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壹文囊括序列預測方法(源碼)

時間序列是指將某種現象某壹個統計指標在不同時間上的各個數值,按時間先後順序排列而形成的序列。典型的時間序列問題,例如股價預測、制造業中的電力預測、傳統消費品行業的銷售預測、客戶日活躍量預測等等,本文以客戶日活躍量預測為例。

時間序列的預測方法可以歸納為三類:

1、時間序列基本規則法-周期因子法;

2、傳統序列預測方法,如均值回歸、ARIMA等線性模型;

3、機器學習方法,將序列預測轉為有監督建模預測,如XGBOOST集成學習方法,LSTM長短期記憶神經網絡模型。

當序列存在周期性時,通過加工出數據的周期性特征預測。這種比較麻煩,簡述下流程不做展開。

1、計算周期的 因子 。

2、計算base

3、預測結果=周期因子*base

ARIMA模型,差分整合移動平均自回歸模型,又稱整合移動平均自回歸模型

(移動也可稱作滑動),時間序列預測分析方法之壹。ARIMA(p,d,q)中,

AR是"自回歸",p為自回歸項數;MA為"滑動平均",q為滑動平均項數,

d為使之成為平穩序列所做的差分次數(階數)。

建模的主要步驟是:

1、數據需要先做平穩法處理:采用(對數變換或差分)平穩化後,並檢驗符合平穩非白噪聲序列;

2、觀察PACF和ACF截尾/信息準則定階確定(p, q);

3、 建立ARIMA(p,d,q)模型做預測;

Long Short Term 網絡是壹種 RNN 特殊的類型,可以學習長期依賴序列信息。

LSTM區別於RNN的地方,主要就在於它在算法中加入了壹個判斷信息有用與否的“處理器”,這個處理器作用的結構被稱為cell。壹個cell當中被放置了三扇門,分別叫做輸入門、遺忘門和輸出門。壹個信息進入LSTM的網絡當中,只有符合信息才會留下,不符的信息則通過遺忘門被遺忘。通過這機制減少梯度爆炸/消失的風險。

建模主要的步驟:

1、數據處理:差分法數據平穩化;MAX-MIN法數據標準化;構建監督學習訓練集;(對於LSTM,差分及標準化不是必要的)

2、模型訓練並預測;

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