Abstract

Trend and decomposition approaches to non-stationary time series forecasting are considered in the paper. According to them, various hybrid models for non-stationary time series forecasting, as well as identification methods for these models based on the combined use of the “Caterpillar”-SSA and Box-Jenkins methods were proposed. Hybrid mathematical models of the trend approach to forecasting, based on the “Caterpillar”-SSA and Box-Jenkins methods lie in modeling the process as deviation of actual time series values with respect to the trend component, which is represented in the proposed models by the linear recurrence formula (LRF) of the “Caterpillar”-SSA method and its approximation by the SARIMA model. The main goal of the decomposition approach to forecasting based on the “Caterpillar”-SSA and Box-Jenkins methods is the decomposition of the original time series into multiple time series with a simpler structure, considered independently of each other using the “Caterpillar”-SSA method; forecasting the data of decomposition components by SARIMA models and calculating the total forecast by combining forecasts of the constructed simplified models. The proposed models were tested on the electricity and natural gas consumption time series, and their forecasting results were compared with the results, obtained by classical probabilistic SARIMA models, generalized for the case of several seasonal components. The obtained results allow to conclude that for effective forecasts, it is necessary to carry out decomposition of the studied time series and combine different models, describing both statistical and deterministic time series components that provides the best forecasting quality.

Highlights

  • БОКСА-ДЖЕНКИНСА на совместном использовании методов «Гусеница»-SSA и Бокса-Дженкинса, а синтезированные на их основе гибридные математические модели являются приоритетными на сегодняшний день вероятностно-детерминированными декомпозиционными моделями

  • Гибридная модель декомпозиционного подхода к прогнозированию временных рядов (ВР) на основе методов

  • Голяндина. – СПб. : С.-Петербург- ский государственный университет, 2004. – 52 с

Read more

Summary

Введение

К настоящему моменту времени создано большое количество математических моделей и методов анализа и прогнозирования временных рядов (ВР) и наметилась тенденция их комбинирования с целью получения лучших характеристик комбинированной модели. И относительно недавно начали появляться гибридные модели прогнозирования, синтезируемые достаточно сложными комбинациями методов, учитывающих как детерминированные, так и стохастические составляющие процессов. Это связано с очевидными преимуществами метода «Гусеница»-SSA, среди которых можно выделить следующие: данным методом можно разложить ВР на интерпретируемые аддитивные составляющие, не требуя при этом стационарности ряда и знания модели тренда, а также сведений о наличии в ряде периодических составляющих и их периодах. Среди недостатков же метода «Гусеница»-SSA можно выделить использование неоптимального с точки зрения точности воспроизведения некоторых ВР ортогонального базиса векторов траекторной матрицы ВР, существенно неавтоматическая группировка компонент сингулярного разложения траекторной матрицы ряда для получения составляющих исходного ряда, отсутствие модели не позволяет проверять гипотезы о наличии в ряде той или иной составляющей. Поэтому также в данной статье предлагаются модели и методы декомпозиционного подхода к прогнозированию, основанные на использовании методов «Гусеница»-SSA и Бокса-Дженкинса. В статье производится сравнительный анализ предложенных математических моделей и методов прогнозирования на ВР потребления электроэнергии и природного газа

Анализ литературных данных и постановка проблемы
Цели и задачи исследования
Математические модели и методы прогнозирования нестационарных временных рядов
Синтезируется общий прогноз как сумма частных прогнозов
Результаты исследований
Выводы
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call