Task02 时间序列规则

1 时间序列规则

1.1 为什么要重视规则

很多比赛都可基于对背景的理解和数据分析获得有用规则,通过“ if A then B等方式设计基准方案。
在企业、公司里也常采用基于规则的方案。
对于本次赛题,我们需要从过去的数据预测未来的数据,从预测的角度说,周期性是核心。

1.2 基于周期因子的时间序列预测

假设给定下面的数据,任务是预测第四周每天的客流量。

. 周一 周二 周三 周四 周五 周六 周日 周均值
第一周 20 10 70 50 250 200 100 100
第二周 26 18 66 50 180 140 80 80
第三周 15 8 67 60 270 160 120 100

明显能看到周一到周日的周期波动。预测的核心任务就是尽可能准确的提取这种周期。

1.2.1 step1 获得周期因子

方式(1)除以周均值,按列取中位数

. 周一 周二 周三 周四 周五 周六 周日
第一周 0.2 0.1 0.7 0.5 2.5 2 1
第二周 0.325 0.225 0.825 0.625 2.25 1.75 1
第三周 0.15 0.08 0.67 0.6 2.7 1.6 1.2
中位数 0.2 0.1 0.7 0.6 2.5 1.75 1

方式(2)季节指数的计算方式;获得每日均值 ,再除以整体均值

. 周一 周二 周三 周四 周五 周六 周日
第一周 20 10 70 50 250 200 100
第二周 26 18 66 50 180 140 80
第三周 15 8 67 60 270 160 120
均值 20.33 12 67.67 53.33 233.33 166.67 100
因子 0.22 0.13 0.73 0.57 2.50 1.79 1.07

1.2.2 预测

做预测时,只要将周期因子,乘以一个base,就可以做下一周的预测。
比如取最后一周的平均客流量100作为base,那么我们直接乘上周期因子,就得到下一周的预测:

. 周一 周二 周三 周四 周五 周六 周日
中位数 0.2 0.1 0.7 0.6 2.5 1.75 1
预测 (base=100) 20 10 70 60 250 175 100

从周期性看来,最后三天的值都偏大,这样会导致我们平均出来的base也是偏大的。需要去掉周期性因素后,再取平均,也就是去除趋势的影响,让结果更具说服力。具体做法,就是用客流量除以周期因子。

. 周一 周二 周三 周四 周五 周六 周日
第三周 15 8 67 60 270 160 120
中位数 0.2 0.1 0.7 0.6 2.5 1.75 1
去周期以后的客流量 75 80 95.7 100 108 91.4 120

此外,直接用最后一周的平均客流量作为base并不一定是最好的方法。也许最后三天或最后五天的均值能更好的反映最新的情况。具体取多少天,可以通过测试集的表现来确定。

1.3 如何预测下个月每一天的情况

资金流入出预测比赛的任务是预测下个月每一天的情况,因此需要提取以月为周期的因子,做法可以分为以下几个步骤:
(1)获得每日(1-31号)均值
(2)统计每日为周一到周日的频次

Task02 时间序列规则_第1张图片
(3)基于星期后期因子获得加权均值
Task02 时间序列规则_第2张图片
在这里插入图片描述
(4)根据因子和每日均值预测

2 基于时间序列规则的资金流入流出预测

2.1 以星期为周期的中位数预测

使用了一个简单的实例讲解如何预测。
(1)设置训练集和测试集
训练集时段设为2014-03-31(周一)到2014-08-03(周日)
测试集时段为2014-08-04到2014-08-31
(2)按星期重新组织申购总额与赎回总额
格式如下:
Task02 时间序列规则_第3张图片
(3)提取中位数,并做预测
提取中位数使用median()方法

df_pruchase.median()

Task02 时间序列规则_第4张图片

然后按照上述两种方式(1.2.1)提取周期因子

2.2 效果对比

应用Task01中的评价指标,如MAPE
平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error)。
在这里插入图片描述
关于节假日,交易量可能偏高或偏低,时间序列规则没有考虑节假日,需要对节日以及节日前后的预测结果修正。

你可能感兴趣的:(数据挖掘)