Аналіз та прогнозування часових рядів

Мета прогнозуючої моделі

TS являє собою набір точок даних, зібраних через постійні проміжки часу. Вони аналізуються для визначення довгострокової тенденції, щоб передбачити майбутнє або виконати який-небудь інший вид аналізу. Є 2 речі, які відрізняють TS від звичайної проблеми регресії:

  • Вони залежать від часу. Тому базове припущення про моделі лінійної регресії про те, що спостереження незалежні, у цьому випадку не виконується.
  • Поряд з тенденцією до збільшення або зменшення, більшість TS мають деяку форму сезонності, тобто змін, характерних для певного періоду часу.
  • Мета моделі прогнозування часових рядів дати точний прогноз за запитом. Часовий ряд має час (t) як незалежну змінну і цільову залежну змінну. У більшості випадків прогноз — це конкретний результат, наприклад, вартість будинки при продажу, спортивний підсумок змагань, результати торгів на біржі. Прогноз являє медіану і середнє значення і включає в себе довірчий інтервал, виражає рівень довіреності в діапазоні 80-95 %. Коли вони фіксуються через регулярні проміжки часу, то процеси називаються тимчасовими рядами і виражаються двома способами:

    • одновимірними з індексом часу, який створює неявний порядок;
    • набір з двома вимірами: часом з незалежної змінної та іншої залежної змінної.

    Створення функцій є однією з найбільш важливих і трудомістких задач в прикладному машинному навчанні. Проте при прогнозуванні часових рядів не створюються функції, принаймні, в традиційному сенсі. Це особливо вірно, коли потрібно спрогнозувати результат на кілька кроків вперед, а не тільки наступне значення.

    Це не означає, що функції повністю заборонені. Просто їх слід використовувати з обережністю з наступних причин:

  • Неясно, які майбутні реальні цінності будуть для цих функцій.
  • Якщо об’єкти передбачувані і мають деякі закономірності, можна побудувати прогнозну модель для кожного з них.
  • Однак потрібно мати на увазі, що використання прогнозованих значень в якості ознак поширить помилку на цільову змінну і призведе до помилок або дасть зміщені прогнози.