Что вы знаете про работу с временными рядами?

Временной ряд — это последовательность значений, которые были измерены в определённом временном промежутке. Такой тип данных может появляться повсеместно. Например, компаниям часто требуется знать ответ на вопрос: что будет происходить с показателями в ближайший день/неделю/месяц. Такими показателями могут быть количество пользователей, установивших приложение, пиковый онлайн и т.д.

Работа с временными рядами — это в основном прогнозирование. С точки зрения машинного обучения мы занимаемся задачей регрессии — предсказываем следующее в ряду значение. Прогноз значения ряда в какой-то момент времени строится на основе известных значений ряда до этого момента времени. Также имеет смысл строить предсказательный интервал для значений.

Виды прогнозирования:

▪️Наивное: «завтра будет как вчера»
Или «почти как вчера». Тут чаще всего используется скользящее среднее для предсказания значение ряда.
Модификацией простого скользящего среднего является взвешенное среднее, внутри которого наблюдениям придаются различные веса, в сумме дающие единицу, при этом обычно последним наблюдениям присваивается больший вес.

▪️Менее наивное: экспоненциальное сглаживание
Вместо взвешивания последних n значений ряда мы будем взвешивать все доступные наблюдения, при этом экспоненциально уменьшая веса по мере углубления в исторические данные. В этом нам поможет формула простого экспоненциального сглаживания.
Можно расширить этот метод. Будем разбивать ряд на две составляющие — уровень (level, intercept) и тренд (trend, slope). Уровень — это и есть ожидаемое значение ряда, которое мы уже предсказывали. А тренд можно тоже прогнозировать при помощи экспоненциального сглаживания.
Кроме того, можно добавить третью компоненту — сезонность, и предсказывать её тоже. Такая модель тройного экспоненциального сглаживания больше известна по фамилиям её создателей — Чарльза Хольта и Питера Винтерса.

Среди других методов анализа временных рядов выделяются:

▪️ ARIMA;
▪️ Сезонная ARIMA (SARIMA);
▪️ Рекуррентные нейронные сети (RNN).

#машинное_обучение