时间预测序列模型python

⑴ 如何用python在10分钟内建立一个预测模型

预测模型的分解过程
我总是集中于投入有质量的时间在建模的初始阶段，比如，假设生成、头脑风暴、讨论或理解可能的结果范围。所有这些活动都有助于我解决问题，并最终让我设计出更强大的商业解决方案。为什么你要在前面花费这段时间，这有充分的理由：
你有足够的时间投入并且你是无经验的（这是有影响的）
你不带有其它数据观点或想法的偏见（我总是建议，在深入研究数据之前做假设生成）
在后面的阶段，你会急于完成该项目而没有能力投入有质量的时间了。
这个阶段需要投入高质量时间，因此我没有提及时间表，不过我建议你把它作为标准的做法。这有助于你建立建立更好地预测模型，在后面的阶段的只需较少的迭代工作。让我们来看看建立第一个模型的剩余阶段的时间表：
数据描述性分析——50%的时间
数据预处理（缺失值和异常值修复）——40%的时间
数据建模——4%的时间
性能预测——6%的时间
让我们一步一步完成每个过程（每一步投入预测的时间）：
阶段1：描述性分析/数据探索
在我刚开始成为数据科学家的时候，数据探索占据了我大量的时间。不过，随着时间的推移，我已经把大量的数据操作自动化了。由于数据准备占据建立第一个模型工作量的50%，自动化的好处是显而易见的。
这是我们的第一个基准模型，我们去掉任何特征设计。因此，描述分析所需的时间仅限于了解缺失值和直接可见的大的特征。在我的方法体系中，你将需要2分钟来完成这一步（假设，100000个观测数据集）。
我的第一个模型执行的操作：
确定ID，输入特征和目标特征
确定分类和数值特征
识别缺失值所在列
阶段2：数据预处理（缺失值处理）
有许多方法可以解决这个问题。对于我们的第一个模型，我们将专注于智能和快速技术来建立第一个有效模型。
为缺失值创建假标志：有用，有时缺失值本身就携带了大量的信息。
用均值、中位数或其它简单方法填补缺失值：均值和中位数填补都表现良好，大多数人喜欢用均值填补但是在有偏分布的情况下我建议使用中位数。其它智能的方法与均值和中位数填补类似，使用其它相关特征填补或建立模型。比如，在Titanic生存挑战中，你可以使用乘客名字的称呼，比如：“Mr.”, “Miss.”,”Mrs.”,”Master”，来填补年龄的缺失值，这对模型性能有很好的影响。
填补缺失的分类变量：创建一个新的等级来填补分类变量，让所有的缺失值编码为一个单一值比如，“New_Cat”，或者，你可以看看频率组合，使用高频率的分类变量来填补缺失值。
由于数据处理方法如此简单，你可以只需要3到4分钟来处理数据。
阶段3：数据建模
根据不同的业务问题，我推荐使用GBM或RandomForest技术的任意一种。这两个技术可以极其有效地创建基准解决方案。我已经看到数据科学家通常把这两个方法作为他们的第一个模型同时也作为最后一个模型。这最多用去4到5分钟。
阶段4：性能预测
有各种各样的方法可以验证你的模型性能，我建议你将训练数据集划分为训练集和验证集（理想的比例是70：30）并且在70%的训练数据集上建模。现在，使用30%的验证数据集进行交叉验证并使用评价指标进行性能评估。最后需要1到2分钟执行和记录结果。
本文的目的不是赢得比赛，而是建立我们自己的基准。让我们用python代码来执行上面的步骤，建立你的第一个有较高影响的模型。
让我们开始付诸行动
首先我假设你已经做了所有的假设生成并且你擅长使用python的基本数据科学操作。我用一个数据科学挑战的例子来说明。让我们看一下结构：
步骤1：导入所需的库，读取测试和训练数据集。
#导入pandas、numpy包，导入LabelEncoder、random、RandomForestClassifier、GradientBoostingClassifier函数
import pandas as pd
import numpy as np
fromsklearn.preprocessing import LabelEncoder
import random
fromsklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.ensembleimport GradientBoostingClassifier
#读取训练、测试数据集
train=pd.read_csv('C:/Users/AnalyticsVidhya/Desktop/challenge/Train.csv')
test=pd.read_csv('C:/Users/AnalyticsVidhya/Desktop/challenge/Test.csv')
#创建训练、测试数据集标志
train='Train'
test='Test'
fullData =pd.concat(,axis=0) #联合训练、测试数据集
步骤2：该框架的第二步并不需要用到python，继续下一步。
步骤3：查看数据集的列名或概要
fullData.columns # 显示所有的列名称
fullData.head(10) #显示数据框的前10条记录
fullData.describe() #你可以使用describe()函数查看数值域的概要
步骤4：确定a)ID变量 b)目标变量 c)分类变量 d)数值变量 e)其他变量。
ID_col =
target_col =
cat_cols =
num_cols= list(set(list(fullData.columns))-set(cat_cols)-set(ID_col)-set(target_col)-set(data_col))
other_col= #为训练、测试数据集设置标识符
步骤5：识别缺失值变量并创建标志
fullData.isnull().any()#返回True或False，True意味着有缺失值而False相反
num_cat_cols = num_cols+cat_cols # 组合数值变量和分类变量
#为有缺失值的变量创建一个新的变量
# 对缺失值标志为1，否则为0
for var in num_cat_cols:
if fullData.isnull().any()=True:
fullData=fullData.isnull()*1
步骤6：填补缺失值
#用均值填补数值缺失值
fullData = fullData.fillna(fullData.mean(),inplace=True)
#用-9999填补分类变量缺失值
fullData = fullData.fillna(value = -9999)
步骤7：创建分类变量的标签编码器，将数据集分割成训练和测试集，进一步，将训练数据集分割成训练集和测试集。
#创建分类特征的标签编码器
for var in cat_cols:
number = LabelEncoder()
fullData = number.fit_transform(fullData.astype('str'))
#目标变量也是分类变量，所以也用标签编码器转换
fullData = number.fit_transform(fullData.astype('str'))
train=fullData='Train']
test=fullData='Test']
train = np.random.uniform(0, 1, len(train)) <= .75
Train, Validate = train=True], train=False]
步骤8：将填补和虚假（缺失值标志）变量传递到模型中，我使用随机森林来预测类。
features=list(set(list(fullData.columns))-set(ID_col)-set(target_col)-set(other_col))
x_train = Train.values
y_train = Train.values
x_validate = Validate.values
y_validate = Validate.values
x_test=test.values
random.seed(100)
rf = RandomForestClassifier(n_estimators=1000)
rf.fit(x_train, y_train)
步骤9：检查性能做出预测
status = rf.predict_proba(x_validate)
fpr, tpr, _ = roc_curve(y_validate, status)
roc_auc = auc(fpr, tpr)
print roc_auc
final_status = rf.predict_proba(x_test)
test=final_status
test.to_csv('C:/Users/Analytics Vidhya/Desktop/model_output.csv',columns=)
现在可以提交了！

⑵ 如何在python中用lstm网络进行时间序列预测

时间序列建模器 图表那个选项卡 左下勾选 拟合值 就可以了。我的为什么不出现预测值啊啊啊啊~~

⑶ python 时间序列模型中forecast和predict的区别

举例说明，2017.01.01-.017.12.31的周期为12的月度数据中，用ARIMA拟合得到模型model。
model.get_prediction(start='2017.09.01'）则得到用拟合模型计算出来的样本内2017.09.01-2017.12.31的预测值；
model.get_forcast(step=5)则得到样本外推5期即2018.01.01-2018.05.31五个月的预测值；
注：
model.get_prediction也可做外推值的预测，设定好具体终止周期即可。

⑷ python时间序列(2)

时期（period）表示的是时间区间，比如数日、数月、数季、数年等。Period类所 表示的就是这种数据类型，其构造函数需要用到一个字符串或整数，以及表11-4中 的频率:

这里，这个Period对象表示的是从2007年1月1日到2007年12月31日之间的整段时间。

只需对Period对象加上或减去一个整数即可达到根据其频率进行位移的效果：

如果两个Period对象拥有相同的频率，则它们的差就是它们之间的单位数量：

period_range函数可用于创建规则的时期范围：

PeriodIndex类保存了一组Period，它可以在任何pandas数据结构中被用作轴索引：

如果你有一个字符串数组，你也可以使用PeriodIndex类：

Period和PeriodIndex对象都可以通过其asfreq方法被转换成别的频率。假设我们有 一个年度时期，希望将其转换为当年年初或年末的一个月度时期。该任务非常简 单：

你可以将Period('2007','A-DEC')看做一个被划分为多个月度时期的时间段中的游 标。图11-1对此进行了说明。
对于一个不以12月结束的财政年度，月度子时期的归属情况就不一样了：

在将高频率转换为低频率时，超时期（superperiod）是由子时期（subperiod）所 属的位置决定的。例如，在A-JUN频率中，月份“2007年8月”实际上是属于周期“2008年”的：

完整的PeriodIndex或TimeSeries的频率转换方式也是如此：

这里，根据年度时期的第一个月，每年的时期被取代为每月的时期。
如果我们想要 每年的最后一个工作日，我们可以使用“B”频率，并指明想要该时期的末尾：

未完待续。。。

⑸ python时间序列模型预测为什么时一条直线

python时间序列模型预测时一条直线是因为是线性模型的原因。线性模型也称作趋势模型，它表示一个时间序列可以用一条直线来表示。它的基本等式：以一个公司的销售总额为例，一开始的初始是5000，每隔一个时间步长增加2500。指数平滑法是时间序列分析方法中的一种。它是一种用于预测未来发展趋势的建模算法。它有三种不同形式：一次指数平滑法、二次指数平滑法、及三次指数平滑法。三种指数平滑法都要更新上一时间步长的计算结果，并使用当前时间步长的数据中包含的新信息。通过混合新信息和旧信息来实现。

⑹ 如何在Python中用LSTM网络进行时间序列预测

时间序列模型

时间序列预测分析就是利用过去一段时间内某事件时间的特征来预测未来一段时间内该事件的特征。这是一类相对比较复杂的预测建模问题，和回归分析模型的预测不同，时间序列模型是依赖于事件发生的先后顺序的，同样大小的值改变顺序后输入模型产生的结果是不同的。
举个栗子：根据过去两年某股票的每天的股价数据推测之后一周的股价变化；根据过去2年某店铺每周想消费人数预测下周来店消费的人数等等

RNN 和 LSTM 模型

时间序列模型最常用最强大的的工具就是递归神经网络（recurrent neural network, RNN）。相比与普通神经网络的各计算结果之间相互独立的特点，RNN的每一次隐含层的计算结果都与当前输入以及上一次的隐含层结果相关。通过这种方法，RNN的计算结果便具备了记忆之前几次结果的特点。

典型的RNN网路结构如下：

4. 模型训练和结果预测
将上述数据集按4:1的比例随机拆分为训练集和验证集，这是为了防止过度拟合。训练模型。然后将数据的X列作为参数导入模型便可得到预测值，与实际的Y值相比便可得到该模型的优劣。

实现代码

这里的输入数据来源是csv文件，如果输入数据是来自数据库的话可以参考这里

这里写的只涉及LSTM网络的结构搭建，至于如何把数据处理规范化成网络所需的结构以及把模型预测结果与实际值比较统计的可视化，就需要根据实际情况做调整了。