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第 20 課:基本時間序列預測

步進驗證、滯後特徵、基線預測和基本需求預測應用。

🧠 人工智慧與機器學習 — 第 19 課 第 20 課:基本時間序列預測

機器學習:從基礎到高級

第 3 部分:足以使用的高階演算法

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簡介

基於時間的預測與常規表格機器學習有一個非常重要的區別:時間順序是核心。如果您以錯誤的方式劃分資料或建立功能,很容易用漂亮的結果來欺騙自己,但在實際部署時卻毫無用處。

課程目標

  • 了解預測和常規迴歸之間的差異。
  • 知道如何建立基本的時間特徵。
  • 避免時間序列中的洩漏。

時間序列的特徵

  • 資料依先前的順序排列。
  • 可能有趨勢、季節、週期。
  • 密切觀察往往是相互依賴的。

熱門功能

  • 滯後功能,例如 sales_t-1、sales_t-7。
  • 滾動統計,例如7天、30天平均值。
  • 日曆功能,例如星期幾、月份、季度和假期。

如何正確劃分數據

不會像常規表格那樣隨機洗牌。我們沿著時間軸來劃分:train是過去的,validation是接近現在的,test是最新的一段。

基線非常重要

在使用複雜模型之前,請與基準進行比較,例如前一期的數值、移動平均值或上週同一時期的數值。

常見錯誤

  • 隨機分割時間序列。
  • 創建一個展望未來的滾動功能。
  • 不要與幼稚基線進行比較。

練習練習

  • 使用滯後特徵和簡單的基於樹的模型預測每日收入。
  • 與前一天同期的基準進行比較。
  • 當模型學習到超出基線的更多訊號時寫下評論。

完成標準

  • 以時間邏輯劃分資料。
  • 建立基本的滯後和滾動功能。
  • 將模型與時間基準進行比較。

逐步練習(進階)

  1. 在時間軸上建立訓練/驗證/測試。
  2. 建立滯後特徵和捲動視窗特徵。
  3. 將 ML 模型與樸素基準進行比較。
  4. 透過MAE、MAPE和階段誤差進行評估。
  5. 在重要的季節性里程碑測試效能。

應提交工件

  • 隨著時間的推移預測與實際圖表。
  • 按週或按月的錯誤表。
  • 對季節性漂移發表評論並建議模型更新。

自測題

  • 為什麼隨機分裂會導致預測出現嚴重錯誤?
  • 同期基線什麼時候夠好可以立即使用?
  • 哪些特徵容易導致時間序列洩漏?