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发布于:44天前

时间数列的分解模型有哪些?

我是一名初中生,学习数列的时候不知道时间数列有哪些分解模型,在线问时间数列的分解模型有哪些?


分类:初中

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加法模型(Additive Model)

假设加法模型的时间序列由趋势项目组成(T)、季节项(S)和残差项(R)线性叠加构成,公式为:

[ Y_t = T_t + S_t + R_t ]

适用场景:季节性波动幅度不随时间变化(如温度数据)。比如某个地区的平均气温每年夏天比全年高5℃,冬天低5℃,季节不变。

局限性:季节性波动与趋势范围正相关的数据无法处理(例如销售额随趋势增加,季节性波动也同步放大)。

 

乘法模型(Multiplicative Model)

乘法模型通过乘积结合趋势、季节和残差,公式为:

[ Y_t = T_t \times S_t \times R_t ]

适用场景:季节性波动幅度随着趋势的增加而扩大(例如电子商务销售数据,促销季节的销售增加随着整体销售增加而增加)。

操作建议:如果数据包含零或负值,则需要先进行平移或对数转换,以适应乘法模型。

 

混合模型(Hybrid Model)

混合模型结合了加法和乘法的特点,如:

[ Y_t = T_t \times S_t + R_t \quad \text{或} \quad Y_t = T_t + S_t \times R_t ]

适用场景:数据还包括加法和乘法特征。比如某个产品的销售趋势是线性增长(加法趋势),但随着销售基数的增加,节假日的促销效果会增强(乘法季节性)。

优点:灵活性高,可以适应复杂的数据模式。

 

STL分解法(Seasonal and Trend decomposition using Loess)

STL(局部加权回归)是一种基于滑动窗口的非参数分解方法,其特点包括:

处理复杂的季节性:支持多周期分解(如分解日、周、年周期)。

鲁棒性:通过局部加权回归减少异常值的影响。

灵活性:允许季节项随时间慢慢变化,适用于长期数据。

典型应用:经济指标(如GDP)、非稳定时间序列分析,如能耗。


模型选择原则

观察数据特征:绘制时间序列图,判断季节与趋势的关系。

验证残差:分解后的残差应接近白噪声,否则需要尝试其它模型。

结合业务背景:例如,由于促销效应与基数有关,零售业经常优先使用乘法模型。