分类目录归档:时间序列预测

时间序列预测-数据量大小-预测方式选择


在实际深度学习时序预测中,“数据量小/大”没有绝对标准,但有一些经验参考:

数据量小:

通常指样本数低于几千条(如<2000~3000),或者训练集天数少于1年(A股5分钟数据一天48条,1年约1万条)。 特征维度多时,样本数/特征数比值低于10~20,也算偏小。 小数据下,复杂模型(如一次性多步Seq2Seq)容易过拟合,递归单步预测更稳健。 数据量大:

样本数达到几万条以上(如>10000~20000),或训练集覆盖2年以上。 特征维度不多时,样本数/特征数比值高于50~100。 大数据下,一次性多步预测模型能学到更复杂的时序关系,效果更好。 预测步数(序列长度):

短步...

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时间序列预测-确定性过程建模


在时间序列预测中,确定性过程建模是指识别和建模时间序列中那些非随机、可预测、有规律可循的组成部分。这些成分通常由已知的、固定的模式驱动,而不是由随机波动主导。

理解时间序列的典型分解有助于理解确定性过程:

  1. 趋势: 序列长期表现出的上升、下降或水平移动。例如,人口增长、技术普及带来的销量上升。
  2. 季节性: 在固定周期(如一天、一周、一月、一年)内重复出现的模式。例如,每日用电高峰、季节性商品销售、节假日效应。
  3. 周期性: 在非固定周期(通常长于季节性周期)内出现的波动,通常与经济周期相关。其频率和幅度不如季节性稳定。例如,房地产周期、大宗商品价格周期。
  4. 特殊事件/干预: 已知的一次性或短期事...

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时间序列预测模型-列表


以下是常见的时间序列预测模型的分类梳理,以Markdown表格形式呈现:

时间序列预测模型分类表

类别 模型名称 核心描述 适用场景
传统统计模型 AR (自回归模型) 用历史值的线性组合预测未来值 平稳序列,短期预测
MA (移动平均模型) 用历史白噪声的线性组合预测未来 平稳序列,噪声处理
ARMA AR与MA的组合模型 平稳时间序列
ARIMA 加入差分处理的ARMA扩展 非平稳序列(需差分平稳化)
SARIMA 加入季节性差分的ARIMA 具有季节性的非平稳序列
ETS (指数平滑) 加权平均历史观测值(含趋势/季节分量) 趋势和季节性...

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Temporal Fusion Transformer (TFT)-时间序列预测模型-03005-V01


Temporal Fusion Transformer (TFT):时间序列预测的智能指挥官

在时间序列预测领域(如销量预测、股价分析、电力负荷预估),我们常面临复杂挑战:历史数据中混杂着长期趋势、周期性波动、突发事件影响,以及外部变量(如天气、节假日、促销活动)。传统模型如ARIMA、LSTM或标准Transformer,往往难以同时高效捕捉这些不同时间尺度上的信息并理解它们之间的复杂关系,更难以解释预测结果的原因。

Temporal Fusion Transformer (TFT) 正是为解决这些难题而生。它由谷歌研究团队于2019年提出,融合了LSTM和Transformer两大架...

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TSFormer-时间序列预测模型-03006-V01


TSFormer:时间序列预测的Transformer新锐

在当今大数据时代,时间序列预测(如股票走势、天气变化、设备故障预警)至关重要。传统模型如RNN、LSTM常受限于“长期依赖”问题——难以有效捕捉遥远数据点间的关系。而Transformer模型凭借强大的全局建模能力异军突起,TSFormer正是专为时间序列预测优化的Transformer变体,兼顾了高效与精准。

核心思想:化繁为简,聚焦重点

TSFormer的核心在于解决原始Transformer应用于超长序列时的两大痛点:

  1. 计算爆炸: Transformer的自注意力机制需计算序列中每对点之间的关系,序列长度增加时,计算量和...

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Prophet-时间序列预测模型-03007-V01


Prophet 时间序列预测模型介绍

Prophet 是由 Facebook (现 Meta) 核心数据科学团队开发并开源的一款强大的时间序列预测工具。它的设计初衷是让分析师和业务人员(不一定需要深厚的时间序列理论或统计学背景)也能轻松地生成高质量、可解释的预测结果,尤其擅长处理商业领域常见的时间序列数据特征。

核心设计理念与优势

  1. 面向业务场景:

    • 节假日效应: 商业数据常受节假日(如春节、双十一、圣诞节)显著影响。Prophet 允许用户显式地输入自定义的节假日列表(包括日期和影响范围),模型会自动学习这些事件对时间序列的正面或负面影响。
    • 季节性与趋势变化: 业务趋势并非一成不变。...

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ARIMA-时间序列预测模型-03008-V01


ARIMA时间序列预测模型介绍

ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average),即自回归综合移动平均模型,是时间序列预测领域最经典、应用最广泛的工具之一。它擅长捕捉数据中的趋势、季节性和内在依赖关系,用于预测未来的数据点。

核心思想:拆解时间序列

ARIMA模型认为,一个时间序列的值主要受三方面因素影响:

  1. 历史值的影响 (AR - 自回归): 当前的值与它过去几个时刻的值存在线性关系。例如,昨天的气温很可能对今天的气温有直接影响。
  2. 历史预测误差的影响 (MA - 移动平均): 当前的预测误差与过去几个时刻的预测误差存在线性关系。这反映了模...

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PI-LSTM-时间序列预测模型-03010-V01


PI-LSTM:让时间序列预测更“靠谱”的利器

在金融、气象、交通等领域,精准预测未来趋势至关重要。传统LSTM模型虽擅长捕捉序列中的复杂模式,但它通常只给出一个“点预测”——即一个确定性的未来值。现实中,预测总伴随不确定性。PI-LSTM(Prediction Interval LSTM) 应运而生,它的核心目标不仅是预测“最可能的值”,还要清晰告诉使用者预测结果可能的波动范围有多宽——这就是预测区间(Prediction Interval, PI)。

为什么需要预测区间(PI)?

想象预测明天股市收盘价: * 普通LSTM模型告诉你:“预测明天收盘是3050点。” * PI-...

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TimesNet-时间序列预测模型-03009-V01


TimesNet:时间序列预测的“时空捕手”

在金融、气象、工业监控等领域,时间序列预测是核心任务。传统模型如ARIMA、LSTM常面临挑战:难以同时捕捉复杂的时间变化模式(如突变、周期性)。2023年,清华团队提出的TimesNet模型突破这一瓶颈,成为时间序列分析的新星。它无需复杂数学公式,就能带我们理解其精妙之处。

一、 传统方法的瓶颈:时间维度的“近视眼”

想象医生查看心电图: - 局部视角(传统CNN):只能看到当前心跳的波形,忽略心跳间的规律。 - 长程视角(传统RNN):能记住过去多次心跳,但细节易模糊。

更关键的是,真实时间序列像交织的绳索: - 变化周期多样:日气温(2...

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Spacetimeformer-时间序列预测模型-03004-V01


Spacetimeformer:时空预测的新范式

在天气预报、交通流量预测、电力负荷分析等领域,我们常常面对的不再是孤立的时间点数据,而是同时蕴含时间变化空间关联的复杂信息流。传统时间序列模型(如LSTM)擅长捕捉时间依赖,却难以有效建模空间位置间的相互影响;而纯空间模型又容易忽略动态演变过程。Spacetimeformer模型应运而生,其核心突破在于将Transformer的强大能力创新性地应用于统一建模时空维度,开辟了预测复杂时空现象的新路径。

一、核心思想:时空一体化的注意力网络

Spacetimeformer 的核心在于它看待数据的方式发生了根本转变:

  1. 化时空为序列: 模型摒...

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