利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识

前言

本篇主要根据Analytic Vidhya上的课程Time Series Analysis讲义制作。这个课程主要为想解决与时间系列预测相关问题的人设计的,深入浅出地讲解了与时间序列分析相关的必要技能和技术,并且课程还提供了足够的理论和实践材料来进一步供大家提升技能,个人认为是非常好的学习材料,为进一步巩固知识,在此整理分享。原创发布在个人网站www.sunsoda.fun

课程主要从以上主要三个版块:
- 理解时间序列
- 数据挖掘
- 数据预测
废话少说让我们进入时间序列的世界吧!本篇主要介绍关于TS的一些基本概念,内容如下

  • 认识时间序列
  • 时间序列的组成

认识时间序列

在开始学习前,我们必须要明白一个概念,什么是“时间序列”呢?看下面两幅图,你认为哪个属于是时间序列呢?
利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识_第1张图片
一般来说,时间序列(Time series,TS)是指随着时间收集的数据,并且依赖于时间变化。上面两个例子,我们不难看出汽车的数量是独立于时间的,因此它不算一个时间序列,但是二氧化碳含量明显随着时间推移增加,因此它是一个时间序列。

时间序列:一系列按照时间顺序收集的数据集合,称为时间序列。

时间序列在我们日常生活中运用十分广泛,大多数的商业公司要使用时间序列数据来分析下一年的销售数字,网站流量,流量,收到的电话数量等等。一个时间序列的数据可以很好的帮助我们来做预测工作。

接下来再看几个时间序列的例子,通过这些例子,希望大家能更好地理解什么是时间序列,什么是非时间序列

  • 股价变动
    利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识_第2张图片

  • 航空公司旅客人数
    利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识_第3张图片

  • 温度变化
    利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识_第4张图片

  • 旅馆游客数目
    利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识_第5张图片

时间序列的组成

在了解何为时间序列后,我们接下来进一步认识时间序列,先来看看时间序列重要的组成部分。

  • Trend(趋势):
    趋势是某事物发展或变化的一般方向。所以我们看到下面这个时间序列有很明显的增长趋势,随着时间的推进,乘客数量也明显增加。
    Example:
    利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识_第6张图片
    上图中,红色线即代表了TS的变化趋势
  • Sesonality(周期性部分)
    在上面的时间序列中,我们还注意到在一定的时间间隔内,数据出现了重复,这种特点就称为周期性。
    利用Python进行时间序列的预测(1)--时间序列初识_第7张图片

小结

通过本章的学习我们主要了解了以下内容:
- 时间序列的定义
- 时间序列和非时间序列的差异
- 时间序列的组成:趋势+周期

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