  en er g y   b aselin e  m o d el.   Fo r   ea ch   s ele cted   n eu r o n   in   t h e  h id d en   la y er ,   f iv e   iter atio n s   o f   tr ai n i n g ,   v alid atio n ,   an d   test in g   s et s   w er e  p er f o r m ed ,   an d   th e  p er f o r m an ce   o f   ea ch   f o ld   w as  m ea s u r ed   p er f o r m a n ce   ev al u atio n   f u n ctio n s .   T h e  av er ag e  R te s t  a n d   R a ll  v al u es  f o r   ea ch   s u b s a m p le  is   tab u lated   i n   T ab l e  2 .   Fro m   T ab le  2 ,   th e  av er a g e  R te s t  a n d   R all  v al u es  f o r   all  s u b s a m p le s   w er e   ab o v e  0 . 9 3 ,   in d icate s   a   clo s e   m atc h   b et w ee n   th e   m ea s u r e d   an d   p r ed icted   en er g y   co n s u m p tio n   d u r in g   t h e   test i n g   a n d   o v er all  tr ain i n g   p r o ce s s es.    I n   o r d er   to   clea r ly   s h o w   t h e  o v er all  p er f o r m an ce   o f   A N N - C V  an d   HA NN - C V  w it h   th e  co m b in at io n   o f   6 ,   9 ,   an d   2 0   n eu r o n s   in   th e   h id d en   la y er ,   th ese  m o d els  wer e  co m p ar ed   to   ea ch   o th er   as   s h o w n   in   T ab le  3 .  I n   co m p ar is o n   to   A NN - C V  m et h o d ,   th e  av er a g e  R   v al u es   o f   H A NN - C V  o b tain ed   b etter   r esu lts   i n   ter m s   o f   ac cu r ac y   a n d   r o b u s tn e s s .   T h i s   r esear ch   f i n d s   o u t  t h at  t h e  r esa m p li n g   tec h n iq u e  w i th   H A N N,   w as  ab le  to   p r o d u ce   b etter   r esu lt  an d   p r ed ict  a  m o r e  ac cu r ate  en er g y   co n s u m p t io n   t h an   t h e  m et h o d s   w it h   A N N - C V.   T h e   v alu e s   f o r   all  a v er ag e   co ef f ic ien t  o f   co r r ela tio n   f o r   H A N N  m et h o d   w er e  g r ea ter   t h an   0 . 8 6 .   T h ese  r esu lt s   in d icate   t h e  H A NN  m et h o d   w it h   li m i ted   d ata  av ailab le  av o id   n et w o r k   o v er f itti n g   a n d   p r o d u ce   a  v er y   h ig h   p r ed ictio n   ac cu r ac y   m o d el.   O n   a v er ag e,   H ANN - C V  m o d el   w it h   6   n eu r o n s   i n   th e   h id d en   la y er   h a v e  h ig h e r   av er ag e  ac cu r ac y   co m p ar ed   to   th e  o th er   t w o   m o d els .  E v e n   th o u g h   t h e  R _ v a lid   v al u es  wer e  lo w er   t h an   t h e   o th er   v alu e s ,   it  w a s   s till   ac ce p tab le  an d   m et  th e  I P MV P   r e q u ir e m e n t.  T h e  ca p ab ilit y   o f   A N N  to   lear n   an d   p r ed ict  is   s u p p o r ted   b y   th e  d e g r ee   o f   ac ce p t ab ilit y   o f   t h e  tr a in i n g ,   v alid atio n ,   a n d   test i n g   s ets p er f o r m an ce .         T ab le  2 .   T h e  ef f ec t o f   n u m b er   o f   n e u r o n s   i n   h id d en   la y er   o n   av er ag e  co ef f icie n t o f   co r r elat io n   o f   s u b s a m p le s   R _ test   an d   R _ all  f o r   o p tio n   C   I P MV P   –   HA NN - C V.   N e u r o n s i n   h i d d e n   l a y e r   S u b s a m p l e 1   S u b s a m p l e 2   S u b s a m p l e 3   S u b s a m p l e 4   S u b s a m p l e 5   R _ t e st   R _ a l l   R _ t e st   R _ a l l   R _ t e st   R _ a l l   R _ t e st   R _ a l l   R _ t e st   R _ a l l   6   0 . 9 9 5 2 4   0 . 9 8 1 7 4   0 . 9 6 0 8 7   0 . 9 4 6 7 4   0 . 9 9 6 4 6   0 . 9 8 2 4 0   0 . 9 7 0 9 0   0 . 9 3 8 4 0   0 . 9 9 5 5 3   0 . 9 7 1 8 2   9   0 . 9 6 5 4 1   0 . 9 4 3 2 5   0 . 9 9 7 1 1   0 . 9 7 2 1 3   0 . 9 6 6 6 5   0 . 9 5 5 6 5   0 . 9 8 7 5 7   0 . 9 6 6 0 2   0 . 9 7 6 6 6   0 . 9 3 8 0 7   20   0 . 9 8 1 6 2   0 . 9 3 4 5 7   0 . 9 6 1 4 7   0 . 9 5 8 1 6   0 . 9 8 2 0 8   0 . 9 4 7 3 3   0 . 9 7 9 0 0   0 . 9 5 0 7 5   0 . 9 7 2 1 5   0 . 9 3 8 9 1       T ab le  3 .   T h e  ef f ec t o f   n u m b er   o f   n e u r o n s   i n   h id d en   la y er   o n   R   f o r   o p ti o n   C   I P MV P   –   C o m p ar is o n   b et w ee n   A N N - C V  a n d   HANN - CV   N e u r o n s i n   h i d d e n   l a y e r   H A N N - CV   A N N _ C V   R _ t r a i n   R _ v a l i d   R _ t e st   R _ a l l   R _ t r a i n   R _ v a l i d   R _ t e st   R _ a l l   6   0 . 9 7 9 3 1 3   0 . 8 8 8 6 6 5   0 . 9 8 3 8 0 0   0 . 9 6 4 2 2 2   0 . 8 9 9 5 1 0   0 . 7 5 9 1 0 0   0 . 8 5 8 0 7 0   0 . 8 7 2 4 8 0   9   0 . 9 6 4 4 7 3   0 . 8 6 6 7 8 7   0 . 9 7 8 6 8 0   0 . 9 5 5 0 2 5   0 . 8 9 1 2 8 3   0 . 7 2 8 8 4 5   0 . 8 7 1 9 5 2   0 . 8 7 3 1 2 9   20   0 . 9 5 2 4 4 9   0 . 8 8 8 9 9 0   0 . 9 7 5 2 6 2   0 . 9 4 5 9 4 4   0 . 9 0 7 0 7 2   0 . 8 4 8 0 5 4   0 . 8 1 1 1 6 9   0 . 8 6 2 6 4 9       E v en   t h o u g h   th e  H A N N - C V   m o d el  w it h   6   n e u r o n s   i n   h i d d en   la y er   h as  m u ch   b etter   p r ed ictio n   r esu lt s   th a n   t h e  m o d el  w it h   9   an d   2 0   n eu r o n s   i n   h id d en   la y e r   b ased   o n   th e  av er ag e  v al u e,   th e  m o d el  w it h   2 0   n eu r o n s   w a s   c h o s e n   a s   t h e  b est  m o d el   b ased   o n   th e   h ig h e s t  v alu e s   o f   all   co ef f icie n t   o f   co r r elatio n   r es u lts ,   R _ tr ain ,   R _ v alid ,   R _ test   a n d   R _ all.   T h is   s elec ted   m o d el  ac h iev ed   th e   R _ all   o f   0 . 9 9 0 8 9 0   an d   R _ tr ai n   o f   0 . 9 9 9 0 1 6 ,   R _ v alid   o f   0 . 9 7 8 4 6 1 ,   an d   R _ test   o f   0 . 9 9 9 7 1 0 .   T h e  v a lu e s   f o r   all  R   w er e  g r ea t er   th an   0 . 9 8   w h ic h   co n s id er ed   ac ce p tab le  an d   in   co m p lia n ce   w it h   t h e  I P MV P   p r o to co l.     3 . 2 .     Appl y ing   h y brid ANN   m o de l f o r  det er m i nin g   ener g y   s a v ing s   in P o s t   Ret ro f it   I n   o r d er   to   q u an ti f y   en er g y   s a v in g ,   t h e  ad j u s ted   b aseli n e  m o d el  n ee d   to   b e  d ev elo p ed .   T h e r ef o r e,   th e   HANN - C V  m o d el  w it h   2 0   n e u r o n s   i n   t h e  h id d en   la y er   w as   ap p lied   to   th e  p o s t - r etr o f it  d ata  f o r   Op tio n   C   to   d ev elo p   th e  ad j u s ted   b aselin e  m o d el.   T h e  M & V  ti m eli n e  f o r   Op tio n   C   is   g r ap h ical l y   s h o w n   i n   Fi g u r e  3 .  T h e   f i g u r e  ill u s tr ates   t h e  w h o le  d ata  f o r   2 3   m o n t h s   f o r   t h e   b as elin e  p er io d   an d   2 0   m o n t h s   f o r   th e  p o s t  r etr o f it  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A r ti f   I n tell   I SS N:  2252 - 8938       Dev elo p men t o f o p tio n   c  mea s u r eme n t a n d   ve r ifica tio n   mo d el   u s in g ... ( W a n   N a z i r a h   W a n   Md   A d n a n )   31   p er io d .   T h e  g r ap h   s h o w s   th e  ac tu al  en er g y   co n s u m p t io n   f o r   th e  b aselin e  a n d   p o s t - r etr o f it,  th e  H A NN - C V   p r ed icted   v alu es  f o r   th e  b aselin e  an d   p o s t - r etr o f it  f o r   th e  g i v en   ti m el in e.   T h e  p r ed icted   v alu es  f o r   p o s t - r etr o f i t   p er io d   w as  also   k n o w n   as  ad j u s ted   b aseli n e.   Fro m   th e  f i g u r e,   a  b ig g er   g ap   w a s   p r esen t  b et w ee n   th e  ad j u s ted   b aselin e  a n d   ac t u al  co n s u m p ti o n   in   th e  p o s t - r etr o f i t  p er io d .   T h is   g ap   r ep r esen t s   t h e  en er g y   s a v i n g   o b tain ed ,   th e  d if f er en ce   b et w ee n   t h e  ad ju s ted   b aseli n e  an d   en er g y   co n s u m p tio n   f o r   th e  p o s t - r etr o f it  p er io d .     T h er ef o r e,   th e  en er g y   s a v i n g s   o b tain ed   f o r   2 0   m o n t h s   w as  1 , 1 4 9 , 4 9 1 . 5 6   k W h   ±   0 . 4 8 %  a t  9 5 %  o f   co n f id e n ce   le v el  w it h   3 9 . 9 5 %  o f   e n er g y   s a v i n g s .   T h e  r elati v e  p r ec is io n   w as  co m p u ted   u s in g   a  t  v a lu e   f r o m   th e  n o r m a l  t - d is tr ib u tio n   tab le .   T h e  u n ce r tai n t y   p r ese n ted   in   th e  s av i n g s   co m p lied   w it h   th e  r eq u ir em e n t s   b y   th e  I P MV P   w h ic h   t h e  s ta n d ar d   er r o r   o f   th e  b aselin e  v al u e  s h o u ld   b e  m o r e  th a n   t w ice.           Fig u r e   3 .   M& V  T i m eli n e  f o r   Op tio n   C - I P MV P .       4.   CO NCLU SI O N   T h e  ap p licatio n   o f   H ANN - CV   f o r   m o d elli n g   t h e  b aseli n e  en er g y   f o r   s m all  d atase t  w as   p r esen ted   i n   th is   s t u d y   to   i m p r o v e  t h e  l ea r n in g   ac cu r ac y   o f   a  s m all   d ataset  p r o b lem s   i n   t h e  p r ed ictio n   o f   en er g y   co n s u m p tio n   o f   Op tio n   C .   T h e  A B C   o p ti m is atio n   w as  u s ed   an d   e m b ed d ed   in   th i s   m et h o d   to   f in d   t h e  o p tim u m   v a lu e s   o f   w ei g h ts   a n d   b iases   to   en h a n ce   th e  p r ed ict io n   o f   th e  b asel in e  e n er g y   m o d el.     T h e  p r esen ted   r esu lts   in   th e  p r ev io u s   s ec tio n   s h o w s   t h at  t h e  r esa m p li n g   tec h n iq u es  ar e   ca p ab le  t o   tr ain   t h e  n e u r al  n et w o r k   e v e n   w it h   li m ited   d ata  a v ailab le.   Ap ar t  f r o m   t h at,   th e   r es u lts   s h o w   th a t  t h e  b aseli n e   m o d el   w it h   H A N N  p er f o r m ed   b etter   th a n   A NN   in   ter m s   o f   t h e  p r ed ictin g   ab ilit y   a n d   ac cu r ac y .   T h e   p r ed icted   v alu e s   o b tain ed   b y   H A NN   m o d el  co r r esp o n d ed   clo s ely   to   th e  m ea s u r ed   v al u es  ( tar g eted   o u tp u t)   a n d   q u ite   s atis f ac to r y   co r r elatio n   w h er e   th e  a v er ag e  w a s   m o r e  t h a n   8 4 %  f o r   tr ain i n g ,   test i n g ,   an d   v alid atio n   s ets.  T h e   m o s t  ap p r o p r iate  an d   ac cu r a te  m et h o d   f o r   Op tio n   C   is   HANN - C V   m o d el  w i th   2 0   n eu r o n s ,   w h er e  t h e   p er ce n tag e  o f   all  R s   w er e  9 7 . 8 5 %,  w h ich   ca n   b e  co n s id er ed   v er y   h ig h l y   co r r elate d .   T h is   ap p r o ac h   p r o v es  to   b e  a   v er y   p r o m is i n g   alter n ati v e  to   th e  Op tio n   C   a n d   t h is   p r o p o s ed   m et h o d   ca n   i m p r o v e  lear n in g   p er f o r m an ce   s i g n if ica n tl y   w h en   w o r k i n g   w i th   s m a ll d ataset.       RE F E R E NC E S    [1 ]   J.  G ra n d e rso n ,   S .   T o u z a n i,   C .   Cu sto d io ,   M .   D.  S o h n ,   D.  Ju m p ,   a n d   S .   F e rn a n d e s,  “ A c c u ra c y   o f   a u to m a ted   m e a su re m e n t  a n d   v e rif ica ti o n   (M & V )  tec h n i q u e s  f o r  e n e rg y   sa v in g s  in   c o m m e rc ial  b u il d i n g s,”   Ap p l.   E n e rg y ,   v o l.   1 7 3 ,   p p .   2 9 6 – 3 0 8 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   G .   L .   G o u ws ,   R,   M E  S to rm ,   “ M e a su re m e n t  &   V e rif ic a ti o n   o f   th e   Esk o m   Irri g a ti o n   P u m p in g   S tan d a rd   P r o d u c t  P r o g ra m m e , ”   in   In d u stria l  a n d   Co mm e rc ia l  Us e   o f  En e rg y   Co n fer e n c e   ( ICUE),   2 0 1 3   Pro c e e d i n g s  o f  th e   1 0 th ,  2 0 1 3 .   [3 ]   Eff icie n c y   V a lu a ti o n   Org a n iza ti o n ,   “ In tern a ti o n a l  P e rf o rm a n c e   M e a su re m e n t  a n d   V e rif ica ti o n   P ro to c o l  (IP M VP), ”   2 0 1 2 .   [4 ]   D.  De   Ca n h a ,   “ M e a su re m e n t  &   V e rif ica ti o n   o f   Co a l  F ired   P o w e r  S tatio n   M a in ten a n c e   P ro j e c ts,”  in   Po we r   En g i n e e rin g   C o n fer e n c e   ( AUPE C ),   2 0 1 5   Au str a la si a n   Un ive rs it ies ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 – 5.   [5 ]   B.   G .   M e n it a   e t  a l. ,   “ M e a su re m e n t  a n d   V e rif ica ti o n   in   E n e rg y   E ff icie n c y   P ro jec ts  in v o lv in g   S o lar  W a ter  He a ti n g   S y st e m s  in   Ho m e s  o f   L o w - In c o m e   F a m il ies   –   Ca se   S tu d ies , ”   in   2 0 1 5   CHIL EA N  Co n fer e n c e   o n   El e c trica l,   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   I n f o rm a ti o n   a n d   C o mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g ies   ( CHILE CON) ,   2 0 1 5 ,   p p .   5 8 5 – 5 9 0 .   [6 ]   J.  M e n g ,   L .   Jia n g ,   F .   L iu ,   J.  Zh e n g ,   a n d   Q.  L i,   “ A   m e a su re m e n t  a n d   v e rif ica ti o n   m e th o d   f o r  e n e rg y   s a v in g s  o f  p o w e r  li n e   tran sf o r m a ti o n   p ro jec t, ”   Ch in a   I n t.   Co n f.   El e c tr.  Distrib .   CICED ,   v o l.   2 0 1 4 - De c e m ,   n o .   Cice d ,   p p .   7 3 8 – 7 4 4 ,   2 0 1 4 .   1 0 0 0 0 3 0 0 0 0 5 0 0 0 0 7 0 0 0 0 9 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 3 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 1 7 0 0 0 0 A c t u a l   C o n s u mp t i o n H A N N - C V 2 0   P r e d i c t e d EC M     I N S T A L L A TI O N Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938     I n t J   A r ti f   I n tell ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,  Ma r ch   20 20 :   25   –   32   32   [7 ]   A .   M a rti n e z   a n d   J.  Ch o i,   “ A n a l y sis  o f   e n e rg y   i m p a c ts  o f   f a c a d e - i n c lu siv e   re tro f it   stra te g ies   ,   c o m p a re d   to   s y ste m - o n ly   re tro f it s u sin g   re g re ss io n   m o d e ls,”  En e rg y   B u il d . ,   v o l .   1 5 8 ,   p p .   2 6 1 – 2 6 7 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   M .   Zeifm a n ,   A .   P re d ictio n ,   a n d   E .   P ro p e n sity ,   “ M e a su re m e n t  a n d   V e rif ica ti o n   o f   En e rg y   S a v in g   in   S m a rt  Bu il d in g   T e c h n o lo g ies , ”   in   S ig n a l   Pro c e ss in g   A p p li c a ti o n s i n   S ma rt B u il d in g s ,   2 0 1 5 ,   p p .   3 4 3 – 3 4 7 .   [9 ]   R.   F .   M u sta p a ,   “ Ba se li n e   En e rg y   M o d e ll in g   i n   a n   E d u c a ti o n a l  Bu i ld i n g   Ca m p u s  f o r  M e a su re m e n t  a n d   V e rif ica ti o n , ”   in   2 0 1 7   In ter n a ti o n a l  Co n fer e n c e   o n   El e c trica l,   El e c tro n ics   a n d   S y ste m  En g in e e rin g   ( ICEE S E) ,  2 0 1 7 ,   p p .   6 7 – 7 2 .   [1 0 ]   S .   M .   A ris,   N.  Y.  Da h lan ,   M .   N.  M .   Na w i,   T .   A .   Niz a m ,   a n d   M .   Z.   T a h ir,   “ Qu a n ti fy in g   En e rg y   S a v i n g s  f o r  Re tro f it   Ce n tralize d   HV A C  S y ste m s a t  S e lan g o r  S tate   S e c re tary   Co m p lex , ”   J .   T e k n o l . ,   v o l.   7 7 ,   n o .   5 ,   p p .   9 3 – 1 0 0 ,   2 0 1 5 .   [1 1 ]   X .   Ye   a n d   X.  X ia,  “ Op ti m a l  m e te rin g   p lan   f o r  m e a su re m e n t  a n d   v e rif ica ti o n   o n   a   li g h ti n g   c a se   stu d y , ”   En e rg y ,   v o l.   9 5 ,   p p .   5 8 0 – 5 9 2 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   M .   Co ro i u   a n d   M .   Ch i n d ris,   “ E n e rg y   e ff icie n c y   in d ica to rs  a n d   m e th o d o l o g y   f o r  e v a lu a ti o n   o f   e n e r g y   p e r f o r m a n c e   a n d   re tain e d   sa v in g s,”   in   2 0 1 4   4 9 th   In ter n a ti o n a l  U n ive rs it ies   Po we r  En g i n e e rin g   Co n fer e n c e   ( U PE C) ,   2 0 1 4 ,   p p .   1 – 6.   [1 3 ]   C.   Co e tze e ,   C.   A .   V a n   De r  M e rwe ,   a n d   P .   L .   J.  G ro b ler,  “ Ba sic   M e a su re m e n t  a n d   V e rif ica ti o n   A p p ro a c h   f o r  Ro ll - Ou t  P ro g ra m m e s,”   in   In d u stria l  a n d   C o mm e rc ia l  Us e   o f  En e rg y   Co n fer e n c e   ( ICUE),   2 0 1 2   Pro c e e d in g s  o f  th e   9 th ,  2 0 1 2 .   [1 4 ]   X .   X ia,  X .   Ye ,   a n d   J.  Zh a n g ,   “ Op ti m a l  M e terin g   P lan   o f   M e a s u re m e n t  a n d   V e rif ica ti o n   f o r  En e rg y   E ff icie n c y   L ig h ti n g   P r o jec ts,” i n   2 0 1 2   S o u t h e rn   Af ric a n   En e rg y   E ff icie n c y   Co n v e n ti o n   ( S AE EC) ,   2 0 1 2 ,   p p .   1 – 8.   [1 5 ]   O.  A k in so o to ,   D.  De   Ca n h a ,   a n d   J.  H.  C.   P re to riu s,  “ En e rg y   S a v in g s  Re p o rti n g   a n d   Un c e rtain ty   in   M e a su re m e n t  &   V e rif ica ti o n , ”   in   Au str a la si a n   Un ive rs it ies   Po we r E n g in e e rin g   Co n fer e n c e ,   AUPE C  2 0 1 4 ,   Cu rtin   Un ive rs it y ,   Per th ,   Au stra li a ,   2 0 1 4 ,   n o .   Oc to b e r,   p p .   1 – 5.   [1 6 ]   F .   Ro d ríg u e z ,   A .   F lee tw o o d ,   A .   Ga larz a ,   a n d   L .   F o n tán ,   “ P re d i c ti n g   so lar  e n e rg y   g e n e ra ti o n   th ro u g h   a rti f icia l  n e u ra l  n e tw o rk s u sin g   w e a th e r  f o re c a sts  f o r  m i c ro g rid   c o n tr o l, ”   Re n e w.   En e rg y ,   v o l.   1 2 6 ,   p p .   8 5 5 – 8 6 4 ,   2 0 1 8 .   [1 7 ]   I.   I.   A rg a to v   a n d   Y.  S .   Ch a i,   “ T r ib o l o g y   In tern a ti o n a l  A n   a rti f ici a l  n e u ra l  n e tw o rk   su p p o r ted   re g re ss io n   m o d e l  f o r   w e a r  ra te,”  T rib io lo g y   In t. ,   v o l .   1 3 8 ,   n o .   Ja n u a ry ,   p p .   2 1 1 – 2 1 4 ,   2 0 1 9 .   [1 8 ]   F .   N.  Os u o lale   a n d   J.  Z h a n g ,   “ E n e rg y   e ff icie n c y   o p ti m isa ti o n   f o r  d isti ll a ti o n   c o l u m n   u sin g   a rti f icia l  n e u ra l  n e tw o rk   m o d e ls,”  En e rg y ,   v o l.   1 0 6 ,   p p .   5 6 2 – 5 7 8 ,   2 0 1 6 .   [1 9 ]   A .   H.  A .   A l - w a e li ,   K.  S o p ian ,   J.  H.  Yo u sif ,   H.  A .   Ka z e m ,   J.  Bo lan d ,   a n d   M .   T .   Ch a ich a n ,   “ A rti f i c ial   n e u ra l  n e tw o rk   m o d e li n g   a n d   a n a ly sis  o f   p h o t o v o lt a ic  /  th e rm a l  s y ste m   b a se d   o n   th e   e x p e rim e n tal  stu d y , ”   En e rg y   Co n v e rs .   M a n a g . ,   v o l .   1 8 6 ,   n o .   N o v e m b e r  2 0 1 8 ,   p p .   3 6 8 – 3 7 9 ,   2 0 1 9 .   [2 0 ]   H.  S u y o n o ,   R.   N.  Ha sa n a h ,   P .   M u d j irah a rd j o ,   M .   F .   E.   P u rn o m o ,   a n d   S .   Uli y a n i,   “ En h a n c e m e n t  o f   th e   p o w e r   s y ste m   d istri b u ti o n   re li a b il i ty   u sin g   a n t  c o lo n y   o p ti m iza ti o n   a n d   si m u late d   a n n e a li n g   m e th o d s,”   In d o n e s.  J .   El e c tr.  En g .   Co mp u t.   S c i. ,   v o l.   1 7 ,   n o .   2 ,   p p .   8 7 7 – 8 8 5 ,   2 0 2 0 .   [2 1 ]   M .   N.  Ka m a ru d in ,   T .   Ju h a n a ,   a n d   T .   Ha sh i m ,   “ Co o rd in a ted   a n d   o p t im a l  v o lt a g e   c o n tro l  f o r  v o lt a g e   r e g u latio n   u si n g   f ire f l y   a l g o rit h m , ”   I n d o n e s.  J .   El e c tr.  En g .   Co m p u t .   S c i. ,   v o l.   1 6 ,   n o .   2 ,   p p .   5 6 8 – 5 7 6 ,   2 0 1 9 .   [2 2 ]   Y. - L .   H.  Ho n g - F e i  G o n g ,   Zh o n g - S h e n g   Ch e n ,   Qu n - Cio n g   Zh u ,   “ A   M o n te  Ca rlo   a n d   P S O  b a se d   v irt u a l  sa m p le   g e n e ra ti o n   m e th o d   f o r  e n h a n c in g   th e   e n e rg y   p re d ictio n   a n d   e n e rg y   o p ti m iz a ti o n   o n   s m a ll   d a ta  p ro b lem :  A n   e m p iri c a l  stu d y   o f   p e tro c h e m ica l  in d u stries , ”   Ap p l.   En e rg y ,   v o l .   1 9 7 ,   p p .   4 0 5 – 4 1 5 ,   2 0 1 7 .   [2 3 ]   D.  K.  Ba rro w   a n d   S .   F .   Cro n e ,   “ Cro ss - v a li d a ti o n   a g g re g a ti o n   f o r  c o m b in in g   a u to re g re ss iv e   n e u ra l  n e tw o rk   f o re c a sts,”   In t.   J .   F o re c a st. ,   v o l .   3 2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 2 0 – 1 1 3 7 ,   2 0 1 6 .   [2 4 ]   M .   S a lt a n   a n d   S .   T e rz i,   “ M o d e li n g   d e f lec ti o n   b a sin   u sin g   a rti f icia l  n e u ra l  n e tw o rk s  w it h   c ro ss - v a li d a ti o n   tec h n iq u e   in   b a c k c a lcu latin g   f lex ib le p a v e m e n t  lay e r  m o d u li , ”   Ad v .   En g .   S o f t w. ,   v o l.   3 9 ,   n o .   7 ,   p p .   5 8 8 – 5 9 2 ,   2 0 0 8 .   [2 5 ]   W .   N.  W .   M d   A d n a n ,   N.  Y.  Da h lan ,   a n d   I.   M u siri n ,   “ M o d e li n g   b a se li n e   e n e rg y   u sin g   a rti f icia l  n e u ra l  n e tw o rk :  A  s m a ll   d a tas e t  a p p ro a c h , ”   I n d o n e s.   J .   El e c tr.  En g .   C o mp u t.   S c i. ,   v o l.   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   6 6 2 – 6 6 9 ,   2 0 1 8 .   [2 6 ]   D.  Ka ra b o g a ,   “ A n   Id e a   Ba se d   o n   Ho n e y   Be e   S w a r m   f o r  Nu m e rica l   Op ti m iza ti o n , ”   2 0 0 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.