Ẹyọ 4 / 11

Onínọmbà jara akoko ati Atilẹyin Asọtẹlẹ

Awọn anfani:

  • Loye awọn imọran jara akoko gẹgẹbi aṣa, akoko asiko, ọmọ ati iduro pẹlu atilẹyin ti oye atọwọda ati ni anfani lati ṣe itupalẹ lẹsẹsẹ ni deede
  • Agbara lati fi ARIMA sori ẹrọ, ETS ati awọn awoṣe ala ti o rọrun sinu oye atọwọda bi koodu, gbejade awọn asọtẹlẹ ati ṣe iṣiro wọn pẹlu idanwo ẹhin
  • Ni anfani lati ni oye ailagbara ti apesile ni oju iwọn aidaniloju, opin awoṣe ati isinmi igbekale, ati lati ṣetọju pe ojuse fun asọtẹlẹ naa wa pẹlu onimọ-ọrọ.

Ede ti ọrọ-aje jẹ akoko. Afikun, idagba, alainiṣẹ, awọn oṣuwọn paṣipaarọ - gbogbo wọn jẹ lẹsẹsẹ ti nṣan lori akoko, ati ọkan ninu awọn ohun ti a beere lọwọ onimọ-ọrọ-ọrọ ni igbagbogbo ni “nitorina kini o ṣẹlẹ nigbamii?” ni ibeere. Ninu ẹyọ yii, a yoo lo oye atọwọda lati loye awọn imọran jara akoko, kọ koodu awoṣe, ati gbejade awọn asọtẹlẹ. Ṣugbọn jẹ ki a ṣalaye ilana naa lati ibẹrẹ: Asọtẹlẹ kii ṣe asọtẹlẹ, ṣugbọn asọtẹlẹ ipo labẹ aidaniloju, ati pe ojuse wa pẹlu onimọ-ọrọ-ọrọ. AI le kọ koodu ARIMA fun ọ ni iṣẹju; Ṣugbọn eniyan ni o pinnu boya asọtẹlẹ yẹn jẹ ironu tabi rara ati boya yoo ṣubu ni oju isinmi iṣeto.

Irinše ti a akoko jara

O ṣe iranlọwọ lati ronu ti jara eto-ọrọ aje eyikeyi nipa fifọ si awọn apakan mẹrin:

  • Aṣa (iwa). Itọsọna igba pipẹ; gẹgẹbi ọna idagbasoke ti aje.
  • Igba akoko. Ilana ti o tun ṣe deede ni gbogbo ọdun; Tourism posi ninu ooru, soobu posi ni Oṣù Kejìlá.
  • Ayika (conjuncture). Gigun ju akoko lọ, awọn oke ati isalẹ alaibamu; awọn akoko ti imugboroosi ati ihamọ.
  • Aiṣedeede / ariwo. Ailaye, iyipada laileto.

Ṣaaju ki o to ṣe iṣiro jara, o jẹ dandan lati jijẹ awọn paati wọnyi. Nitori wiwo jara aise ati sisọ “o n ṣubu” le jẹ ṣinilọna: boya o kan wa ninu ọpọn igba kan.

Erongba ti iduro tun wa: awọn ohun-ini iṣiro (itumọ, iyatọ) ti jara kan ko yipada ni akoko pupọ. Pupọ eto-ọrọ aje kii ṣe iduro (dagba nigbagbogbo); Ọpọlọpọ awọn awoṣe nilo iyatọ (iyokuro akoko kan lati omiiran) tabi iduro pẹlu awọn logarithms ṣaaju kikọ. AI ṣeduro awọn igbesẹ wọnyi, ṣugbọn mimọ idi ti wọn fi nilo wọn ṣe aabo fun ọ.

Imọran: Nigbagbogbo gbero ati decompose jara ṣaaju asọtẹlẹ. Isinmi iṣeto ti o han gbangba (fun apẹẹrẹ aawọ tabi atunṣe owo) yoo tan paapaa awoṣe ilọsiwaju julọ. Atẹle naa jẹ ohun elo iwadii ti o kere julọ.

Awọn awoṣe: lati rọrun si eka, ṣugbọn akọkọ ala

Ofin goolu ni asọtẹlẹ jara jara: nigbagbogbo bẹrẹ pẹlu awoṣe ala ti o rọrun. Asọtẹlẹ ti o rọrun julọ ni “asọtẹlẹ alaigbọran”: ọla yoo dogba si oni (tabi tii akoko: oṣu yii jẹ oṣu kanna ni ọdun to kọja). Ti awoṣe eka ko ba le lu asọtẹlẹ alaigbọwọ yii, idiju jẹ asan.

Lẹhinna awọn ọna ti a lo nigbagbogbo:

  • ETS / Exponential smoothing. Idile kan ti o rọ ipele, aṣa ati akoko nipa iwuwo wọn.
  • NPE. Awọn kilasika awoṣe apapọ autoregressive (da lori awọn ti o ti kọja iye) ati gbigbe apapọ irinše; ti igba version SARIMA.
  • Awọn awoṣe ipadasẹhin-orisun / alaye. Ti n ṣalaye oniyipada pẹlu awọn itọkasi miiran (fun apẹẹrẹ ibeere nipasẹ owo-wiwọle ati idiyele).

AI le koodu gbogbo awọn ti awọn wọnyi ni statsmodels (Python ìkàwé). Iṣẹ rẹ ni lati yan ati fọwọsi awọn awoṣe.

Idanwo: idanwo asọtẹlẹ

Ko tumọ si ohunkohun ti awoṣe “dara dara” pẹlu data itan; Rọ to lati baamu awoṣe eyikeyi (eyi ni a pe ni overfitting). Ibeere gidi: bawo ni awoṣe ṣe asọtẹlẹ awọn akoko ti ko rii? Lati wiwọn eyi, o ṣe afẹyinti: o pin data ni ọjọ kan, kọ awoṣe pẹlu apakan ti tẹlẹ, jẹ ki o sọ asọtẹlẹ apakan ti o tẹle “bi ẹnipe o jẹ ọjọ iwaju” ki o ṣe afiwe si otito. Awọn iwọn aṣiṣe (fun apẹẹrẹ, MAE - tumọ si aṣiṣe pipe, tabi RMSE — root mean square error) gba ọ laaye lati fiwera awoṣe si ala-ilẹ.

Išọra: Maṣe ṣe ikẹkọ awoṣe pẹlu data ti o ṣe ayẹwo. Ṣe iwọn aṣeyọri asọtẹlẹ nikan ni awọn akoko ti a ko lo ni ikẹkọ. Bibẹẹkọ iwọ yoo tan ara rẹ jẹ; Awọn awoṣe wa jade nla lori iwe ṣugbọn asan ni otito.

Aidaniloju: ibiti, kii ṣe iṣiro ojuami

Nọmba ẹyọkan (“ afikun yoo jẹ 24 ogorun ni opin ọdun”) ṣe afihan idaniloju eke. Iṣiro otitọ pẹlu iwọn ati iṣeeṣe: "ninu ẹgbẹ 21-27 ogorun, oju iṣẹlẹ aarin jẹ 24 ogorun". Aidaniloju asọtẹlẹ jẹ afihan ni awọn akoko igbẹkẹle ti a ṣe nipasẹ awoṣe; ṣugbọn aidaniloju gidi ti o tobi ju eyi lọ, nitori awọn iṣeduro awoṣe le tun jẹ aṣiṣe. Bireki igbekale (iyipada eto imulo, mọnamọna ita) jẹ eewu ti o tobi julọ ti awoṣe ko le rii.

mẹta mini igba

Ọran 1 - Ikuna lati lu ala-ilẹ naa. Oluyanju kan ni AI kọ SARIMA eka kan fun awọn tita soobu oṣooṣu. Ni ẹhin ẹhin, apapọ aṣiṣe pipe ti awoṣe buru ju apesile naïve akoko ti o sọ pe “oṣu yii jẹ deede si oṣu kanna ni ọdun to kọja.” Oluyanju abandoned eka awoṣe; O mu amoro aimọkan bi ipilẹ ati ṣafikun atunṣe amoye kan. Ayedero AamiEye.

Ọran 2 - Bireki igbekale. Ile-ẹkọ kan lo awoṣe afikun ti o ṣe ikẹkọ pẹlu data ṣaaju mọnamọna oṣuwọn paṣipaarọ fun akoko ijakadi lẹhin naa. Awọn awoṣe ṣofintoto underestimated afikun nitori ti o assumed awọn dainamiki ti awọn ti o ti kọja tunu akoko. Ẹkọ: awoṣe naa dawọle agbaye ninu eyiti o ti kọ; Nigbati agbaye ba yipada, asọtẹlẹ naa ṣubu. Ti onimọ-ọrọ-ọrọ naa ba wo aworan naa, yoo rii isinmi naa.

Ọran 3 - Otitọ ti ibiti. Onimọ-ọrọ-ọrọ kan ṣafihan asọtẹlẹ idagbasoke ipari-ọdun rẹ si iṣakoso kii ṣe bi eeya kan, ṣugbọn bi “3.0-4.2 ogorun ẹgbẹ, iwọnyi ni awọn arosinu ti o wa labẹ.” Ni opin ọdun, riri jẹ 3.6 ogorun; O wa ninu ẹgbẹ. Ti o ba ti fun ni nọmba kan, o le jẹ aami "aṣiṣe"; ibiti ati awqn wà mejeeji mọ ati ki o bojuto igbekele.

tabili yiyan awoṣe

Ipo

to dara ibere

akiyesi

Gbogbo guesswork

Naive / ti igba naive ala

Ipilẹ lati lu

Trend + seasonality, alapin

ETS (iyọọda alapọlọpọ)

Rọrun lati fi sori ẹrọ ati asọye

Autocorrelated jara

(S) ARIMA

Nilo imuduro

Oniyipada alaye wa

Ipilẹṣẹ padasẹyin

Awọn asọtẹlẹ ti ojo iwaju gbọdọ tun

Ifura ti isinmi igbekale

Awoṣe + atunṣe amoye

Awoṣe mimọ ko to

Mẹrin daakọ awọn awoṣe

1) Ṣiṣe ayẹwo ati ayẹwo:

Idite pe jara oṣooṣu [jara], lẹhinna ya sọtọ si aṣa/akoko/awọn paati ti o ku (statsmodels). Ṣayẹwo boya o jẹ iduro (idanwo ADF) ati, ti o ba jẹ dandan, ṣalaye iru iyipada (log, iyatọ) ti o ṣeduro. Samisi ti isinmi igbekale ti o han ninu chart.

2) Aṣepari + awoṣe:

Lakọkọ fi idi asọtẹlẹ ala alaigbagbọ akoko kan fun jara yii. Lẹhinna ṣeto ETS ati SARIMA kan. Ṣe afiwe gbogbo awọn mẹta ti o da lori MAE ati RMSE pẹlu idanwo ẹhin (idanwo awọn oṣu 12 to kẹhin). Tabulate awọn abajade ki o sọ kedere iru awoṣe ti o lu ala-ilẹ naa.

3) Idiyele ati ibiti aidaniloju:

Ṣe asọtẹlẹ awọn akoko 6 atẹle fun awoṣe ti Mo yan ati fun 80%/95% awọn aarin igbẹkẹle. Ṣe afihan iṣiro bi iwọn, kii ṣe bi nọmba kan. Jẹ ki o ye wa pe iwọn yii NIKAN ni aabo aidaniloju awoṣe, kii ṣe eewu ti fifọ igbekale / mọnamọna ita.

4) Kika idanwo ẹhin:

Tumọ awọn esi backtest [tabili]. Ṣe awoṣe naa ni otitọ lu ala-ilẹ naa, tabi iyatọ ni iṣiro jẹ alaiṣe pataki? Ṣe ipinlẹ ninu awọn akoko wo ni awoṣe rẹ ṣe awọn aṣiṣe pupọ julọ ati beere idi ọrọ-aje ti o ṣeeṣe fun eyi (idaamu, iyipada akoko).

Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia

Ibere ​​ailagbara:

Gboju le won yi jara.

Oríkĕ itetisi kọ a ID awoṣe, ko backtest, yoo fun ohun odd nọmba; O ko mọ boya awọn awoṣe ṣiṣẹ tabi ko.

Ibere ​​ti o lagbara:

Ni akọkọ decompose jara afikun oṣooṣu lọwọlọwọ ati ṣayẹwo fun awọn isinmi. Backtest ETS ati SARIMA ni awọn oṣu 12 to kọja lodi si ala ala-ilẹ akoko, ṣe afiwe pẹlu MAE. Yan awoṣe ti o lu ala, fun oṣu mẹfa siwaju asọtẹlẹ ati fi iwọn 80%. Kọ eewu ti fifọ igbekale bi ikilọ lọtọ. Ṣe afihan koodu naa fun igbesẹ kọọkan ati awọn nọmba akojọpọ ti MO le rii daju pẹlu ọwọ.

Awọn aṣiṣe ti o wọpọ

  • N fo sinu awoṣe eka lai ṣeto awọn aṣepari. Idiju ko ni dogba aṣeyọri.
  • Iṣiro awoṣe lori data ti o ti kọ lori. Asise ti o pọju ibamu fun aseyori.
  • Fifun kan nikan ojuami ti siro. Idaniloju eke; ibiti ati arosinu ti a beere.
  • Fojusi isinmi igbekale. Ni afọju gbigbe ohun ti o kọja ni agbara si ọjọ iwaju.
  • Mimu idaduro. Awọn ibatan iro ati asọtẹlẹ daru.
  • Fifihan asọtẹlẹ bi asọtẹlẹ. Nọmbafoonu aidaniloju ati ojuse.

Ni akojọpọ

Asọtẹlẹ jara akoko ni a ṣe nipasẹ yiya lẹsẹsẹ sinu awọn paati rẹ, ṣiṣe ni iduro, iṣeto ipilẹ ala ti o rọrun, ifiwera awọn awoṣe nipasẹ idanwo ẹhin, ati fifihan abajade ni otitọ pẹlu sakani aidaniloju. Oríkĕ itetisi ni kiakia ṣe ipilẹṣẹ koodu fun gbogbo awọn igbesẹ wọnyi; Ṣugbọn ojuse fun yiyan awoṣe, idajọ fifọ igbekale ati asọtẹlẹ wa pẹlu onimọ-ọrọ. Asọtẹlẹ kii ṣe asọtẹlẹ, ṣugbọn asọtẹlẹ ti ko ni idaniloju.

Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe

Yan jara eto-ọrọ eto-ọrọ oṣooṣu kan (fun apẹẹrẹ atọka iṣelọpọ ile-iṣẹ). Lọtọ ati ṣe ayẹwo fun awọn fifọ jade pẹlu awoṣe 1st, backtest ETS/SARIMA lodi si aami ala naïve akoko pẹlu awoṣe 2nd, gbejade asọtẹlẹ ibiti o ti kọja oṣu mẹfa 6 pẹlu awoṣe 3rd. Ṣe akiyesi boya awoṣe rẹ lu ala-ilẹ nitootọ ati ta asia eyikeyi awọn isinmi igbekale ti o rii.

akojọ ayẹwo

  • [] Mo ṣe ipinnu jara ati ṣe iwadii rẹ ni awọn ofin ti aṣa / akoko / isinmi.
  • [] Mo ti lo adaduro (log/iyatọ) ti o ba jẹ dandan ati pe Mo mọ idi naa.
  • [] Mo ti ṣeto soke kan ti o rọrun ala ati ki o akawe awọn eka awoṣe lodi si o.
  • [] Mo ṣe ayẹwo awoṣe nikan ni awọn akoko ti ko si ni ikẹkọ (backtest).
  • [] Mo ṣe afihan iṣiro naa pẹlu iwọn aidaniloju, kii ṣe nọmba kan.
  • [] Mo mẹnuba isinmi igbekale / eewu mọnamọna ita bi ikilọ lọtọ.
  • [] Mo ṣetọju pe ojuse fun asọtẹlẹ ati idajọ ikẹhin wa pẹlu mi.