Раздел 07

Time Series

Временные ряды

Прогнозирование и анализ рядов: от стационарности и ARIMA до нейросетевых и трансформерных подходов.

1 новинок9 актуальных3 классикаDS-направление
новинкаНовое или быстро растущее направлениеактуальноТекущий рабочий стандартклассикаПроверено временем, но в новых проектах берут редко

Stationarityактуально

Стационарность

Постоянство статистических свойств ряда во времени — предпосылка большинства классических моделей.

Autocorrelationактуально

Автокорреляция

Связь ряда с собственными прошлыми значениями — главный источник признаков и диагностики.

Takens' Theoremактуально

Теорема Такенсаиз «Динамические системы и фракталы»

Мост между рядом и динамикой: по одному наблюдаемому сигналу можно восстановить топологию аттрактора системы.

Lyapunov Exponentактуально

Показатель Ляпуноваиз «Динамические системы и фракталы»

Мера скорости разбегания близких траекторий. Положительное значение — признак хаоса.

Exponential Smoothingактуально

Экспоненциальное сглаживание

Взвешивание прошлых наблюдений с экспоненциально убывающими весами; модель Хольта — Винтерса добавляет тренд и сезонность.

Kalman Filterактуально

Фильтр Калмана

Рекуррентная оценка скрытого состояния системы по зашумлённым наблюдениям. Оптимален для линейных систем с гауссовым шумом.

AR / MA / ARIMAклассика

AR / MA / ARIMA

Классическое семейство: авторегрессия, скользящее среднее ошибок и их комбинация с дифференцированием.

SARIMAклассика

SARIMA

ARIMA с явными сезонными компонентами — для рядов с недельной, месячной или годовой периодикой.

Prophetклассика

Prophet

Аддитивная модель тренда, сезонностей и праздников с упором на удобство для аналитика.

Transformer forecastingновинка

Трансформеры для прогноза

Внимание над длинными горизонтами: Informer, Autoformer, PatchTST, TFT.

Feature-based forecastingактуально

Прогноз через признаки

Ряд превращается в табличную задачу: лаги, скользящие статистики, календарь — и дальше градиентный бустинг.

RNN/LSTMактуально

RNN/LSTM для рядов

Нейросети, обучаемые сразу на множестве связанных рядов, улавливают общие паттерны.

TDA + Time Seriesновинка

TDA и временные рядыиз «Топологический анализ данных»

Ряд вкладывается в фазовое пространство (Такенс), и топология полученного облака описывает динамику системы.

Cross-validationактуально

Кросс-валидацияиз «Оценка моделей»

Многократное разбиение выборки, дающее оценку качества вместе с её разбросом.

LSTMклассика

LSTMиз «Глубокое обучение»

Рекуррентная ячейка с состоянием и тремя вентилями, решающая проблему долгосрочной памяти.

Anomaly detectionактуально

Поиск аномалий во времени

Обнаружение точечных выбросов, сдвигов уровня и аномальных подпоследовательностей.

Intermittent Demandактуально

Прерывистый спрос

Ряды, где большая часть значений — нули: запчасти, редкие товары, аварийные события. Обычные метрики и модели здесь не работают.

Hierarchical Forecastingактуально

Иерархические прогнозы

Прогнозы по товару, категории и сети должны согласовываться: сумма частей обязана равняться целому.

MAPEклассика

Средняя абсолютная процентная ошибкаиз «Метрики»

Относительная ошибка в процентах — удобна для сравнения рядов разного масштаба.

SMAPEклассика

Симметричная MAPEиз «Метрики»

Вариант MAPE с нормировкой на сумму факта и прогноза — частично лечит асимметрию.

7 тем показаны здесь из других глав — они подходят по смыслу и открываются в своей главе.