Modelo lineal y algoritmo de eliminación de características de gradiente basado en descomposición estacional para pronóstico de series temporales
Autores: Cheng, Sheng-Tzong; Lyu, Ya-Jin; Lin, Yi-Hong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelo lineal y algoritmo de eliminación de características de gradiente basado en descomposición estacional para pronóstico de series temporales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Transformación digital
Industria 4.0
Pronóstico de series temporales
Modelos de aprendizaje profundo
Interpretabilidad
Importancia de características
Licencia
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Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En la ola de transformación digital e Industria 4.0, el pronóstico preciso de series temporales se ha vuelto crítico en industrias como la manufactura, la energía y las finanzas. Sin embargo, aunque los modelos de aprendizaje profundo ofrecen una alta precisión predictiva, su falta de interpretabilidad a menudo socava la confianza de los tomadores de decisiones. Este estudio propone una arquitectura de modelo lineal de series temporales basada en descomposición estacional. El modelo captura de manera efectiva las tendencias y la estacionalidad utilizando una descomposición aditiva, elegida en base a la visualización inicial de datos, lo que indica variaciones estacionales estables. Se introduce un generador de características aumentado para mejorar el rendimiento predictivo mediante la generación de características como diferencias, estadísticas móviles y promedios móviles. Además, proponemos un método de importancia de características basado en gradientes para mejorar la interpretabilidad e implementar un algoritmo de eliminación de características basado en gradientes para reducir el ruido y mejorar la precisión del modelo. El enfoque se valida en múltiples conjuntos de datos, incluyendo la demanda de pedidos, carga de energía y radiación solar, demostrando su aplicabilidad a diversas tareas de pronóstico de series temporales.
Descripción
En la ola de transformación digital e Industria 4.0, el pronóstico preciso de series temporales se ha vuelto crítico en industrias como la manufactura, la energía y las finanzas. Sin embargo, aunque los modelos de aprendizaje profundo ofrecen una alta precisión predictiva, su falta de interpretabilidad a menudo socava la confianza de los tomadores de decisiones. Este estudio propone una arquitectura de modelo lineal de series temporales basada en descomposición estacional. El modelo captura de manera efectiva las tendencias y la estacionalidad utilizando una descomposición aditiva, elegida en base a la visualización inicial de datos, lo que indica variaciones estacionales estables. Se introduce un generador de características aumentado para mejorar el rendimiento predictivo mediante la generación de características como diferencias, estadísticas móviles y promedios móviles. Además, proponemos un método de importancia de características basado en gradientes para mejorar la interpretabilidad e implementar un algoritmo de eliminación de características basado en gradientes para reducir el ruido y mejorar la precisión del modelo. El enfoque se valida en múltiples conjuntos de datos, incluyendo la demanda de pedidos, carga de energía y radiación solar, demostrando su aplicabilidad a diversas tareas de pronóstico de series temporales.