python自迴歸模型是什麼?

zhongpeijiaoyu發表於2020-07-20

  如今是網際網路高速發展新時期,需要高科技的產品應用到人們的生活中去,但是很多高科技產品都離不開程式設計的開發。就好比最近人們常常提起的python自迴歸模型。那麼可能有人就要問了,python自迴歸模型是什麼?打個比方,在python自迴歸模型中,我們經常可以用現在產品的價格,可以粗略的推算出明天產品的價格,這就是我們要討論的在自迴歸模型中對python產品的預測。

  python自迴歸模型是什麼?

  自迴歸模型或簡稱為AR模型,僅依靠過去的時間值來預測當前值。這是一個線性模型,其中當前期間的值是過去結果的總和乘以數字因子。我們將其表示為AR(p),其中“ p”稱為模型的階數,表示我們要包括的滯後值的數量。

  例如,如果我們將X作為時間序列變數,則AR(1)(也稱為簡單自迴歸模型)將看起來像這樣:

  X t = C + ϕ 1 X t-1 + ϵ t

  讓我們仔細研究這個等式的不同部分,以確保我們很好地理解這個概念。

  X t-1是多少?

  對於初學者,X t-1表示上一期間的X值。

  讓我們詳細說明。

  如果“ t”代表今天並且我們有每週值,那麼“ t-1”代表上週。因此,X t-1描述了一週前記錄的值。

  ϕ 1是什麼?

  係數ϕ 1是一個數字常數,通過該常數我們可以將滯後變數(X t-1)相乘。您可以將其解釋為先前值的一部分,該值會保留在將來。值得注意的是,這些係數應始終在-1和1之間。

  讓我解釋一下原因。

  如果係數的絕對值大於1,則隨著時間的流逝,它將無可估量地爆炸。

  起初,這個想法似乎令人困惑。因此,讓我們看一個數學示例。

  假設我們有一個包含1000個觀測值的時間序列,ϕ 1 = 1.3並且C = 0。

  然後,X 2 = 0 + 1.3 X 1

  既然X 3 = 1.3 X 2,我們可以用(1.3 X 1)代替X 2,得到X 3 = 1.3(1.3 X 1)= 1.3 2 X 1。然後,隨著累積的時間越多(例如X 50),係數增加的幅度就越大(1.3 49 X 1)。

  當我們到達第1000個週期時,我們將得到X 1000 = 1.3 999 X 1。這意味著這些值會繼續增加,最終比初始值要高得多。這顯然不是預測未來的可靠方法。

  什麼是ε 牛逼?

  好了,現在我們需要打破方程的唯一部分是ε 牛逼。這就是所謂的殘留,並代表週期t和正確的值(ε我們的預測之間的差噸 = Y 噸 - ŷ 噸)。這些殘差通常是不可預測的差異,因為如果存在某種模式,它將被模型的其他現有因素捕獲。

  我們如何解釋自迴歸模型?

  現在我們知道模型的所有部分代表什麼,讓我們嘗試對其進行解釋。根據等式,在給定時期(X值噸)等於某個部分(φ 1中的最後一個時間段(X值)T-1 ),加上一些恆定基準的和不可預測的衝擊ε 噸。

  瞭解我們在給定的資料集上不僅僅使用任何自迴歸模型至關重要。我們首先需要確定要在分析中包括多少個滯後(過去值)。

  具有更多滯後的自迴歸模型

  例如,有關氣象條件的時間序列將不僅僅依賴於一天前的天氣統計資料。可以肯定地說,它將使用過去7天的資料。因此,該模型應考慮最多7個週期的值。

  從數學的角度來看,使用兩個滯後的模型(AR(2))如下所示:

  X t = C + ϕ 1 X t-1 + ϕ 2 X t-2 + ϵ t

  如您所料,更復雜的自迴歸模型將包含更多滯後值X t-n以及它們相關的係數ϕ n。

  我們包含的滯後越多,我們的模型就越複雜。

  模型越複雜,我們必須確定的係數就越多,結果,其中某些係數不重要的可能性就越大。

  現在,通常來說,考慮到更多資料進行預測的模型通常會更好。但是,如果係數(ϕ 1,ϕ 2,…… n)與0的差別不大,則它們對預測值沒有影響(因為ϕ k X t-k = 0),因此將它們包括在內幾乎沒有意義。在模型中。

  當然,無法手動確定這些係數的重要性。

  對我們來說幸運的是,Python非常適合這項工作。藉助方便的庫(例如Pandas和Statsmodels),我們可以為任何給定的資料集確定最合適的自迴歸模型。

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