T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 ,   p p .   1 5 5 5 ~1 565   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 6 . 27219          1555       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   hy brid   ARIM A  and  DN N   a ppro a ch w ith  residua l l ea rning  f o elect ric  vehicle  ch a rg ing  de m a nd  fo recas ting       Wa hy u Ce s a r,   Dw idh a r m a   P riy a s t a ,   P r a s et y o   Aj i,  M ely a na ,   Ag us   Su pria nto ,   O s en  F ili Na m i,  Riza   N a t i o n a l   R e se a r c h   a n d   I n n o v a t i o n   A g e n c y   ( B R I N ) ,   Jak a r t a   P u sa t ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   17 2025   R ev i s ed   Sep   19 2 0 2 5   A cc ep ted   Oct   19 2 0 2 5       T h e   ra p id   g ro w th   o f   e lec tri c   v e h icle   (EV a d o p ti o n   h a c re a ted   sig n if ica n t   c h a ll e n g e f o p o w e g rid   m a n a g e m e n a n d   c h a rg in g   i n f r a stru c tu re   p lan n in g .   A c c u ra te  f o re c a stin g   o f   EV   c h a rg in g   d e m a n d   is  th e re f o re   e ss e n ti a to   e n su re   re li a b le  e lec tri c it y   su p p ly   a n d   e ffe c ti v e   st a ti o n   d e p lo y m e n t.   Th is  stu d y   p ro p o se a   n o v e h y b rid   f o re c a sti n g   f ra m e w o rk   th a c o m b in e a u to re g re ss i v e   in teg ra ted   m o v in g   a v e ra g e   ( A R IM A w it h   d e e p   n e u ra n e tw o r k (DN N )   th ro u g h   a   re sid u a lea rn i n g   stra teg y .   In   th is  a p p ro a c h ,   A RIM A   m o d e ls  th e   li n e a tem p o ra p a tt e rn s,  w h il e   DN c a p tu re th e   n o n li n e a re sid u a ls,   re su lt in g   i n   im p ro v e d   e ff icie n c y   a n d   p re d ictiv e   a c c u ra c y .   T h e   p r o p o se d   h y b rid   m o d e is  o n e   o f   th e   f irst  a p p l ica ti o n s   o f   th e   re sid u a l   lea rn in g   a p p ro a c h   f o EV   d e m a n d   f o re c a s ti n g   in   In d o n e sia .   Ex p e rim e n tal  e v a lu a ti o n   u sin g   re a l - w o rld   d a il y   c o n su m p ti o n   d a ta  sh o w th a th e   h y b rid   m e th o d   a c h iev e d   th e   h ig h e st  p re d icti o n   a c c u ra c y   o f   9 8 . 2 2 % ,   c o n siste n tl y   o u t p e rf o rm in g   sin g le - m o d e b a s e li n e s.  Be y o n d   tec h n ica p e rf o rm a n c e ,   th e   m o d e c a n   su p p o rt  st a k e h o ld e rs  i n   p lan n in g   c h a rg in g   in f ra stru c tu re   a n d   h e lp   m a in tain   g rid   sta b il it y   in   ra p i d ly   g ro w in g   EV   e c o sy st e m s.   K ey w o r d s :   Au to r eg r es s i v in te g r ated   m o v i n g   av er a g   C h ar g in g   d e m a n d   f o r ec ast in g   Dee p   n eu r al  n e t w o r k   E lectr ic  v eh ic le   H y b r id   m o d el   R esid u al  lear n i n g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   lic e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   W ah y u   C e s ar   Natio n al  R e s ea r ch   a n d   I n n o v a tio n   A g e n c y   ( B R I N)   St .   M.   H .   T h am r i n   No .   8   J ak ar ta  P u s at,   I n d o n esia   E m ail:  w a h y 0 4 7 @ b r i n . g o . id       1.   I NT RO D UCT I O N   E lectr ic  v eh icle s   ( E Vs)  h a v g ain ed   i n cr ea s i n g   atte n tio n   wo r ld w id d u to   t h eir   ad v an t ag es  o v er   f o s s i l - f u eled   v e h icle s ,   in cl u d in g   e n er g y   e f f icie n c y   a n d   r ed u ce d   ca r b o n   em is s io n s   [ 1 ] .   E ad o p tio n   in   I n d o n esia,  en co u r ag i n g   t h e   ex p an s io n   o f   c h ar g in g   s ta tio n s ,   is   cr u cial  to   s u p p o r th g o v er n m e n t elec tr if icatio n   g o als  [ 2 ] .   Ho wev er ,   th e   u n e v en   d is tr ib u t io n   o f   el ec tr icit y   s u p p l y   ac r o s s   r e g io n s   co m p lica tes   in f r astru ct u r p lan n i n g   an d   h ig h lig h t s   th n ee d   f o r   ac cu r ate  d em a n d   f o r ec asti n g .   A cc u r ate  E ch ar g i n g   d em a n d   f o r ec asti n g   is   cr u cial   f o r   m a n y   s tak e h o ld er s .   Fo r   c h ar g i n g   s ta tio n   d e v elo p er s ,   it  s u p p o r ts   d ec is io n - m ak in g   r e g ar d in g   s ite   s elec ti o n   an d   ca p ac it y   p lan n i n g .   Fo r   elec tr ic  u til ities ,   i en s u r es  alig n m e n b et w ee n   ch ar g i n g   d e m an d   an d   elec tr icit y   s u p p l y ,   esp ec iall y   i n   r eg io n s   s u c h   as  r e m o te  is lan d s   w h er g en er ati n g   ca p ac it y   is   li m ited .   Fu r t h er m o r e,   r eliab le  d em a n d   f o r ec asti n g   ca n   in f o r m   n atio n al  e n er g y   p o lic y ,   in cl u d in g   th p o t en tial  n ee d   f o r   ad d itio n al  p o w er   g e n er atio n   to   s u s tai n   g r o w in g   E ec o s y s te m .   Gi v en   t h at  elec tr icit y   s u p p l y   i n   I n d o n e s ia  r e m ai n s   u n ev e n   ac r o s s   r eg io n s ,   t h is   s t u d y   f o cu s es  o n   elec tr ici t y   co n s u m p tio n   p r ed ictio n   u s i n g   h is to r ical  co n s u m p tio n   d ata  r ec o r d ed   in   th ch ar g i n g   s tatio n   m an a g e m en s y s te m   ( C SMS)   [ 3 ] .   T h e   r esu lt s   o f   t h i s   elec tr icit y   co n s u m p t io n   p r ed ictio n   ar v er y   i m p o r ta n f o r   en titi e s   p lan n in g   to   b u ild   n e ch ar g i n g   s tatio n s ,   a s   it  h elp s   e s ti m ate  elec tr icit y   d e m a n d   t h a m u s t b ali g n ed   w ith   th a v a ilab le  p o w er   s u p p l y   in   ea c h   r eg io n .   Qu a n tita tiv f o r ec asti n g   tec h n iq u e s   u s h i s to r ical  d ata  an d   v ar io u s   m a th e m atica m o d els   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 5 5 5 - 1 565   1556   co n tain i n g   ca u s al   v ar iab les   t o   p r ed ict  d em a n d   [ 4 ] .   T im s er ies  f o r ec asti n g   tak e s   t h i s   ap p r o ac h   f u r t h er   b y   p r ed ictin g   f u t u r ev e n ts   b ased   o n   h is to r ical  in s ig h ts .   P r ev io u s   r esear ch   o n   d aily   el ec tr icit y   co n s u m p t io n   f o r ec as tin g   h as  ex p lo r ed   an d   co m p ar ed   v ar io u s   m ac h in lear n in g   ( M L )   alg o r it h m s .   Sev er al  s tu d ie s   h a v an a l y ze d   th p er f o r m a n ce   o f   m o d els  s u c h   as  r an d o m   f o r est  ( R F),   s u p p o r v ec to r   r eg r ess io n   ( SVR ) ,   ex tr e m g r ad ien b o o s tin g   ( XGB ) ,   an d   ar tif icia n e u r al   n et w o r k s   ( A NN)   u til izin g   m u lti - la y er   p er ce p tr o n   ( ML P )   s tr u ct u r e.   T h r es u lt s   s h o w ed   th at   th e   A NN   w it h   ML P   ar ch itect u r ac h ie v ed   th b est  p er f o r m a n ce ,   o b tain i n g   an   R ²  s co r o f   0 . 8 5   an d   r o o m ea n   s q u ar er r o r   ( R MSE )   o f   1 1 5 . 1 7   [ 5 ] ,   ev en   w it h o u i n co r p o r atin g   w ea t h er - r elate d   v ar iab les.  I n   r elate d   s tu d y ,   Z h o u   et  a l [ 6 ]   f o u n d   th at  th ANN / lo n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   ( L ST M )   m o d el  o u tp er f o r m ed   SVR   in   ter m s   o f   p r ed ictiv ac cu r ac y .   T h eir   r esear ch   u s e d   B ay esia n   Dee p   L ea r n i n g   f r a m e w o r k   co m b in ed   w i th   L ST n et w o r k s   to   ac co u n f o r   u n ce r tai n t y   in   f o r ec asts .   T h is   m o d el,   tr ai n ed   o n   ac tu al  d ata  f r o m   a n   E ch ar g i n g   s tat io n   at   C altec h ,   p r o d u ce d   an   R MSE   o f   ar o u n d   3 9 . 3 %,  a m ea n   ab s o lu te  er r o r   ( M AE )   o f   4 2 . 4 %,  an d   s h o w ed   1 7 . 9 in cr ea s in   ac c u r ac y   co m p ar ed   to   SVR .   Sim ilar l y ,   r esear c h   b y   Kr iek i n g et  a l [ 7 ]   f o c u s ed   o n   p r ed ictin g   n ex t - d a y   elec tr icit y   d e m an d   at   h o s p ital E ch ar g i n g   s tatio n   u s i n g   d ee p   n e u r al  n et w o r k s   ( DNN) ,   ac h ie v in g   a   MA E   o f   2 8 . 8 %,  m ar k i n g   th eir   h ig h est  ac cu r ac y .   A d d itio n all y ,   R o y   et  a l [ 8 ]   in v esti g ated   en er g y   co n s u m p tio n   f o r ec asti n g   f o r   E Vs  u s i n g   m u ltip le  ML   tec h n iq u es,   in cl u d in g   ti m s er ie s   r eg r ess io n r eg r e s s io n - au to r eg r es s iv i n te g r ated   m o v in g   a v er ag ( AR I M A ) ,   XG B ,   an d   A NN  w i th   L ST ar ch itect u r e.   T h eir   f i n d in g s   s h o w ed   th a th AN N - L ST m o d el  p er f o r m ed   b est,  w it h   m ea n   ab s o lu te  p er ce n tag er r o r   ( MA P E )   v alu e s   o f   1 3 . 1 4 ,   1 5 . 4 1 ,   an d   3 1 . 3 5   f o r   clu s ter s   1 ,   2 ,   an d   3 ,   r esp ec tiv el y .   B ased   o n   r ev ie w   o f   s e v er al  p r ev io u s   s cie n ti f ic  j o u r n als,   f e w   s t u d ies  h a v in v es tig a t ed   h y b r id   f o r ec asti n g   m o d el s   th at  ex p lic itl y   i n teg r ate  AR I M A   w ith   D NN  th r o u g h   r esid u a lea r n i n g ,   p ar ticu lar l y   in   th e   I n d o n esia n   co n te x t.  A d d r ess i n g   th i s   g ap ,   th i s   s t u d y   p r o p o s es  h y b r id   AR I M A - DNN  m o d el  w it h   r esid u a l   lear n in g   f o r   p r ed ictin g   d ail y   E ch ar g in g   d e m an d .   T h is   s t u d y   d i f f er s   f r o m   ea r lier   r e s ea r ch   b y   e m p lo y i n g   a   h y b r id   A R I M A   m o d el  co m b i n ed   w ith   D NN,   lev er a g i n g   a   r esid u al  lear n i n g   ap p r o ac h   to   f u r t h er   i m p r o v e   p r ed ictio n   ac cu r ac y .   Hi s to r ical  co n s u m p tio n   d ata  f r o m   a   C SMS  ar u til ized   to   d esig n   th m o d el,   w h ic h   lev er ag e s   AR I M A   f o r   ca p tu r in g   li n ea r   te m p o r al  p atter n s   an d   DNN  w it h   r esid u a lear n in g   f o r   m o d eli n g   n o n li n ea r   co m p o n e n ts .   T h o b j ec tiv is   to   d ev elo p   h y b r i d   A R I M A - D NN  m o d el  w it h   r esid u al  lear n i n g   to   p r ed ict  E V   ch ar g in g   lo ad   u s i n g   r ea ex p er im e n tal  d ata  f r o m   J ak ar ta,   th er eb y   s u p p o r tin g   ef f ec t iv e   in f r astru ct u r p lan n i n g   a n d   ele ctr icit y   m an a g e m en t in   I n d o n e s ia.       2.   M E T H O D   2 . 1 .     Appro a ch  a nd   t ec hn iqu e   T h is   s t u d y   e m p lo y s   h y b r id   m o d el   co m b i n in g   AR I M A   a n d   DNN  to   p er f o r m   ti m s er ie s   f o r ec asti n g   u s i n g   d ata  w in d o w i n g   o r   l o o p b ac k   ap p r o ac h .   T im s er i es  f o r ec asti n g   is   q u an t itati v m e th o d   u s ed   t an t icip ate  f u t u r v alu e s   b ased   o n   p atter n s   f o u n d   in   s eq u en ti al  h is to r ical  d ata  [ 9 ] .   B y   ex a m i n in g   an d   lear n i n g   f r o m   p ast  tr e n d s ,   th i s   ap p r o ac h   f ac i litates   f u t u r p r ed ictio n s   a n d   h elp s   m iti g ate  p o ten t i al  r is k s ,   [ 1 0 ] .   A s   s p ec ialized   ar ea   w ith in   ML ,   ti m s er ie s   f o r ec asti n g   f o cu s es  o n   te m p o r al  d ata,   e m p h asiz in g   t h p r ed i ctio n   o f   f u tu r v al u es   f r o m   p ast  s eq u e n ce s .   E f f ec ti v f o r ec asti n g   r eq u ir es  a n   u n d er s ta n d in g   o f   s e v er al  co r ele m en t s   o f   ti m s er ies  d ata,   in cl u d i n g   l o n g - ter m   tr en d s   ( g e n er al  u p war d   o r   d o w n w ar d   m o v e m e n ts ) ,   s ea s o n al  o r   c y cli c   p atter n s   ( r ec u r r in g   b eh a v io r   o v e r   r eg u lar   i n ter v al s ) ,   ir r eg u lar   f l u ct u atio n s   ( o f te n   in f l u en ce d   b y   e x ter n al   ev en t s ) ,   an d   r an d o m   n o is ( u n p r ed ictab le  v ar iatio n s )   [ 1 1 ] .   AR I M A ,   also   r ef er r ed   to   as  th B o x - J en k i n s   m o d el,   is   w i d ely   r ec o g n ized   f o r   its   e f f ec t iv en e s s   i n   m o d eli n g   n o n - s ta tio n ar y   ti m e   s er ies  d ata  [ 1 2 ] .   I s er v es  b o th   to   e n h a n ce   u n d er s tan d i n g   o f   t h d ata  a n d   to   en ab le  ac cu r ate  f u t u r tr en d   p r ed ictio n s .   A R I M A   e x te n d s   t h e   au to r eg r ess iv m o v i n g   av er a g ( AR M A )   m o d el   b y   i n te g r atin g   d if f er en c in g   to   h an d le  n o n - s tatio n ar it y ,   an d   it  co m b i n es  t h au t o r eg r e s s i v ( A R )   an d   m o v i n g   av er ag ( M A )   co m p o n en ts   in to   s in g le  f r a m e w o r k .   T h is   m o d el  i s   s p ec if ica ll y   s u ited   f o r   d atasets   th at  ar eith er   s ta tio n ar y   o r   c an   b e   m ad s tatio n ar y   t h r o u g h   tr a n s f o r m atio n   [ 1 3 ] .   T h co m p lete  m at h e m atica l   f o r m u latio n   o f   th AR M A   ( , )   m o d el  i s   d etailed   in   [ 1 4 ] .     = + 1 1 + + + 1 1 + + +     ( 1 )     w h er o p er ato r   lag     ( B = 1 )   - d i f f er e n c in g ,   w r it ten   as = ( 1 ) ) .   T h er ef o r e,   th co m p lete  AR I MA   ( , , )   f o r m u la  i s   ( 2 )     ( ) ( 1 ) = + ( )   ( 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A   h yb r id   A R I MA  a n d   DN N   a p p r o a ch   w ith   r esid u a l le a r n in g   fo r   elec tr ic  ve h icle  ch a r g in g   …  ( W a h yu   C esa r )   1557   T h en ,   to   m a k it  A R I M A   ( , , ) ,   w d if f er e n ciate   it    ti m es  ( s i n ce   A R I M A   i s   ess e n tia ll y   AR MA   af ter   d if f er en ci n g     tim e s ) .   T h is   d if f er en ci n g   r esu l is   w r itt en   in   y o u r   g r ap h   a s   = ( 1 ) I n   th is   co n tex t,    d en o tes   th e   d if f er e n ce d   ti m s er ies,  w h ic h   m a y   h av e   u n d er g o n e   o n o r   m o r d if f er en c in g   ope r atio n s .   T h p r e d icto r s   o n   th r ig h t - h a n d   s id o f   t h A R I MA   eq u atio n   in c lu d b o th   la g g ed   v a lu e s   o f   t h e   o r ig in al  s er ies  of     an d   p r ev io u s   er r o r   ter m s .   T h is   f o r m u lati o n   is   k n o w n   a s   th A R I M A   ( , , )   m o d el  in   ( 2 ) ,   w h er   r ef er s   to   th o r d e r   o f   th A R   co m p o n e n t,  d   r ep r esen t s   th n u m b er   o f   d if f er en cin g   s tep s   ap p lied   to   ac h iev s tat io n ar it y ,   an d     in d icate s   t h o r d er   o f   th MA   co m p o n e n t.  AR I M A   m o d els  ca n   b co n s tr u cted   u s i n g   eith er   s ea s o n al  o r   n o n - s ea s o n al  ap p r o ac h ,   d ep en d in g   o n   th n atu r o f   t h ti m s e r ies,  w it h   t h an d     p ar am eter s   d ef i n in g   it s   s t r u ctu r e.     Af ter   g e n er atin g   th A R I M A   f o r ec ast  ,   th r esid u als  ar ca l cu lated   as  th d if f e r e n ce   b et w ee n   th e   ac tu al  o b s er v atio n   an d   th f o r ec ast,  ex p r ess ed   as  =   .   T h ese  r esid u als  r ep r esen th n o n li n ea r   co m p o n e n t s   n o ca p tu r ed   b y   t h A R I M A   m o d el.   I n   t h p r o p o s ed   h y b r id   f r a m e w o r k ,   t h r esid u al s   s er v as  t h e   p r im ar y   i n p u f o r   th DNN,   allo w i n g   th n et w o r k   to   f o cu s   s p ec i f icall y   o n   m o d elin g   co m p le x   n o n li n ea r   d ep en d en cies  w h ile  AR I M A   h a n d les  t h li n ea r   s tr u ctu r e.   B e f o r b ein g   u s ed   a s   in p u to   t h e   DNN,   th r es id u al  s eq u en ce   u n d er g o es  t w o   p r ep r o ce s s in g   s tep s .   First,  s l id in g   w i n d o w   tec h n iq u is   ap p lied   to   r estru ctu r th e   r esid u al  ti m s er ies  i n to   s u p e r v is ed   lear n in g   s a m p les,  w h er ea ch   w i n d o w   o f   p ast  r e s id u als  is   m ap p ed   to   f u tu r r esid u al  v alu e.   Seco n d ,   th d ata  ar n o r m a lized   u s in g   m i n - m a x   s ca lin g   to   e n s u r all  f ea t u r es  ar w i t h i n   u n i f o r m   r a n g e,   i m p r o v i n g   c o n v er g e n ce   d u r i n g   DNN  tr ai n in g .   DNN  ar b r an c h   o f   ML   b ased   o n   A NN   co m p o s ed   o f   m u l tip le  la y er s   h en ce   th e   ter m   d ee p   lear n i n g .   T h ese  n et w o r k s   ar ca p ab le  o f   lear n in g   f r o m   an d   in ter p r etin g   co m p le x   d ata  p atter n s   [ 1 5 ] .   DNNs  ar p ar ticu lar l y   p o w er f u i n   m o d e lin g   h o w   s y s te m s   r esp o n d   to   ch an g in g   en v ir o n m en tal  v ar iab le s .   T h ey   ar b io lo g icall y   i n s p ir ed   b y   th s tr u c tu r an d   f u n ctio n in g   o f   th h u m a n   b r ain ,   w h er i n t er co n n ec ted   n e u r o n s   p r o ce s s   a n d   tr an s m i t in f o r m a tio n   [ 1 3 ] .   T h is   s tu d y   ap p lies   a   s u p er v i s ed   lear n in g   al g o r ith m   w it h i n   th DNN  f r a m e w o r k .   A   DNN  i s   ar ch itect u r all y   d esi g n ed   to   m i m ic  t h e   h u m a n   b r ain ,   co n s is t in g   o f   la y er s   o f   in ter co n n ec ted   p r o ce s s in g   u n its   k n o w n   a s   n e u r o n s .   T h ese  n eu r o n s   f o r m   a   n o n li n ea r   n et w o r k   th at  p r o ce s s es i n p u t d ata  an d   p r o d u ce s   o u tp u ts   t h r o u g h   s eq u en ce   o f   tr an s f o r m atio n s   [ 1 6 ] .   A   t y p ical  DN co n s is t s   o f   t h r ee   m ai n   co m p o n e n ts : a n   in p u la y er ,   o n o r   m o r h id d en   la y e r s ,   an d   an   o u tp u la y er .   T h h id d en   la y er s   tr an s f o r m   in p u d ata  in to   in t er m ed iate  r ep r esen tatio n s ,   w h i ch   ar th en   u t ilized   b y   t h o u tp u l a y er   to   g e n er at p r ed ictio n s .   T h o u tp u ts   f r o m   th h id d en   la y er s   ar co m m o n l y   r ef er r ed   to   as  ac tiv atio n s   o r   n o d es.  A n   ex a m p le  o f   an   A NN  w it h   M L P   ar ch itect u r is   d is c u s s ed   in   [ 1 7 ] .   E ac h   n eu r o n   i n   th n e t w o r k   r ec ei v e s   in p u s i g n als  w ei g h ted   b y   s p ec i f ic  v a l u es.  T h ese  w ei g h ted   in p u t s   ar s u m m ed   an d   th e n   p ass ed   th r o u g h   an   ac ti v atio n   f u n ctio n ,   w h ich   co m p ar es  t h s u m   to   th r esh o ld .   I f   th s u m   e x ce ed s   th e   th r es h o ld ,   th n eu r o n   is   ac tiv ated   an d   p ass es  its   o u tp u to   o th er   co n n ec ted   n eu r o n s o th er w is e,   it  r e m ain s   in ac ti v e.   T h is   m ec h an i s m   e n ab les  th n et w o r k   to   lear n   an d   m a k p r ed ictio n s   b ased   o n   co m p le x   i n p u t   p atter n s .       2 . 2 .     I nte g ra t io n o f   ARI M a nd   DNN   w it h r esid ua l le a r nin g   f o predict iv m o del s   T h in teg r atio n   o f   tr ad it io n a s tatis tical  m eth o d s   w it h   d ee p   lear n in g   m o d els  h a s   e m e r g ed   as  a   p r o m i s in g   d ir ec tio n   i n   ti m s er ies  f o r ec asti n g .   Sp ec if ica ll y ,   th co m b i n atio n   o f   th AR I M A   m o d el  w it h   DNN,   en h a n ce d   b y   r esid u a lear n in g   [ 1 8 ] ,   lev er ag es  th s tr en g t h s   o f   b o th   ap p r o ac h es  AR I M A s   ab i lit y   to   m o d el  l in ea r   d ep en d en c ies  a n d   DNN s   ca p ac it y   to   ca p tu r c o m p le x   n o n li n ea r   p atter n s .   T h is   h y b r id   m o d elin g   s tr ateg y   i m p r o v es   f o r ec asti n g   ac cu r ac y   a n d   g en er aliza t io n ,   e s p ec iall y   f o r   co m p le x   r ea l - w o r ld   ti m s er ies  d ata   s u c h   as  elec tr icit y   co n s u m p tio n   o EV   d e m a n d   [ 1 9 ] .   A R I M A   m o d els  h a v lo n g   b ee n   t h co r n er s to n o f   ti m e   s er ies  an al y s i s   d u to   th eir   ef f ec tiv e n e s s   in   m o d eli n g   li n ea r   tr en d s   an d   s ea s o n alit y   [ 2 0 ] .   Ho w ev er ,   th e y   s tr u g g le  w i th   n o n li n ea r   an d   n o n s tatio n ar y   d ata  co m p o n e n t s .   I n   co n tr ast,  DNN,   esp ec ially   ar c h itect u r es  lik e   ML P ,   ex ce at  id en ti f y in g   n o n lin ea r   d ep en d e n c ies  i n   lar g an d   n o is y   d ataset s .   B y   i n teg r ati n g   t h e s t w o   m o d el s   th r o u g h   r esid u al  lear n in g ,   t h li n ea r   co m p o n e n t s   ar f ir s ca p tu r ed   b y   A R I M A,   an d   th r e m ai n i n g   r esid u al  er r o r s ,   w h ic h   m a y   co n tai n   n o n li n ea r   s tr u ct u r es  ar lear n ed   b y   th DNN  [ 2 1 ] .   T h h y b r id   A R I M A - DNN  m et h o d   f o llo w s   t w o - s tag ap p r o ac h   th at  b eg in s   w it h   li n ea r   m o d elin g   u s i n g   A R I MA   to   ca p t u r th e   lin ea r   co m p o n e n ts   o f   th ti m s er ies  d ata.   On ce   th AR I MA   m o d el  is   f itted   an d   g e n e r ates  p r ed ictio n s ,   th e   r esid u als  ca lcu la ted   as  t h d i f f e r en ce   b et w ee n   t h ac t u al   d ata  an d   t h AR I M A   f o r ec asts   ar ex tr ac ted .   T h ese   r esid u als,  w h ich   ar ass u m ed   to   c o n tain   th n o n li n ea r   p atter n s   n o ca p tu r ed   b y   A R I M A,   ar e   th en   u s ed   as  in p u to   DNN,   s u c h   as  m u l tila y er   p er ce p tr o n   m o d els,  w h ich   is   t r ain ed   to   le ar n   an d   p r ed ict  th ese  n o n li n ea r   co m p o n e n t s .   T h f o llo w i n g   is   f lo w   o f   th is   r esear c h   m et h o d   u s th h y b r id   AR I M A   m o d els  in te g r ated   w it h   DNN  w it h   r esid u al  tec h n iq u es .   T h A R I M A   m o d el  p ar am ete r   v alu es  ca n   b d eter m i n ed   m an u all y   o r   tu n ed   u s i n g   th e   au to _ ar i m a   f u n ctio n   f r o m   t h P y t h o n   p r o g r a m m i n g   A P I   lib r ar y   [ 2 2 ] .   B y   p er f o r m i n g   t h i s   tu n i n g   p r o ce s s   w i t h   th d atas e t,   th g o al  is   to   o b tain   an   o p ti m al  A R I M A   m o d el  tailo r ed   to   t h d ataset.   Her e,   p   r e p r esen ts   th o r d er   o f   th AR   co m p o n e n t,  d   is   th o r d er   o f   d if f er e n ci n g ,   a n d   q   is   th o r d er   o f   th MA   co m p o n en t.  T h f ac t h at  t h t u n ed   d if f er e n ci n g   ( )   p ar am e ter   is   n o n ze r o   in d icate s   th a th d ata s et  is   n o n - s tatio n ar y .   Ho w e v e r ,   th is   s t u d y   al s o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 5 5 5 - 1 565   1558   in v o l v es  m an u all y   s ea r ch i n g   f o r   th o p tim al  AR I M A   m o d el  p ar a m eter s   to   ac h iev th b est  m o d el   p er f o r m a n ce .   A R I M A   m o d eli n g   i s   ap p lied   to   th tim s er ies  d ata  to   ca p tu r its   lin ea r   co m p o n en t s ,   s u c h   as   tr en d s   an d   s ea s o n alit y .   Af ter   t h A R I M A   m o d el  g e n er ates  f o r ec asts ,   th r esid u als  ca lc u lat ed   as  th d if f er en ce   b et w ee n   th ac tu al  v al u es  an d   th A R I M A   p r ed ictio n s   ar ex tr ac ted .   T h ese  r esid u als  r ep r esen th n o n li n ea r   p atter n s   th at  AR I M A   co u ld   n o ca p tu r e.   I n   th n ex s ta g e,   th ese  r esid u al s   ar u s ed   as  in p u f o r   DNN,   w h ich   is   tr ain ed   to   m o d el  an d   p r ed ict  th r e m a in i n g   n o n li n ea r   co m p o n en t s   in   th d ata.   T o   e n h a n ce   t h DNN ab ilit y   to   r ec o g n ize  te m p o r al  p atter n s ,   ad d itio n al  i n p u f ea t u r es  s u c h   as   th d a y   o f   th e   w ee k   ( co n v er ted   to   n u m er ic  f o r m )   m a y   b in cl u d e d .   Fig u r 1   illu s tr ate s   h y b r id   f o r ec asti n g   ap p r o ac h   co m b in i n g   A R I M A   a n d   DNN  m et h o d s   to   p r e d ict  d ail y   E en er g y   d e m a n d .   T h p r o ce s s   b eg in s   w it h   d ata  co ll ec tio n ,   w h er h is to r ica d ail y   E e n er g y   d e m a n d   d ata  is   g at h er ed .   T h is   is   f o llo w ed   b y   d ata  p r ep r o ce s s in g   an d   w i n d o w i n g ,   w h er i n p u s eq u en ce s   ar cr ea ted   u s i n g   w in d o w   s ize  o f   7   d a y s   to   p r ep a r th d ata  f o r   m o d eli n g .           Fig u r 1 .   Diag r a m   i n te g r atio n   AR I M A   an d   DNN  m o d els  w it h   r esid u al  tec h n iq u e s       AR I M A   m o d elin g   in   Fi g u r 1   is   ap p lied   to   ca p tu r lin ea r   tr en d s   an d   s ea s o n alit y ,   an d   th r esid u als  ca lcu lated   as  t h d if f er en ce   b et w ee n   ac t u al  v al u es  a n d   A R I MA   p r ed ictio n s   ar ex tr ac te d .   T h ese  r esid u als,   alo n g   w it h   ad d itio n al  f ea t u r es   s u ch   as  t h d a y   co n v er ted   to   n u m er ical  f o r m at,   ar u s ed   as  in p u f o r   th DNN   to   m o d el  th n o n l in ea r   co m p o n en t s .   T h f i n al  f o r ec ast  i s   g e n er ated   b y   co m b i n i n g   th AR I MA   f o r ec ast  w i th   th DNN s   p r ed ictio n   o f   th r esid u als.  Fi n all y ,   th e   m o d el s   p er f o r m an ce   i s   e v alu a ted   u s i n g   m etr ic s   s u c h   as   MA P E   an d   R MSE ,   an d   is   co m p ar ed   ag ai n s b aseli n m o d e ls   lik A R I M A - o n l y   an d   DN N - o n l y   to   ass es s   th ef f ec tiv e n e s s   o f   t h h y b r id   ap p r o ac h .   T h is   s tu d y   e m p lo y s   DNN  w ith   m u l tila y er   ar ch itectu r co n s is tin g   o f   an   in p u la y er ,   o n o r   m o r e   hi d d en   la y er s ,   an d   a n   o u tp u l a y er .   T h in p u la y er   r ec ei v es   elec tr icit y   co n s u m p t io n   d ata  f r o m   t h p ast  s ev e n   d ay s ,   w h ic h   is   th e n   p r o ce s s ed   b y   t h h id d en   la y er s   to   g en er ate  p r e d ictio n s   in   th o u tp u la y er .   H y p er p ar am e ter   tu n i n g   is   p er f o r m ed   u s i n g   th Gr id   Se ar ch   m eth o d   to   o p ti m ize  m o d el   p er f o r m an ce .   T h e   n u m b er   o f   h id d en   la y er s   r an g es  f r o m   o n to   th r ee ,   w it h   1   to   1 5 0   n eu r o n s   p er   la y er ,   an d   R eL is   u s ed   as  th e   ac tiv atio n   f u n c tio n .   T h m o d el  is   o p ti m ized   u s in g   t h A d a m   o p ti m izer ,   w h ich   ad ap tiv el y   ad j u s ts   lear n in r ates  b ased   o n   th tr ain in g   d ata.   T h tu n i n g   p r o ce s s   in clu d es  f i v ep o ch s   p er   tr ial,   r e p ea ted   3 0   tim e s ,   w it h   lear n in g   r ates te s ted   at  0 . 0 1 ,   0 . 0 0 1 ,   an d   0 . 0 0 0 5 .   T h o p tim al  n u m b er   o f   ep o ch s   i s   s elec ted   b ased   o n   th lo w est   MA P E   f r o m   t h v alid ati o n   d at a.   T o   p r ev en o v er f itti n g   d u r i n g   th tr ai n i n g   o f   t h h y b r id   AR I M A DNN  r es id u al  lear n in g   m o d el,   s ev er al  r e g u lar izat io n   s tr ateg i es  w er ap p lied .   Sin ce   th e   AR I M A   co m p o n en t   alr ea d y   ca p tu r es  t h li n ea r   te m p o r al  d ep en d en cies,  th DNN  is   tr ain ed   o n l y   o n   r es id u als,  r ed u ci n g   t h r is k   o f   lear n in g   r ed u n d an t   p atter n s .   F u r th er m o r e,   ea r l y   s to p p in g   w a s   i m p le m e n ted   with   p atie n ce   o f   1 0   ep o ch s   b y   m o n ito r in g   t h e   v alid atio n   lo s s   an d   h alt in g   tr a in i n g   o n ce   t h p er f o r m a n ce   ce ased   to   im p r o v e,   th er eb y   a v o id in g   u n n ec es s ar y   i ter atio n s   t h at   m a y   lead   to   m e m o r izat io n   o f   n o i s e.   I n   a d d itio n ,   d r o p o u lay er s   w it h   r ate  o f   0 . 2   w er e   in tr o d u ce d   in   t h h id d en   la y e r s   o f   th DNN  to   r an d o m l y   d ea ctiv ate  f r ac tio n   o f   n e u r o n s   d u r i n g   tr ain in g ,   w h ic h   h elp s   p r ev e n co - ad ap tatio n   a m o n g   u n it s .   L 2   w ei g h r eg u lar iza tio n   w it h   co ef f ic ien o f   0 . 0 0 1   w a s   also   e m p lo y ed   to   p en alize   o v er l y   co m p le x   m o d els,  e n s u r in g   s m o o t h er   g e n er aliza tio n .   T h r esid u al  i n p u t s   w er e   n o r m alize d   u s i n g   m i n m a x   s ca lin g ,   w h ich   n o o n l y   ac ce l er ates  co n v er g e n ce   b u t   also   s tab ilizes  tr ain i n g ,   re d u cin g   v ar ia n ce   ac r o s s   ep o ch s .   F in al l y ,   t h d ata s et  w a s   d i v id ed   in to   tr ai n i n g ,   v alid atio n ,   an d   test in g   s u b s et s   to   g u ar an tee  u n b iased   ev al u at io n .   T o g eth er ,   th ese  m ea s u r e s   s tr en g th e n   t h r o b u s tn e s s   o f   th h y b r id   m o d el,   en s u r in g   t h at  th i m p r o v e m e n t s   in   ac c u r ac y   ar g e n er aliza b le   r ath er   th an   ar ti f ac t s   o f   o v er f it tin g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A   h yb r id   A R I MA  a n d   DN N   a p p r o a ch   w ith   r esid u a l le a r n in g   fo r   elec tr ic  ve h icle  ch a r g in g   …  ( W a h yu   C esa r )   1559   2 . 3 .     Da t a   prepro ce s s ing   I n   th d ata  p r e p ar atio n   s tag e,   p r e p r o ce s s in g   p r o ce d u r is   c o n d u cted   o n   ex p er i m en tal  d ata  co llected   f r o m   d ail y   elec tr icit y   co n s u m p tio n   o f   tr an s ac tio n   a th r e d if f er e n c h ar g i n g   s tatio n s   i n   J ak ar ta,   I n d o n esia   d u r in g   2 0 2 1 2 0 2 2 .   T h is   p r o ce s s   i n v o lv e s   d ata  clea n i n g   a n d   tr an s f o r m atio n ,   as  ill u s tr ate d   in   F ig u r 1 .   T h d esig n ed   p r ed ictiv m o d el  is   i m p le m e n ted   w it h i n   th c h ar g i n g   s tatio n   ec o s y s te m   a n d   w ill   b in teg r a te d   w it h   th C SM S   ap p licatio n .   C SMS   s er v es  as  th ce n tr al  s y s te m   f o r   ea ch   ch ar g in g   s tatio n   a n d   ca n   b ac ce s s ed   b y   u s er s   ac r o s s   v ar io u s   r eg io n s .   T h d iag r am   i llu s tr ates  i n   Fi g u r 2   th w o r k f lo w   o f   a n   E ch ar g i n g   s tatio n   ec o s y s te m   in teg r ated   w it h   f o r ec asti n g   m o d el  f o r   elec tr icit y   co n s u m p tio n .   T h p r o ce s s   b eg in s   w ith   t h co llectio n   o f   d ata  f r o m   m u ltip le  E ch ar g i n g   s tatio n s ,   w h ich   co m m u n icate   u s i n g   th o p en   ch ar g p o in p r o t o co l   ( OC P P ) .   T h ese  d ata  ar s to r ed   in   ce n tr al  d atab as an d   u n d er g o   p r ep r o ce s s in g ,   w h ic h   i n clu d es   d ata  clea n i n g ,   tr an s f o r m atio n ,   an d   s p litt i n g   i n to   tr ain in g   an d   test in g   s et s .   T h d ata   ar e   ca te g o r ized   in to   t w o   g r o u p s d atasets   w i t h   w ea t h e r   v ar iab les  an d   d ataset s   w it h o u w ea t h er   v ar iab les.  O n ce   p r ep r o ce s s in g   i s   co m p lete,   t h m o d el  tr ai n i n g   a n d   test i n g   p h ase  ta k es  p lace .   T h is   s tep   in v o lv e s   h y p er p ar a m eter   tu n i n g ,   m o d el  tr ain in g   f o r   f o r ec asti n g   elec tr icit y   co n s u m p tio n ,   an d   p er f o r m an c e   ev al u atio n   u s i n g   m e tr ics  s u ch   as   M A P E   o r   R MSE .   T h tr ain ed   f o r ec ast in g   m o d el  is   t h en   in teg r ated   i n to   th s y s te m   u s in g   t h d atab ase  ce n tr al  s y s te m ,   allo w i n g   i to   p r ed ict  f u t u r e   elec tr icit y   co n s u m p t io n .   T h ce n tr al  s y s te m   co n ti n u o u s l y   u p d ates   an d   d is p la y s   n e w   d ata  w h ile   also   in te g r atin g   f o r ec ast  r es u lt s .   T h ese  f o r ec asts   ar u s ed   to   en h a n ce   t h e f f icie n c y   o f   c h ar g in g   s tatio n s   b y   o p tim izin g   elec tr icit y   s u p p l y   an d   d e m a n d   m a n a g e m en t.  T h o v er all  s y s te m   i m p r o v e s   t h r eliab ilit y   o f   E V   ch ar g i n g   in f r astr u ct u r e,   en s u r i n g   s tab le  an d   ef f icie n t e n er g y   d is tr ib u tio n   n et w o r k .           Fig u r 2 .   T h f r am e w o r k   o f   c h ar g i n g   s tatio n   co n s u m p tio n   f o r ec ast  [ 5 ]       T h d ata  clea n in g   p r o ce s s   i s   ca r r ied   o u b y   s elec ti n g   o n d ataset  f r o m   th r ee   c h ar g in g   s tatio n s   i n   J ak ar ta  to   b u s ed   as  th p r im ar y   d ataset.   Mis s in g   d ata  is   th en   f illed   u s in g   th alg eb r aic  av er ag i n g   m et h o d ,   as  d escr ib ed   in   ( 3 ) ,   u n d e r   th ass u m p tio n   th a th m i s s i n g   d ata  r ep r esen ts   th av er ag co n s u m p tio n   o f   th t w o   n ea r est  c h ar g i n g   s tatio n s .   T h e   alg eb r aic  av er ag in g   m et h o d   e s ti m ates  m i s s i n g   d ata  b ased   o n   th a v er ag d ata   f r o m   s e v er al  n ea r b y   c h ar g i n g   s tatio n s .   T h is   ap p r o ac h   is   f o r m u lat ed   u s in g   ( 3 )   [ 2 3 ] .     = + + n     ( 3 )       th is   s t u d y ,   m is s in g   d ata  at  c h ar g i n g   s tatio n     ( d en o ted   as  )   is   esti m ated   u s i n g   d ata  f r o m   t h n ea r es t   ch ar g i n g   s tatio n s   ,   an d     (    ) ,   w it h     r ep r esen tin g   t h n u m b e r   o f   s tatio n s   co n s i d er ed .   T h d ata  tr an s f o r m atio n   p r o ce s s   s tar ts   b y   s elec ti n g   r elev a n a ttrib u te s ,   w h ic h   i n cl u d elec tr icit y   co n s u m p t io n   f r o m   t h e   p r ev io u s   s e v en   d a y s   ( w i n d o w   s ize  o f   7 ) .   A d d itio n all y ,   th d ay   o f   th w ee k   is   en co d ed   n u m er icall y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 5 5 5 - 1 565   1560   (  = 1   th r o u g h     = 7 ) .   T h ese  tr an s f o r m ed   attr ib u tes  f o r m   th e   in p u f ea tu r es,  to tali n g   ei g h t,  w h ile  t h elec tr icit y   co n s u m p t io n   f o r   th n ex t d a y   s er v e s   as t h o u tp u t la b el.     2 . 4 .     E v a lua t i o n   T h ac cu r ac y   o f   t h m o d el  w i ll  b as s ess ed   u s in g   th M A P E ,   w h ic h   s er v es  to   v al id ate  its   p r ed ictiv p er f o r m a n ce .   M A P E   q u a n ti f ie s   r elati v er r o r   b y   ca lcu la tin g   th p er ce n ta g d i f f er e n ce   b et w ee n   p r ed icted   an d   ac tu al  v al u es.  T h is   m e tr ic  is   e s p ec iall y   b e n e f icial  w h e n   t h s ca le  o f   th e   p r ed icted   v a r iab le  p la y s   a   cr itical  r o le   in   ev a lu ati n g   f o r ec ast  p r ec is io n .   A s   w id el y   u s ed   lo s s   f u n ct io n   in   r e g r ess io n   tas k s ,   M A P E   o f f er s   a n   in tu i tiv e   u n d er s ta n d in g   o f   p r ed ictio n   e r r o r s   in   r elativ ter m s   [ 2 4 ] .   E x p r ess ed   as  p er ce n tag e,   it  r ef lects  t h av er a g e   d ev iatio n   b et w ee n   ac tu al  a n d   p r ed icted   v alu es.  M A P E   i s   co m m o n l y   ap p lied   in   ti m e   s er ies  an al y s is   to   ev a lu a te  f o r ec asti n g   ac cu r ac y .   T h f o r m u la  f o r   MA P E   is   p r esen ted   ( 4 )   [ 2 5 ] .     = 1 _   ŷ _ _ = 1 100%   ( 4 )     w h er th v ar iab le s   in   ( 4 )   ar d ef in ed     is   th n u m b er   o f   s a m p les  in   th d ataset,     is   th ac tu al  v alu e,   an d   ŷᵢ   is   th p r ed icted   v alu e.       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     ARI M m o delin g   I n   th is   s t u d y ,   th d ataset  o f   E V   ch ar g in g   d e m a n d   is   p r ed i cted   u s in g   th A R I M A   m o d e l,  w h ic h   is   ef f ec tiv w h e n   th h is to r ical  d ata  ex h ib its   li n ea r   an d /o r   co n s is ten s ea s o n al  p atter n .   AR I MA   p er f o r m s   w e ll  o n   s tab le  t i m e   s er ies   d ata  th a is   n o h ea v i l y   in f l u e n ce d   b y   co m p lex   e x ter n al  f ac to r s .   D ail y   o r   w ee k l y   E V   d em a n d   o f ten   s h o w s   r ec u r r in g   p atter n s ,   m a k in g   A R I M A   q u ite  ef f ec ti v f o r   s h o r t - ter m   d em a n d   f o r ec asti n g   w h e n   th E ch ar g in g   d ata  h a s   s u f f icie n tl y   s tab le  h i s to r ical  p atter n s .   I n   s u ch   ca s e s ,   AR I M A   ca n   b u s ed   as  b aselin p r ed ictio n   m o d el.   Ho w e v er ,   th er ar li m itatio n s .   AR I M A   is   les s   o p ti m al  w h en   th d e m a n d   p atter n   is   h i g h l y   n o n - li n ea r   an d   in f l u en ce d   b y   m a n y   ex ter n al   v ar iab les  s u ch   as  w ea t h er ,   elec tr icit y   p r ices,  p r o m o tio n s ,   o r   s p ec if ic  e v en t s .   I n   s u ch   ca s es,  h y b r id   m o d els  ar u s ed   to   h an d le  m o r co m p le x   n o n - li n ea r   d ata,   s u ch   as  DN N ,   w h ich   ar m o r ad ap tiv to   ex ter n al  ( ex o g e n o u s )   f ac to r s   a n d   t y p ic all y   p r o d u ce   m o r e   ac cu r ate  r esu lt s .   I n   t h is   s t u d y ,   to   ad d r ess   th co m p lex it y   o f   d eter m in i n g   th o p ti m a p ar am eter s   ( ) ,   th e    _    f u n c tio n   f r o m   th e      lib r ar y   is   u s ed ,   a s   it  a u to m atica ll y   e v a lu ates   v ar io u s   p ar a m eter   co m b i n atio n s   u s in g   in f o r m at i o n   cr iter ia  ( s u ch   as  A k ai k in f o r m at io n   cr iter io n   ( A I C )   or   B a y esia n   in f o r m ati o n   cr iter io n   ( B I C ) )   to   s elec th b est  m o d el  [ 2 6 ] .   T h d iv is i o n   o f   th d ataset  i n to   tr ain i n g   an d   test i n g   s ets   s ig n i f ica n tl y   a f f ec ts   t h ac c u r ac y   o f   th e   A R I M m o d el,   a s   i r elies  h ea v il y   o n   t h c h r o n o l o g ical  o r d er   o f   d ata  in   ti m s er ies.  AR I M A   lear n s   f r o m   p ast  p atter n s   ( s u ch   a s   tr en d s   a n d   s ea s o n al it y )   to   f o r ec ast  th f u t u r e.   T h er ef o r e,   if   th d ata  is   s p l it  r an d o m l y   ( n o n - c h r o n o lo g i ca ll y ) ,   th p r ed ictio n s   b ec o m in v alid   an d   th e   ac cu r ac y   d ec r ea s es.  I n   t h AR I M A   m o d el  ev al u atio n ,   v ar i o u s   co m b i n atio n s   o f   p ar a m ete r s   ,   an d     w er e   test ed   to   f in d   t h o p ti m a co n f ig u r atio n .   T h d ataset  w a s   s p lit  in to   d if f er en tr ain - tes r atio s   ( 6 0 :4 0 ,   7 0 : 3 0 ,   8 0 :2 0 ,   an d   9 0 :1 0 )   to   ass ess   m o d el  p er f o r m an ce .   Us in g   M A P E   as  th e v al u atio n   m etr ic ,   th b est  r esu l w a s   ac h iev ed   w i th   9 0 :1 0   s p lit,  w h er th e   A R I M A   ( 6 ,   3 ,   2 )   m o d el  p r o d u ce d   th lo w e s er r o r ,   w i th   M A P E   o f   1 6 . 4 9 %.  T h is   in d icate s   th a AR I M A   ( 6 ,   3,   2 )   is   th o p ti m al  co n f i g u r atio n   f o r   th is   d ataset.   I n   th i s   s tag e,   a n   A R I M A   m o d el  is   ap p lied   to   th tim s er ie s   d ata  en er g y   d e m an d   E to   ca p tu r its   lin ea r   co m p o n en t s ,   s u c h   as  tr e n d s   an d   s ea s o n alit y .   On ce   th A R I M A   m o d el  is   tr ain ed   an d   m ak e s   f o r ec asts ,   r esid u als  ar ca lc u lated .   T h ese  r esid u als  r ep r esen t h u n e x p lain ed   p ar o f   th d ata  s p ec if icall y ,   t h n o n li n ea r   p atter n s   t h at  AR I M A   co u l d   n o ca p tu r e.   T h r esid u al  is   t h d if f er e n ce   b et w ee n   th ac tu al  o b s er v ed   v alu a n d   th p r ed ictio n   m ad b y   t h AR I M A   m o d el.   T h ese  r esid u als  as  i n p u f o r   DNN  to   m o d el  t h n o n li n ea r   r elatio n s h ip s   i n   th d ata.   Si n c AR I M A   h a s   alr ea d y   m o d ele d   th lin ea r   p ar t ,   th DNN  f o cu s e s   o n   lear n i n g   th e   co m p le x ,   n o n li n ea r   s tr u ct u r es  th at  r e m ai n   i n   t h r esid u als.  T o g eth er ,   t h is   t w o - s tep   m o d eli n g   p r o ce s s   e n h a n ce s   f o r ec ast  ac cu r ac y   b y   h y b r id   AR I M A - DNN  m eth o d   g et s   co m b in i n g   th s tr en g t h s   o f   A R I MA   f o r   lin ea r   tr en d s   an d   DNN  f o r   n o n li n ea r   d y n a m ics.     3 . 2 .     Resid ua m o del ing   w it h dee p neura l net w o rk s     T h r esid u al  m o d el  w it h   DN is   d ev elo p ed   th r o u g h   s y s t e m atic  h y p er p ar a m eter   tu n i n g   p r o ce s s   to   o b tain   o p ti m al  p ar a m eter s   f o r   th M L P   ar ch itectu r e.   Af ter   f i ttin g   t h A R I M A   m o d el,   th r esid u als  d e f i n ed   as  th d if f er en ce   b et w ee n   th o b s er v ed   v al u es  an d   AR I M A   p r ed ictio n s   ar ex tr ac ted .   T h ese  r esid u als  ar f ir s t   n o r m alize d   to   s tan d ar d   s ca le  an d   p r o ce s s ed   u s in g   s lid in g   w in d o w   ap p r o ac h   to   g en er ate  s eq u en t ial  in p u t - o u tp u p air s   s u itab le  f o r   DNN   lear n i n g .   T h is   e n s u r es   th at   te m p o r al  d e p en d e n cies  i n   t h r e s id u al  p atter n s   ar e   p r eser v ed .   T o   f u r th er   en r ic h   th i n p u r ep r esen tatio n ,   ca teg o r ical  f ea tu r es   s u ch   as  t h d a y   o f   t h w ee k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A   h yb r id   A R I MA  a n d   DN N   a p p r o a ch   w ith   r esid u a l le a r n in g   fo r   elec tr ic  ve h icle  ch a r g in g   …  ( W a h yu   C esa r )   1561   ( en co d ed   as  n u m er ic  1 - 7 )   ar in te g r ated ,   allo w i n g   th n et w o r k   to   ca p tu r p er io d ic  n o n lin e ar   v ar iatio n s   in   t h e   ch ar g i n g   d e m a n d .   T h u s o f   th DN is   m o t i v ated   b y   its   s tr o n g   ca p ab ilit y   to   m o d el  n o n li n ea r   an d   n o n - s tat io n ar y   co m p o n e n t s   t h at  ca n n o b ef f ec tiv e l y   ca p t u r ed   b y   A R I MA   alo n e.   A   g r id - b ased   h y p er p ar am eter   tu n i n g   s tr ateg y   w as  co n d u cted   to   o p ti m ize  t h n u m b er   o f   h id d en   l a y er s ,   n e u r o n   co u n t s ,   lear n i n g   r ate,   an d   tr ain in g   ep o ch s .   Sp ec if ica ll y ,   m o d els  w it h   o n to   t h r ee   h id d en   la y e r s   w er ev al u ated   ac r o s s   d i f f e r en tr ain te s s p li t   r atio s   ( 9 0 :1 0 ,   8 0 : 2 0 ,   7 0 :3 0 ,   a n d   6 0 :4 0 ) .   T h tu n i n g   p r o ce s s   in co r p o r ated   o v er f itti n g   m i t ig atio n   tec h n iq u e s   s u c h   as  ea r l y   s to p p in g ,   d r o p o u r eg u lar izatio n   ( 0 . 2 - 0 . 5   a cr o s s   h id d en   la y er s ) ,   an d   L 2   w e ig h p en altie s ,   en s u r in g   t h m o d el  g e n er alize s   w e ll to   u n s ee n   d ata.   T h b est - p er f o r m in g   co n f i g u r atio n   w a s   o b tain ed   w it h   t w o   h id d en   la y er s   co n s i s ti n g   o f   6 4   an d   3 2   n eu r o n s   r esp ec tiv e l y ,   lear n i n g   r ate  o f   0 . 0 0 1 ,   R eL ac tiv atio n   f u n c tio n s ,   d r o p o u r ate  o f   0 . 3 ,   an d   1 , 5 0 0   tr ain i n g   ep o ch s   u n d er   9 0 :1 0   s p lit  r atio .   T h is   co n f ig u r ati o n   ac h ie v ed   MA P E   o f   0 . 3 9 o n   th r esid u al   f o r ec asti n g   tas k ,   co n f ir m i n g   t h at  th r esid u al - b ased   DNN  n o o n ly   ef f ec t iv el y   co m p le m e n ts   A R I M A   b u also   s ig n i f ica n tl y   e n h an ce s   p r ed ictiv ac cu r ac y   b y   ca p tu r i n g   co m p lex   n o n l in ea r   d y n a m ics.     3 . 3 .     F ina l f o re ca s t   g ener a t io h y brid AR I M A - DNN   T h e   f in al  f o r ec ast  g en er atio n   in   t h h y b r id   A R I M A - DN r esid u al  lear n i n g   ap p r o ac h   in v o lv e s   co m b i n i n g   t h s tr e n g th s   o f   b o th   li n ea r   an d   n o n l in ea r   m o d elin g   to   p r o d u ce   m o r ac c u r ate  p r ed ictio n .   T h AR I M A   m o d el  i s   u s ed   to   f o r ec ast  th li n ea r   co m p o n en ts   o f   t h ti m s er ies  d ata,   s u ch   a s   tr en d s   a n d   s ea s o n ali t y .   T h r esid u a ls   ca lc u lated   as  t h d i f f er e n ce   b et w e en   t h ac tu a v al u es   an d   t h AR I M A   p r ed ictio n s   ar o b tain ed .   T h ese  r esid u als,   w h ic h   r ep r esen t h n o n lin ea r   p atter n s   n o ca p tu r ed   b y   AR I MA ,   ar th e n   u s ed   to   tr ai n   DNN.   AR I M A   m o d els  ca p tu r li n ea r   tr en d s ,   w h ile  DNNs   h a n d le  co m p le x   n o n li n ea r   p atter n s .   I n   th is   h y b r id   ap p r o ac h ,   th DN lear n s   to   p r e d ict  th r esid u als  f r o m   th A R I M A   m o d el.   T h is   d iv i s io n   o f   tas k s   r ed u ce s   th r is k   o f   o v er f itti n g   in   th D NN.   T h f in al  f o r ec ast   is   o b tain ed   b y   co m b i n i n g   b o t h   m o d els  u s i n g   th e   f o r m u la  is   th f in a p r ed ictio n   is   o b tain ed   b y   ad d in g   th f o r ec ast  f r o m   th AR I M A   m o d el  w it h   th r esid u a l   p r ed ictio n   g en er ated   b y   th DNN  m o d el.   T h is   co m b in at io n   lev er a g es  t h co m p le m en ta r y   s tr en g t h s   o f   b o t h   m o d el s   to   i m p r o v o v er all  p r ed ictio n   p er f o r m an ce .   Fig u r 3 ( a)   s h o w s   t h at  t h AR I M A   ( 6 ,   3,   2 )   m o d el  ca n   f o llo w   t h g e n er al  tr en d   o f   E ch ar g i n g   d em a n d ,   b u f ail s   to   ca p tu r s h o r t - ter m   f lu ct u atio n s   a n d   s u d d en   p ea k s ,   r es u lti n g   in   r ela ti v el y   h i g h   M A P E   o f   1 6 . 4 9 %.  I n   co n tr ast,  Fig u r 3 ( b )   s h o w s   t h h y b r id   A R I M A - DNN  m o d el,   w h o s p r ed icted   v alu e s   ar m u c h   m o r clo s el y   ali g n ed   w it h   ac tu al  d e m a n d ,   an d   s u cc es s f u ll y   tr ac k   b o th   lo n g - ter m   tr e n d s   an d   n o n lin ea r   v ar iatio n s .   B y   co m b i n i n g   AR I MA s   ad v a n ta g in   m o d eli n g   lin ea r   p atter n s   w ith   DN N s   ab ilit y   to   ca p tu r n o n li n ea r   r esid u al s ,   th h y b r i d   m o d el  ac h iev e s   s i g n if ica n tl y   b etter   ac cu r ac y ,   as  r e f lecte d   b y   it s   lo w er   M A P E   o f   1 . 7 8 %.  T ab le  1   co m p ar es t h is   w i th   o t h er   co m p ar ab le  d ee p   lear n in g   m et h o d s .           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   E v alu atio n :   ( a)   AR I MA   p r ed ictio n   v s   ac t u al  an d   ( b )   h y b r id   A R I M A - D NN  p r ed ictio n   v s   ac tu al       T ab le  1 .   Fo r ec asti n g   b est ac cu r ac y   co m p ar i s o n   M o d e l   M A P ( %)   R M S E   ( k W h )   M A ( k W h )   A N N - M L P   L S T M   1 3 . 8 9   1 3 . 0 3   1 1 1 . 4 7   8 8 . 6 6   9 4 . 7 3   7 5 . 3 7   A R I M A - D N N   ( r e si d u a l - b a se d )   1 . 7 8   1 2 . 0 7   1 0 . 2 6       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 5 5 5 - 1 565   1562   T ab le   1   co m p ar es  th f o r ec ast in g   ac c u r ac y   o f   th p r o p o s ed   A N N - M L P ,   L ST M,   an d   h y b r id   A R I M A - DNN  ( r esid u al - b ased )   m o d els .   As  s h o w n   in   Fi g u r 3 ( a) ,   tr ad itio n al  AR I M A   is   ef f ec ti v f o r   lo n g - ter m   tr en d s   b u s tr u g g le s   w it h   n o n li n ea r   f lu ct u atio n s ,   w h ile  A N N - M L P   an d   L ST p r o v id b etter   ac cu r ac y   b u r e m a in   less   co n s i s ten t.  I n   co n tr ast,  th h y b r id   r esid u al  lear n in g   ap p r o ac h   ef f ec t iv el y   ca p t u r es  b o th   li n ea r   a n d   n o n li n ea r   d y n a m ics,  ac h iev in g   th b e s o v er all  p er f o r m a n ce   w it h   M A P E   o f   1 . 7 8 %,  an   R M SE  o f   1 2 . 0 7   k W h ,   an d   MA E   o f   1 0 . 2 6   k W h ,   m a k i n g   it  th b est - p er f o r m i n g   m o d el  co m p ar ed   to   s in g le - m o d el  ap p r o ac h es   an d   ac h ie v i n g   b etter   f o r ec asti n g   ac c u r ac y   co m p ar ed   to   u s i n g   o n l y   AR I M A ,   A NN - M L P ,   o r   L ST M.   No tab ly ,   th h y b r id   AR I M A - D NN  co n s i s te n tl y   o u tp er f o r m s   t h s e q u en ce - b ased   L ST b en ch m ar k ,   h ig h li g h ti n g   it s   r o b u s tn es s   a n d   s u itab ilit y   f o r   EV   ch ar g in g   d e m an d   f o r ec ast in g .   T h d if f er en ce   b et w ee n   t h p r o p o s ed   m o d el   an d   th AR I M A - ANN  h y b r id   ( d is cr ete  w av e let  tr an s f o r m   ( DW T ) - b ased )   [ 1 0 ]   in   p r ev io u s   r esear ch   lies   i n   it s   in te g r atio n   s tr ate g y .   T h D W T - b ased   m eth o d   d ec o m p o s es  th s er ies  i n to   f r eq u e n c y   c o m p o n e n ts ,   w h ile   AR I M A - DNN  u s es  r esid u a lear n in g ,   w h ic h   allo w s   A NN   to   d ir ec tly   m o d el  th n o n l i n ea r   er r o r s   lef b y   AR I M A .   T h is   d es ig n   i m p r o v e s   ef f icie n c y   a n d   ac cu r ac y ,   w it h   e m p ir ical  r es u lts   co n f ir m in g   th at   A R I M A - DN N   p r o v id es  s u p er io r   p e r f o r m a n c ( MA P E   1 . 7 8 %)  c o m p ar ed   to   th DW T - b ased   A R I M A - ANN  h y b r id   ( MA P E   1 . 9 4 %),   d em o n s tr ati n g   its   p o w er   i n   ca p tu r i n g   co m p lex   n o n lin ea r   d e m a n d   p atter n s   i n   r ea l - w o r ld   EV   ch ar g i n g   d ata.     Fro m   co m p u ta tio n al  p er s p ec tiv e,   th h y b r id   A R I M A DNN  m o d el  r em ai n s   ef f icie n b ec au s e   AR I M A   p r o v id es  f ast  li n ea r   co m p o n e n e s ti m atio n ,   t h er eb y   r ed u ci n g   t h r esid u al  co m p lex it y   f ed   in to   t h DNN.   T h is   d ec o m p o s itio n   h el p s   s h o r ten   tr ain i n g   ti m co m p ar ed   to   tr ain in g   s tan d alo n d ee p   m o d el  o n   th f u ll  r a w   d ata.   W h ile  DNNs  t y p ica ll y   r e q u ir h i g h er   co m p u tatio n a r eso u r ce s ,   th r esid u al  lear n i n g   d esi g n   allo w s   th n e t w o r k   to   f o cu s   o n   n o n lin ea r   p atter n s   w ith   f e wer   p ar am eter s ,   i m p r o v i n g   b o th   co n v er g e n ce   s p ee d   an d   in f er en ce   ef f ic ien c y .   I n   ter m s   o f   r ea l - ti m ap p licab ilit y ,   th AR I M A   co m p o n e n ca n   b u p d ated   in cr e m e n tall y   w it h   m i n i m al  o v er h ea d ,   an d   th tr ain ed   DNN  ca n   g en er ate  p r ed ictio n s   in   n ea r   r ea l   ti m o n ce   d ep lo y ed .   T h is   m a k es  t h h y b r id   f r am e w o r k   s u i tab le  f o r   in t eg r atio n   in to   E C SMS ,   w h er ac cu r ate  d em a n d   f o r ec asti n g   m u s b p er f o r m e d   co n tin u o u s l y   to   s u p p o r d y n a m ic  s ch ed u li n g ,   en er g y   d is tr ib u tio n ,   an d   g r id   s tab ilit y .   A lt h o u g h   th p r o p o s ed   h y b r id   A R I M A DNN  r esid u al   lear n in g   m o d el  d e m o n s tr a tes  s tr o n g   p r ed ictiv p er f o r m a n ce ,   its   g e n er aliza tio n   is   co n s tr ai n ed   b y   th d ataset,   w h ic h   is   li m ited   to   d aily   co n s u m p tio n   d ata  co llected   f r o m   o n l y   th r ee   ch ar g i n g   s tatio n s   w it h in   s in g le  r eg io n .   T h is   r estrict io n   m a y   a f f ec t h e   m o d el s   ab ilit y   to   r ep r esen t   b r o ad er   ch ar g in g   b eh a v io r s   ac r o s s   d i f f er e n ar ea s   w it h   v ar y i n g   in f r astr u ctu r a n d   u s er   d e m a n d .   T o   im p r o v r o b u s t n ess ,   f u tu r s t u d ies  s h o u ld   v alid ate  th f r a m e w o r k   o n   lar g er   an d   m o r e   d iv er s d atasets   co v er in g   m u l tip le  ch ar g i n g   s tat io n s   a n d   g eo g r ap h ical  co n tex ts .   Fu r t h er m o r e,   ex ten d in g   t h e   m o d el  to   m u lti v ar iate  f o r ec asti n g   f r a m e w o r k   w o u ld   en h a n ce   its   ap p l icab ilit y .   B y   i n co r p o r atin g   ex o g en o u s   v ar iab les  s u c h   as  w ea t h er   co n d itio n s ,   tr af f ic  d en s it y ,   o r   d y n a m ic  elec tr icit y   p r icin g ,   th m o d el  co u ld   ca p tu r e   ex ter n al  in f l u en ce s   o n   E c h a r g in g   d e m a n d   m o r e f f ec tiv e l y .   S u ch   i m p r o v e m en ts   w o u ld   n o o n l y   s tr e n g th e n   p r e d ictiv ac cu r ac y   b u als o   s u p p o r r ea l - w o r ld   d ec is i o n - m a k in g   i n   co m p le x   an d   ev o lv i n g   en er g y   ec o s y s te m s .       4.   CO NCLU SI O N   A cc o r d in g   to   th f i n d in g s   o f   t h is   r esear c h   an d   t h co m p ar is o n   o f   t h v i s u a r esu l ts   o f   th g r ap h s   a n d   p er f o r m a n ce   m etr ic s   s h o w n ,   th h y b r id   AR I M A - DNN  m o d e s h o w s   m u ch   b etter   f o r e ca s ac c u r ac y   t h a n   s in g le  m o d els.  T h is   s tu d y   co n f ir m s   th at  th p r o p o s ed   h y b r id   A R I M A - DNN  m o d el  w i t h   r esid u al  lear n i n g   o u tp er f o r m s   s in g le - m o d el  ap p r o ac h es  b y   e f f ec ti v el y   ca p t u r in g   b o th   li n ea r   an d   n o n lin ea r   p atter n s   i n   E V   ch ar g i n g   d e m a n d .   T h h y b r i d   m eth o d   d e m o n s tr ate s   it s   s tr en g t h   i n   p r o d u ci n g   m o r a cc u r ate  an d   s tab le   f o r ec asts ,   m a k i n g   it  r eliab le  to o f o r   en er g y   d e m a n d   p r ed ictio n .   B ey o n d   tech n ical  i m p r o v e m e n t s ,   th f i n d in g s   p r o v id p r ac tical  v al u f o r   s ta k e h o ld er s .   A cc u r ate   d em a n d   f o r ec asti n g   ca n   as s i s s ta k eh o ld er s   i n   b alan cin g   elec tr icit y   lo ad ,   s u p p o r ch ar g in g   s ta tio n   d ev elo p er s   in   p lan n i n g   in f r astr u ctu r ca p ac it y ,   an d   g u id e   p o licy m a k er s   i n   f o r m u lati n g   s tr ateg ies  f o r   n atio n al  E d ep lo y m en t,   p ar ticu lar l y   i n   r eg io n s   w it h   li m i ted   p o w er   s u p p l y .   Fo r   f u t u r r esear ch ,   th m o d el  ca n   b en h an ce d   b y   in co r p o r atin g   ex o g e n o u s   v ar iab les  s u c h   as  w ea t h er ,   tr af f ic  f lo w ,   o r   s o c io - ec o n o m ic  d ata  to   i m p r o v p r ed ictio n   r o b u s tn es s .   F u r t h er   ex p lo r atio n   o f   d is tr ib u ted   lear n i n g   f r a m e w o r k s   m a y   also   b r o ad e n   ap p licab ilit y   ac r o s s   m u l ti - o p er ato r   E ch ar g in g   i n   I n d o n esia.       ACK NO WL E D G M E NT   T h is   s tu d y   w as  m ad p o s s ib l th r o u g h   t h s u p p o r o f   Natio n al  R e s ea r ch   a n d   I n n o v atio n   A g e n c y   ( B R I N)   w it h   th p r o v is io n   o f   f ac ilit ies a n d   eq u ip m e n f o r   d ata  ac q u is itio n   in   t h e   ex p er i m en t .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A   h yb r id   A R I MA  a n d   DN N   a p p r o a ch   w ith   r esid u a l le a r n in g   fo r   elec tr ic  ve h icle  ch a r g in g   …  ( W a h yu   C esa r )   1563   F UNDIN G   I NF O RM AT I O   T h ex p er i m en t a n d   d ata  co lle ctio n   ac ti v itie s   i n   th is   s tu d y   wer f u n d ed   b y   t h Natio n al  R e s ea r ch   a n d   I n n o v a tio n   A g e n c y   ( B R I N)   o f   I n d o n esia.  T h au th o r s   g r atef u ll y   ac k n o w led g th f in a n cia s u p p o r p r o v id ed   b y   B R I f o r   f ac ilit a tin g   d ata  a cq u is itio n   an d   ex p er i m en tal  i m p le m e n tat io n   t h r o u g h o u t th i s   r esear ch .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f a c ilit ate  co lla b o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   W ah y u   C e s ar                               D w id h ar m P r i y a s ta                               P r asety o   A j i                               Me l y a n a                               Ag u s   S u p r ian to                               Ose n   F ili Na m i                               R iza                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r th f in d in g s   o f   th i s   s t u d y   ar av aila b le   o n   r eq u est  f r o m   t h co r r esp o n d in g   au th o r   d u to   p r iv ac y   a n d   co n f id en t ialit y   r e s tr ictio n s .   T h d ataset  is   r estricte d   f o r   r esear ch   p u r p o s es  u n d er   th e   Nat io n al  R e s ea r ch   a n d   I n n o v a tio n   A g e n c y   ( B R I N)   a n d   ca n n o t b s h ar ed   p u b licl y   w it h o u p r io r   au th o r izatio n .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   D .   R o me r o - O c a ñ o ,   M .   A .   C o o - L e ó n ,   V .   M .   V a l e n z u e l a - A l c a r a z ,   a n d   C .   A .   B r i z u e l a ,   T h e   i m p a c t   o f   g r a d u a l l y   r e p l a c i n g   f o ssi l   f u e l - p o w e r e d   v e h i c l e w i t h   e l e c t r i c   o n e s:   A   b i - o b j e c t i v e   o p t i mi sa t i o n   a p p r o a c h ,   E x p e rt   S y st e m w i t h   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 9 4 ,   p .   1 1 6 5 4 6 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 2 . 1 1 6 5 4 6 .   [ 2 ]   G .   F .   S a v a r i   e t   a l . ,   A sse ssm e n t   o f   c h a r g i n g   t e c h n o l o g i e s,  i n f r a st r u c t u r e   a n d   c h a r g i n g   s t a t i o n   r e c o mm e n d a t i o n   sc h e me o f   e l e c t r i c   v e h i c l e s:   A   r e v i e w ,   Ai n   S h a m s E n g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   1 4 ,   n o .   4 ,   p .   1 0 1 9 3 8 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a se j . 2 0 2 2 . 1 0 1 9 3 8 .   [ 3 ]   P .   A j i ,   D .   A .   R e n a t a ,   A .   L a r a sat i ,   a n d   R i z a ,   D e v e l o p me n t   o f   e l e c t r i c   v e h i c l e   c h a r g i n g   st a t i o n   ma n a g e me n t   sy st e i n   u r b a n   a r e a s,”   i n   Pr o c e e d i n g   -   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   T e c h n o l o g y   a n d   Po l i c y   i n   El e c t ri c   P o w e a n d   En e rg y ,   I C T - PE 2 0 2 0 I EEE,   S e p .   2 0 2 0 ,   p p .   1 9 9 2 0 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C T - P EP5 0 9 1 6 . 2 0 2 0 . 9 2 4 9 8 3 8 .   [ 4 ]   M .   S e y e d a n   a n d   F .   M a f a k h e r i ,   P r e d i c t i v e   b i g   d a t a   a n a l y t i c f o r   su p p l y   c h a i n   d e ma n d   f o r e c a st i n g :   me t h o d s,  a p p l i c a t i o n s,  a n d   r e se a r c h   o p p o r t u n i t i e s,”   J o u r n a l   o f   B i g   D a t a ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p .   5 3 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 5 3 7 - 0 2 0 - 0 0 3 2 9 - 2.   [ 5 ]   D .   A .   R e n a t a   e t   a l . ,   M o d e l i n g   o f   El e c t r i c   V e h i c l e   C h a r g i n g   E n e r g y   C o n su m p t i o n   u si n g   M a c h i n e   L e a r n i n g ,   i n   2 0 2 1   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ad v a n c e d   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   I n f o rm a t i o n   S y s t e m s ,   I C AC S I S   2 0 2 1 ,   I EEE,   O c t .   2 0 2 1 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A C S I S 5 3 2 3 7 . 2 0 2 1 . 9 6 3 1 3 2 4 .   [ 6 ]   D .   Z h o u   e t   a l . ,   U si n g   b a y e si a n   d e e p   l e a r n i n g   f o r   e l e c t r i c   v e h i c l e   c h a r g i n g   st a t i o n   l o a d   f o r e c a st i n g ,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 7 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 1 7 6 1 9 5 .   [ 7 ]   G .   V a n   K r i e k i n g e ,   C .   D e   C a u w e r ,   N .   S a p o u n t z o g l o u ,   T .   C o o se man s,  a n d   M .   M e ssag i e ,   D a y - a h e a d   f o r e c a st   o f   e l e c t r i c   v e h i c l e   c h a r g i n g   d e ma n d   w i t h   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k s,”   Wo r l d   El e c t ri c   Ve h i c l e   J o u rn a l ,   v o l .   1 2 ,   n o .   4 ,   p .   1 7 8 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / w e v j 1 2 0 4 0 1 7 8 .   [ 8 ]   R .   R o y ,   T .   D o k k a ,   D .   A .   El l i s,   E.   D u d e k ,   a n d   P .   B a r n f a t h e r ,   U n d e r st a n d i n g   c o n t r o l l e d   EV   c h a r g i n g   i mp a c t s u s i n g   sce n a r i o - b a se d   f o r e c a st i n g   mo d e l s:   P o st e r ,”  e - E n e r g y   2 0 2 1   -   Pr o c e e d i n g o f   t h e   2 0 2 1   1 2 t h   AC I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Fu t u r e   En e r g y   S y s t e m s ,   p p .   2 8 8 2 8 9 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 4 4 7 5 5 5 . 3 4 6 6 5 7 3 .   [ 9 ]   L. - H .   L e ,   T i me   se r i e a n a l y si a n d   a p p l i c a t i o n s   i n   d a t a   a n a l y si s,  f o r e c a st i n g   a n d   p r e d i c t i o n ,   H PU 2   J o u r n a l   o f   S c i e n c e :   N a t u ra l   S c i e n c e s   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 2 9 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 6 7 6 4 / h p u 2 . j o s.2 0 2 4 . 3 . 1 . 2 0 - 2 9 .   [ 1 0 ]   I .   K h a n d e l w a l ,   R .   A d h i k a r i ,   a n d   G .   V e r ma,   T i me   se r i e f o r e c a st i n g   u si n g   h y b r i d   a r i m a   a n d   a n n   mo d e l b a se d   o n   D W De c o mp o si t i o n ,   Pr o c e d i a   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   4 8 ,   n o .   C ,   p p .   1 7 3 1 7 9 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 1 5 . 0 4 . 1 6 7 .   [ 1 1 ]   G .   E .   P .   B o x ,   G .   M .   J e n k i n s ,   G .   C .   R e i n s e l ,   a n d   G .   M .   L j u n g ,   T i m e   s e r i e s   a n a l y s i s :   f o r e c a s t i n g   a n d   c o n t r o l .   J o h n   W i l e y   &   S o n s ,   2 0 1 5 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . w i l e y . c o m / e n - u s / T i m e + S e r i e s + A n a l y s i s % 3 A + F o r e c a s t i n g + a n d + C o n t r o l % 2 C + 5 t h + E d i t i o n - p - 9 7 8 1 1 1 8 6 7 4 9 1 8   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 5 5 5 - 1 565   1564   [ 1 2 ]   R .   J.  H y n d m a n   a n d   G .   A t h a n a so p o u l o s,  N o n - se a so n a l   A R I M A   m o d e l s,”   2 0 1 8 ( a c c e sse d   F e b .   2 5 ,   2 0 2 5 ).   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / o t e x t s.c o m / f p p 2 / n o n - se a so n a l - a r i ma . h t ml   [ 1 3 ]   C .   A g g a r w a l ,   A n   i n t r o d u c t i o n   t o   n e u r a l   n e t w o r k s,”   i n   N e u r a l   N e t w o r k a n d   D e e p   L e a rn i n g ,   C h a m:   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 27 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 1 - 2 9 6 4 2 - 0_ 1.   [ 1 4 ]   J.  T u m b a   a n d   A .   P e t e r ,   A p p l i c a t i o n   o f   a u t o r e g r e ssi v e   i n t e g r a t e d   mo v i n g   a v e r a g e   ( A R I M A )   mo d e l   t o   f o r e c a st   e l e c t r i c i t y   c o n su mp t i o n   f o r   N i g e r i a ,   J o u r n a l   o f   E n v i r o n m e n t a l   a n d   E n e r g y   E c o n o m i c s ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 2 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 5 6 9 4 6 / j e e e . v 2 i 1 . 3 11   [ 1 5 ]   A .   A n a n d   a n d   K .   J h a j h a r i a ,   A d v a n c e d   c r o p   y i e l d   p r e d i c t i o n   u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g :   a   c o mp r e h e n si v e   r e v i e w ,   T ELKO MN I K ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   El e c t r o n i c a n d   C o n t ro l ) ,   v o l .   2 3 ,   n o .   2 ,   p .   4 0 2 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o mn i k a . v 2 3 i 2 . 2 6 6 2 1 .   [ 1 6 ]   P .   M a r i u s - C o n st a n t i n ,   V .   E.   B a l a s,   L .   P e r e scu - P o p e scu ,   a n d   N .   M a st o r a k i s ,   M u l t i l a y e r   p e r c e p t r o n   a n d   n e u r a l   n e t w o r k s,”   i n   WS E AS   T ra n s a c t i o n s   o n   C i r c u i t a n d   S y s t e m s ,   W i l e y ,   2 0 0 9 ,   p p .   5 7 9 5 8 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / 9 7 8 1 3 9 4 2 6 8 9 9 3 . c h 3 .   [ 1 7 ]   M .   A .   T o r r e s - H e r n á n d e z ,   M .   H .   Esc o b e d o - B a r a j a s,  H .   A .   G u e r r e r o - O su n a ,   T .   I b a r r a - P é r e z ,   L .   O .   S o l í s - S á n c h e z ,   a n d   M .   d e l   R .   M a r t í n e z - B l a n c o ,   P e r f o r man c e   a n a l y si o f   e mb e d d e d   m u l t i l a y e r   p e r c e p t 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 k o n   smar t   c y b e r - p h y si c a l   sy st e ms f o r   I o T   e n v i r o n me n t s ,   S e n so rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 5 ,   p .   6 9 3 5 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 1 5 6 9 3 5 .   [ 1 8 ]   B .   M .   F a h i m ,   M .   K .   A k b a r ,   a n d   M .   A m a y r i ,   R e s i D u a l N e t :   A   n o v e l   e l e c t r i c   v e h i c l e   c h a r g i n g   d a t a   i m p u t a t i o n   t e c h n i q u e   t o   e n h a n c e   l o a d   f o r e c a s t i n g   a c c u r a c y ,   B u i l d i n g   S i m u l a t i o n ,   v o l .   1 8 ,   n o .   4 ,   p p .   8 9 7 9 2 2 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 2 2 7 3 - 0 2 5 - 1 2 3 6 - 8.   [ 1 9 ]   F .   M a r z b n a i ,   A .   H .   O sma n ,   a n d   M .   S .   H a ssa n ,   El e c t r i c   v e h i c l e   e n e r g y   d e man d   p r e d i c t i o n   t e c h n i q u e s:   A n   in - d e p t h   a n d   c r i t i c a l   sy st e mat i c   r e v i e w ,”  I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   9 6 2 4 2 9 6 2 5 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ES S . 2 0 2 3 . 3 3 0 8 9 2 8 .   [ 2 0 ]   N .   F .   A u r n a   e t   a l . ,   T i me   se r i e a n a l y si o f   e l e c t r i c   e n e r g y   c o n su m p t i o n   u si n g   a u t o r e g r e ssi v e   i n t e g r a t e d   mo v i n g   a v e r a g e   mo d e l   a n d   H o l t   W i n t e r mo d e l ,   T e l k o m n i k a   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c a n d   C o n t ro l ) ,   v o l .   1 9 ,   n o .   3 ,   p p .   9 9 1 1 0 0 0 ,   Ju n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / T EL K O M N I K A . v 1 9 i 3 . 1 5 3 0 3 .   [ 2 1 ]   P .   M .   R .   B e n t o ,   J.  A .   N .   P o mb o ,   M .   R .   A .   C a l a d o ,   a n d   S .   J.   P .   S .   M a r i a n o ,   S t a c k i n g   e n se mb l e   me t h o d o l o g y   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   a n d   A R I M A   mo d e l s f o r   s h o r t - t e r m l o a d   f o r e c a st i n g ,   En e rg i e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   2 1 ,   p .   7 3 7 8 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 4 2 1 7 3 7 8 .   [ 2 2 ]   R .   C .   P e l w a n   a n d   C .   V a n   A l t e n ,   C o mp a r i n g   t h e   Ef f e c t i v e n e ss  o f   L S T M ,   A R I M A ,   a n d   G R U   a l g o r i t h ms   f o r   f o r e c a st i n g   c u s t o me r   c h a r g i n g   b e h a v i o r   i n   t h e   e l e c t r i c   mo b i l i t y   i n d u s t r y   i n   E u r o p e ,   U n i v e r si t y   o f   t h e   W i t w a t e r sr a n d ,   Jo h a n n e sb u r g ,   2 0 2 3 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / w i r e d sp a c e . w i t s.a c . z a / se r v e r / a p i / c o r e / b i t s t r e a ms/ 3 f 7 c c 6 1 d - a 5 4 7 - 4 4 f a - 8 0 d 9 - 2 4 7 b 0 b a 5 e 4 6 9 / c o n t e n t   [ 2 3 ]   M .   A .   A .   A b d u l l a h ,   L .   Je ssi n t h a ,   G .   P .   K h u n e sw a r i ,   S .   A .   M .   J a mi l ,   a n d   O .   R .   O l a n i r a n ,   C o m p a r i so n   o f   m u l t i p l e   r e g r e ssi o n   a n d   mo d e l   a v e r a g i n g   mo d e l - b u i l d i n g   a p p r o a c h   f o r   mi ss i n g   d a t a   w i t h   mu l t i p l e   i m p u t a t i o n ,   En g i n e e r i n g ,   T e c h n o l o g y   a n d   A p p l i e d   S c i e n c e   Re se a rc h ,   v o l .   1 4 ,   n o .   6 ,   p p .   1 8 5 0 2 1 8 5 0 8 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 4 8 0 8 4 / e t a sr . 8 9 0 9 .   [ 2 4 ]   A .   d e   M y t t e n a e r e ,   B .   G o l d e n ,   B .   L e   G r a n d ,   a n d   F .   R o ssi ,   M e a n   a b so l u t e   p e r c e n t a g e   e r r o r   f o r   r e g r e ssi o n   mo d e l s,”   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   1 9 2 ,   p p .   3 8 4 8 ,   Ju n .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m. 2 0 1 5 . 1 2 . 1 1 4 .   [ 2 5 ]   W .   A .   W o o d w a r d ,   H .   L .   G r a y ,   a n d   A .   C .   El l i o t t ,   A p p l i e d   t i m e   ser i e s   a n a l y si s   w i t h   R,   se c o n d   e d i t i o n .   C R C   p r e ss,  2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 2 0 1 / 9 7 8 1 3 1 5 1 6 1 1 4 3 .   [ 2 6 ]   M .   N .   V i v e k a n a n d a ,   P .   A .   S h i d l y a l i ,   a n d   V .   V .   M a l g i ,   En h a n c i n g   EV   mar k e t   f o r e c a st i n g   a c c u r a c y :   I n t e g r a t i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   w i t h   A R I M A   mo d e l s ,   i n   C O M N ET S AT 2 0 2 4   -   I EEE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n ,   N e t w o r k s a n d   S a t e l l i t e ,   I EEE,   N o v .   2 0 2 4 ,   p p .   4 4 5 450 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C O M N ET S A T 6 3 2 8 6 . 2 0 2 4 . 1 0 8 6 1 9 7 5 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Wa h y u   C e sa r           ea rn e d   h is  B a c h e lo r d e g re e   in   E lec tro n ics   I n stru m e n tatio n   P h y sic f ro m   Un iv e rsit y   o f   In d o n e sia ,   De p o k ,   In d o n e sia ,   in   2 0 0 9   a n d   h is  M a ste r d e g re e   in   C o m p u ter  S c ien c e   f ro m   Bu d L u h u r   Un iv e rsity ,   Ja k a rta,  In d o n e si a ,   in   2 0 2 4 .   He   w o rk e d   a a n   e n g in e e rin g   sta ff   m e m b e o n   a n   a v io n ics   sy st e m   f o u n m a n n e d   a e rial  v e h icle (U A V s) an d   a s a   re se a rc h e o f   f li g h c o n tro sy ste m in   th e   De fe n se   a n d   S e c u rit y   In d u stry   T e c h n o l o g y   Ce n ter  (2 0 1 0 - 2 0 2 1 ).   S in c e   2 0 2 2 ,   h e   h a s   b e e n   w o rk in g   a a n   e n g in e e rin g   sta ff   m e m b e a th e   sm a rt  c a rd   a p p li c a ti o n   a n d   e lec tri c   v e h i c le  (EV )   c h a rg in g   sta ti o n   m a n a g e m e n sy ste m   re s e a rc h   g ro u p   in   t h e   Re se a rc h   Ce n tre   o f   El e c tro n ics   in   th e   Na ti o n a l   Re se a rc h   a n d   I n n o v a ti o n   A g e n c y   (BR IN).  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il w a h y 0 4 7 @b rin . g o . id .         D w id h a r m a   Priy a st a           e a rn e d   h is  B a c h e lo r d e g re e   in   El e c tri c a E n g in e e rin g   f ro m   S a g a   Un iv e rsit y ,   Ja p a n ,   in   1 9 9 4 .   He   o b tai n e d   h is   M a ste r d e g re e   in   C o m p u ter  S c ien c e   f ro m   th e   Un iv e rsity   o f   Ne w   S o u th   W a les ,   A u stra li a ,   in   2 0 0 0 .   He   c o m p lete d   h is  Do c t o ra l   p ro g ra m   in   In f o rm a ti o n   S y ste m a th e   G ra d u a te  S c h o o o f   Dip o n e g o ro   U n iv e rsity   in   2 0 2 4 .   He   is  c u rre n tl y   w o rk in g   a t h e   Na ti o n a l   Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   Ag e n c y   (BRIN).  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il d w id 0 0 2 @ b ri n . g o . i d .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.