Hybrid latent-factor and decomposition-based models for cross-location PM2.5 forecasting in Madrid

Publicación del proyecto · Results in Engineering

Resumen

El estudio compara modelos híbridos para predecir PM2.5 en estaciones de Madrid que no se han utilizado durante el entrenamiento. Combina factores latentes, descomposición de señales y aprendizaje automático con datos ambientales y meteorológicos de quince estaciones.

Diagrama original del flujo de trabajo de predicción de PM2.5.
Figura 2. Flujo experimental: adquisición y preparación de datos, entrenamiento, combinación de predicciones y evaluación en estaciones no vistas. Alvarado-Alcon y colaboradores (2026). DOI CC BY-NC 4.0

Indicadores bibliométricos

Cuartil JCRQ1
Factor de impacto9,4
Citas en Google Scholar0
Área JCR
Engineering, Multidisciplinary
Año JCR
2025
Consulta Scholar
26 octubre 2026
Fuente JCR
Clarivate

Contribución principal

Se contrastan trece arquitecturas y una combinación de predicciones mediante regresión lineal restringida. Trece estaciones sirven para entrenamiento y validación y dos quedan reservadas para evaluar la generalización espacial. Los hiperparámetros se optimizan con métodos bayesianos para distintos horizontes de predicción.

Resultados y alcance

El mejor método reduce la pérdida de Huber un 17,7 % respecto a la referencia de persistencia espaciotemporal. Las comparaciones por horizonte muestran errores inferiores a las referencias de persistencia y aprendizaje (p = 0,02 en ambos casos). El alcance se limita a los datos, horizontes y dos estaciones no vistas de Madrid evaluados; no demuestra una generalización universal a otras ciudades.

Relación con BoND1

La predicción a partir de redes de sensores aporta una aplicación de la analítica inteligente y la monitorización ambiental de BoND1. Permite estudiar cómo aprovechar observaciones distribuidas y evaluar su utilidad fuera de las ubicaciones de entrenamiento. El artículo reconoce expresamente la financiación PID2023-148214OB-C21.

EditorialDOIDatos de replicación

Project publication · Results in Engineering

Summary

The study compares hybrid models for forecasting PM2.5 at Madrid stations withheld from model training. It combines latent factors, signal decomposition and machine learning using environmental and meteorological observations from fifteen monitoring stations.

Original diagram of the PM2.5 forecasting workflow.
Figure 2. Experimental workflow: data acquisition and preparation, training, forecast combination and evaluation at unseen stations. Alvarado-Alcon and colleagues (2026). DOI CC BY-NC 4.0

Bibliometric indicators

JCR quartileQ1
Impact factor9.4
Google Scholar citations0
JCR area
Engineering, Multidisciplinary
JCR year
2025
Scholar query
26 October 2026
JCR source
Clarivate

Main contribution

Thirteen architectures and a restricted-linear-regression forecast ensemble are assessed. Thirteen stations support training and validation, while two are reserved for spatial-generalisation testing. Bayesian hyperparameter optimisation is used across forecasting horizons.

Results and scope

The best method reduces Huber loss by 17.7% relative to spatiotemporal persistence. Horizon-level comparisons show lower errors than persistence and learning-based references (p = 0.02 for both). The findings apply to the evaluated data, horizons and two unseen Madrid stations; they do not establish universal transfer to other cities.

Link with BoND1

Forecasting from sensor networks contributes an application of BoND1 intelligent analytics and environmental monitoring. It examines how distributed observations can support prediction beyond the training locations. The article explicitly acknowledges funding from PID2023-148214OB-C21.

PublisherDOIReplication data

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