时间序列分析与预测有何不同?

机器算法验证 时间序列 预测
2022-04-18 02:36:48

罗布·海德曼

描述竞争的论文 [M](Makridakis 等人,1982 年)对预测研究产生了深远的影响。它使研究人员:……将预测视为与时间序列分析不同的问题

即使在今天,我也经常不得不向其他学者解释为什么预测不仅仅是时间序列分析的应用”。

我想更好地了解我们在时间序列分析和预测之间划清界限的位置。时间序列分析试图回答什么问题?预测试图回答什么问题?为了稍微限制范围,让我们关注单个时间序列以及对其进行时间序列分析意味着什么以及预测它意味着什么?

海德曼,RJ(2020)。预测比赛的简史国际预测杂志,36(1),7-14。

1个回答

预测试图回答诸如“我们能否预测未来某个时间点的时间序列变量值的分布?”之类的问题。考虑 Sugihara 的单纯形投影(一种状态空间重建方法),它可以对时间序列变量进行合理的短期预测,即使该变量本身与其他未测量的变量存在因果关系。

时间序列分析可能会提出诸如“什么解释了变量随时间的行为?”之类的问题。考虑将 Abadie 的综合控制方法作为解释政策对宏观变量的因果影响的方法。

您的问题涉及解释和预测之间的区别。真正好的解释可能不会提供太多的预测能力。真正好的预测系统,甚至可能表现得像一个黑匣子,几乎不提供任何解释。在时间序列中,上下文解释和预测也是不确定性和推理的关注领域。

最后,我想说的是,除了我指出预测和解释之间的区别之外,“时间序列分析”是一个广义术语,涵盖了解释性方法,有些人可能会将预测视为时间序列方法的一个子集,当然,有些人只会对时间序列的行为感兴趣(例如在 AR(1) 设置中,区分强平稳性和单位根、移动平均误差、期望值的行为等)。

总而言之,我想说“时间序列分析”广泛包括:

  1. 时间序列行为的描述和分类
  2. 时间序列行为的预测
  3. 时间序列行为的解释

我读到 Hyndman 赞扬了预测竞赛对 #2 的关注,包括解释性(但也许也是描述性的)时间序列模型不一定能产生出色预测的批判性见解。


参考

Abadie, A. (2021)。使用综合控制:可行性、数据要求和方法方面经济文献杂志,59(2),391–425。

Rescher, N. (1958)。关于预测和解释英国科学哲学杂志,8(32),281-290。

舍夫勒,I.(1957 年)。解释、预测和抽象英国科学哲学杂志,7(28),293–309。

Shmueli, G. (2010)。解释还是预测? 统计科学,25(3),289–310。

Sugihara, G. 和 May, RM (1990)。非线性预测作为一种区分混沌和时间序列测量误差的方法自然,344(6268),734-741。