Временные ряды

Exponential Smoothing

Экспоненциальное сглаживание

актуальноТекущий рабочий стандарт

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

Ключевые тезисы

  • Очень сильный бейзлайн, который трудно побить на бизнес-рядах.
  • Семейство ETS формализует сочетания уровня, тренда и сезонности.
  • Быстро считается и легко масштабируется на тысячи рядов.

Подробный разбор

2 подтем — раскройте любую, чтобы увидеть объяснение, формулы, примеры и интерактивные графики.

1

Хольт — Винтерс

Уровень, тренд и сезонность в трёх рекуррентных формулах.

Обозначения
  • коэффициент, задающий вес слагаемого или скорость обновления
  • истинное значение целевой переменной
Обозначения
  • коэффициент сглаживания (инерции)
  • коэффициент, управляющий вкладом дальних членов
  • истинное значение целевой переменной

Три параметра сглаживания задают, насколько быстро модель реагирует на новые данные. Прогноз строится как .

На практике

На бизнес-рядах это очень сильный бейзлайн: его трудно обыграть, он мгновенно считается и легко масштабируется на десятки тысяч рядов.

2

Семейство ETS

Как систематизируются варианты сглаживания.

КомпонентВарианты
Ошибка (E)аддитивная / мультипликативная
Тренд (T)нет / аддитивный / затухающий
Сезонность (S)нет / аддитивная / мультипликативная

Комбинации дают 30 моделей; выбор делают по AICc автоматически. Затухающий тренд — почти всегда более реалистичное предположение на длинном горизонте, чем линейный рост без ограничений.

Связанные темы

Прогнозирование рядов

Stationarity85%

Стационарность · Временные ряды

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

Autocorrelation85%

Автокорреляция · Временные ряды

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

AR / MA / ARIMA85%

AR / MA / ARIMA · Временные ряды

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

SARIMA85%

SARIMA · Временные ряды

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

Prophet85%

Prophet · Временные ряды

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

Feature-based forecasting85%

Прогноз через признаки · Временные ряды

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

RNN/LSTM85%

RNN/LSTM для рядов · Временные ряды

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

Transformer forecasting85%

Трансформеры для прогноза · Временные ряды

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