پديد آورنده :
عبدالهي، زهرا
عنوان :
الگوريتم وزن دهي گسسته موازي براي مدلهاي پيشبيني سريهاي زماني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مدلسازي سيستم ها و تحليل داده
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
توصيفگر ها :
مدلهاي تركيبي , پيشبيني سريهاي زماني , وزندهي گسسته , بهينهسازي عدد صحيح , انتخاب مدل رقابتي
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/08/19
رشته تحصيلي :
مهندسي صنايع
دانشكده :
مهندسي صنايع و سيستم ها
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/08/24
چكيده فارسي :
در سالهاي اخير، مدلسازي و پيشبيني سريهاي زماني به يكي از موضوعات كليدي در حوزه تحليل داده و تصميمگيري علمي و صنعتي تبديل شده است. يكي از رويكردهاي مؤثر براي افزايش دقت پيشبيني، استفاده از مدلهاي تركيبي است كه با بهرهگيري همزمان از چند مدل منفرد، ميكوشند مزاياي هر مدل را حفظ كرده و اثر ضعفهاي آنها را كاهش دهند. چنين رويكردي اگرچه انعطافپذير است، اما ميتواند موجب افزايش پيچيدگي محاسبات و ناپايداري در نتايج پيشبيني شود.
در پژوهش حاضر، چارچوبي نوآورانه براي پيشبيني سريهاي زماني ارائه شده است كه بر پايه مكانيزم وزندهي گسسته و رقابتي طراحي گرديده است. در اين روش، وزندهي گسسته بدين معناست كه هر مدل پايه تنها ميتواند در يكي از دو حالت فعال (1) يا غيرفعال (0) قرار گيرد. اين سازوكار باعث ميشود در هر نمونه پيشبيني، تنها يك مدل منتخب بر اساس معيار بهينهسازي عدد صحيح فعال شود. رويكرد پيشنهادي با تمركز بر انتخاب هوشمندانه مدل مؤثر در هر لحظه، ضمن كاهش پيچيدگي و جلوگيري از همپوشاني نامطلوب ميان مدلها، دقت و پايداري پيشبيني را بهطور قابل توجهي بهبود ميبخشد.
اين روش در دادههاي سري زماني آزمايش شد. نتايج نشان داد كه مدل پيشنهادي، در ديتاي قيمت بيتكوين بهطور متوسط ميانگين خطاي مطلق را بيش از 21٪ كاهش داده و ريشه ميانگين مربعات خطا %11را بهبود بخشيده؛ همچنين در ديتاي قيمت مس بهطور متوسط ميانگين خطاي مطلق را بيش از 35٪ كاهش داده و ريشه ميانگين مربعات خطا %25 را بهبود بخشيده كه بيانگر افزايش قابلتوجه دقت پيشبيني است.اين پژوهش براي نخستينبار مفهوم وزندهي گسسته و رقابتي را در ساختار مدلهاي تركيبي سريهاي زماني با ساختار غيرپيوسته و غير وابسته به زمان بهكار گرفته و شكاف مهمي در ادبيات موضوع پوشش داده است.
چكيده انگليسي :
In recent years, time series modeling and forecasting have become key topics in data analysis and decision-making across scientific and industrial domains. One of the most effective approaches for improving forecasting accuracy is the use of ensemble models, which combine multiple single models to retain their individual strengths while mitigating their weaknesses. Although such approaches offer greater flexibility, they often increase computational complexity and may lead to instability in forecasting results.
This study proposes an innovative framework for time series forecasting based on a discrete and competitive weighting mechanism. In the proposed method, discrete weighting implies that each base model can only take one of two possible states: active (1) or inactive (0). Consequently, at each forecasting instance, only one optimal model is activated according to an integer optimization criterion. By intelligently selecting the most effective model at each time step, the proposed approach reduces computational redundancy and undesired model overlap, thereby enhancing both the accuracy and stability of forecasts.
The proposed method was evaluated on time series datasets. The results demonstrate that the model achieved a 21% reduction in Mean Absolute Error (MAE) and an 11% improvement in Root Mean Square Error (RMSE) for Bitcoin price data, while for copper price data, MAE and RMSE were improved by 35% and 25%, respectively. These findings indicate a substantial enhancement in forecasting accuracy. To the best of our knowledge, this is the first study to introduce a discrete and competitive weighting scheme into ensemble time series models with a non-continuous, time-independent structure, thereby addressing a significant gap in the existing forecasting literature..
استاد راهنما :
ناصر ملاوردي اصفهاني
استاد مشاور :
مهدي خاشعي آشياني
استاد داور :
حسين خسروشاهي , صفيه محمودي