扬州空气质量预测系统
XGBoost + LSTM+Attention 双模型混合预测 + 可解释性分析Dashboard
基于3年历史数据的空气质量混合预测系统,采用XGBoost(短期1-6h)与LSTM+Attention深度学习(长期12-24h)双模型架构。XGBoost使用22个可解释特征,1小时预测MAE=6.03、R²=0.86;LSTM+Attention基于49维特征(含南京/镇江/泰州/南通4城空间传输lag与风向加权上风向AQI),48小时序列输入,单次前向推理输出4个时间跨度预测,24小时R²从XGBoost的-0.35提升至0.17。Dashboard包含实时预测、模型对比、深度学习详情、注意力分析、数据管道、特征分析、历史验证、方法论8大模块,支持SHAP特征解释(XGBoost)与Attention权重可视化(LSTM)双重可解释性。模型通过ONNX导出,推理延迟仅0.5ms。

核心亮点
双模型混合架构:XGBoost擅长短期(1-6h)、LSTM+Attention擅长长期(12-24h),取长补短
空间传输建模:4个邻城AQI多级lag特征 + 风向加权上风向污染指数,捕捉区域传输规律
双重可解释性:XGBoost用SHAP值解释特征贡献,LSTM用Attention权重揭示时序关注模式
ONNX高效推理:132K参数轻量模型,0.5ms推理延迟,单次前向输出4个时间跨度预测
功能模块
实时预测 - 未来24小时AQI预测与置信区间
模型对比 - XGBoost vs LSTM+Attention逐时间跨度性能对照
注意力分析 - Attention权重可视化与时序关注模式
方法论文档 - 49维特征工程、数据管道与完整技术方案

