① 時間序列預測Prophet模型及Python實現
Prophet模型是Facebook開發的,用於時間序列預測的靈活框架。該模型將時間序列分解為趨勢、季節性、假日效應和雜訊四個主要成分,以實現精準預測。模型提供加法和乘法兩種模型。在加法模型中,預測值為趨勢、季節性和假期效應的總和。乘法模型中,預測值是趨勢、季節性和假期效應的乘積。兩種模型適用於不同類型的時間序列,通常加法模型適用於與數據規模無關的趨勢和季節性,如氣溫、降雨量;而乘法模型適用於與數據規模相關的趨勢和季節性,如商品銷售量、股票價格。
Prophet庫的默認參數包括:時間戳為ds,時間序列值為y。數據預處理通常包括修改DataFrame的列名,使其符合ds和y的標准。數據通常需要進行歸一化操作。初始化模型後,進行擬合並預測時間序列。預測結果通常通過繪圖展示。周期性分解可用於分析特定周期模式。
提供兩個代碼示例,第一個示例採用線性形式的增長趨勢,第二個示例將增長趨勢更改為logistic形式,上限為3,以此展示模型預測時的增長動態。
Prophet庫的優點包括:靈活性高,適用於多種時間序列預測;易於使用,參數調整簡單;預測結果直觀。缺點可能包括:對數據的依賴性較高,可能需要較多數據以獲得准確預測;模型復雜度可能影響預測性能。使用時需要注意模型的適應性,選擇合適的模型類型,以及對數據的適當預處理。
② 一文詳解RNN及股票預測實戰(Python)!
循環神經網路(RNN)是專為處理序列數據設計的,如股票價格預測。RNN的核心在於其環形結構和自重復,允許歷史信息影響未來預測。本文主要討論經典的m==n RNN結構在股票預測中的應用。
RNN類型有五種,其中很多是基於輸入與輸出的關系,如one to one類似全連接神經網路,而one to many和many to one分別處理非序列輸入到序列輸出和序列輸入到單值輸出,many to many用於機器翻譯。m==n結構,即輸入和輸出都是等長序列,是RNN在NLP和股票預測中的常見選擇。
RNN工作原理涉及數據、模型、學習目標和優化。數據層面,RNN處理有順序依賴的輸入,上一時刻信息影響下一時刻。模型層面,RNN通過共享權重參數處理時間序列中的關聯性,前向傳播時利用隱藏狀態h(t-1)反饋歷史信息。優化過程使用反向傳播(BPTT)通過梯度下降更新參數。
在實際應用中,例如股票預測,通過RNN模型使用前60天的開盤價預測下一個交易日的價格。通過數據預處理、模型構建(使用Keras的RNN模型)和評估,可以看到預測結果與實際值的MSE和MAE,盡管只是數據規律預測,不構成投資建議。
③ 【Python時序預測系列】基於ConvLSTM模型實現多變數時間序列預測(案例+源碼)
在【Python時序預測系列】中,作者利用ConvLSTM模型成功解決了單站點多變數單步預測問題,尤其針對股票價格的時序預測。ConvLSTM作為LSTM的升級版,通過卷積操作整合空間信息於時間序列分析,適用於處理具有時間和空間維度的數據,如視頻和遙感圖像。
實現過程包括數據集的讀取與劃分,原始數據集有5203條,按照8:2的比例分為訓練集(4162條)和測試集(1041條)。數據預處理階段,進行了歸一化處理。接著,通過滑動窗口(設為30)將時序數據轉化為監督學習所需的LSTM數據集。建立ConvLSTM模型後,模型進行了實際的預測,並展示了訓練集和測試集的預測結果與真實值對比。
評估指標部分,展示了模型在預測上的性能,通過具體的數據展示了預測的准確性。作者擁有豐富的科研背景,已發表6篇SCI論文,目前專注於數據演算法研究,並通過分享原創內容,幫助讀者理解Python、數據分析等技術。如果需要數據和源碼,歡迎關注作者以獲取更多資源。