Reliable nowcasting of PM2.5 is of practical importance for daily air-quality monitoring and urban management. PM2.5 concentrations are jointly influenced by emission sources, meteorological conditions, temporal patterns, and station heterogeneity, and the explanatory variables exhibit strong correlations. This study compares regularized regression methods (Ridge, Lasso, Elastic Net) with deep learning models (MLP and LSTM) for same-hour PM2.5 estimation using hourly observations from 12 monitoring stations in Beijing from March 2013 to February 2017. Because the feature set includes both PM2.5 lagged terms and synchronous co-pollutant measurements, the task is framed as nowcasting rather than strict forecasting. Model evaluation employs timestamp-based chronological train/test splitting and TimeSeriesSplit cross-validation. The MLP achieves the best performance (RMSE = 13.651 ug/m3, R^2 = 0.972), reducing RMSE by approximately 13% relative to all regularized regression models (RMSE approximately 15.6, R^2 approximately 0.964). The three linear models perform nearly identically. As an exploratory supplement, the LSTM--constrained by CPU computational limitations to a subsampled training set--underperforms (RMSE = 26.553, R^2 = 0.889) and is not treated as a primary conclusion. Feature-group ablation shows that lagged terms and synchronous pollutants carry the dominant estimation information. Variable selection stability analysis under the 1SE rule reveals that Lasso favors sparse selection (4 stable variables) while Elastic Net retains correlated variable groups (11 stable variables); CO, NO2, PM10, and the first-order PM2.5 lag form a robust core set. Per-station and monthly error analyses further reveal spatial and seasonal heterogeneity in model errors.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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