Python实现时间序列分析马尔可夫切换动态回归模型(MarkovRegression算法)项目实战

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Python实现时间序列分析马尔可夫切换动态回归模型(MarkovRegression算法)项目实战。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

说明:这是一个机器学习实战项目(附带数据+代码+文档+视频讲解),如需数据+代码+文档+视频讲解可以直接到文章最后获取。

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

1.项目背景

 时间序列分析中的马尔可夫切换动态回归模型(Markov Switching Dynamic Regression Model,MSDRM或简称为MarkovRegression算法)是一种用于处理具有非平稳性和隐藏状态依赖性的时序数据的方法。在该模型中,数据生成过程被认为是在不同时期根据一个不可观测的、遵循马尔可夫链状态转移规律的状态变量来决定其回归方程的形式和参数。

具体来说:

马尔可夫链:模型假设存在一个隐含的离散状态空间,系统在不同的状态下遵循不同的动态规则。系统的当前状态只与前一状态有关,且这种转移遵循一定的概率分布,即马尔可夫性质。

动态回归:对于每个可能的状态,都有一个相应的回归模型。这意味着因变量(目标变量)的值不仅取决于自变量,还取决于当前所处的马尔可夫状态,并且不同状态下的回归系数可能会有所不同。

切换过程:随着时间推移,系统会按照预先设定的转移概率矩阵在不同状态之间切换。

建模目的:通过估计马尔可夫切换动态回归模型,可以捕捉到时间序列数据背后的潜在结构变化,提高预测精度,以及更好地理解序列波动背后的原因和驱动因素。

因此,MarkovSwitching Dynamic Regression 模型结合了马尔可夫链的随机状态转换机制与线性回归模型的预测能力,为复杂时间序列数据提供了一种灵活而强大的建模框架。在实际应用中,它广泛应用于经济学、金融学、信号处理、气候科学等多个领域。

本项目通过MarkovRegression算法来构建马尔可夫切换动态回归模型。    

2.数据获取

本次建模数据来源于网络(本项目撰写人整理而成),数据项统计如下:

编号 

变量名称

描述

1

DATE

日期

2

rate

基金利率

数据详情如下(部分展示):

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

3.数据预处理

3.1 用Pandas工具查看数据

使用Pandas工具的head()方法查看前五行数据:

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

关键代码:

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

3.2 数据缺失查看

使用Pandas工具的info()方法查看数据信息:

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战      

从上图可以看到,总共有1个变量,数据中无缺失值,共226条数据。

关键代码:

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

3.3 数据描述性统计

通过Pandas工具的describe()方法来查看数据的平均值、标准差、最小值、分位数、最大值。 

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

关键代码如下:    

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

4.探索性数据分析

4.1 变量直方图

用Matplotlib工具的hist()方法绘制直方图:

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

从上图可以看到,变量主要集中在2.5~17.5之间。  

4.2 折线图

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

从上图中可以看到,数据有一定的波动的。

5.构建马尔可夫切换动态回归模型

主要使用MarkovRegression算法,用于时间序列分析马尔可夫切换动态回归模型。  

5.1 构建模型

编号

模型名称

参数

1

马尔可夫切换动态回归模型

k_regimes=2

5.2 模型摘要信息

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

6.模型评估

6.1 高状态概率图

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

6.2 不同状态之间的预期持续时间

马尔科夫模型 回归,机器学习,python,python,机器学习,时间序列分析,马尔可夫切换动态回归模型,项目实战

由于我们的数据是季度为间隔的,低状态持续时间55个季度约14年、高状态持续时间是19个季度约5年。

7.结论与展望

综上所述,本文采用了MarkovRegression算法来构建时间序列分析马尔可夫切换动态回归模型,最终证明了我们提出的模型效果良好。此模型可用于日常产品的预测。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-829532.html

# 本次机器学习项目实战所需的资料,项目资源如下:
 
# 项目说明:
 
# 获取方式一:
 
# 项目实战合集导航:
 
https://docs.qq.com/sheet/DTVd0Y2NNQUlWcmd6?tab=BB08J2
 
# 获取方式二:

链接:https://pan.baidu.com/s/1uBz84RjcJgJXOcD1puzymQ 
提取码:wv64

到了这里,关于Python实现时间序列分析马尔可夫切换动态回归模型(MarkovRegression算法)项目实战的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 用Python语言进行时间序列ARIMA模型分析

    应用时间序列 时间序列分析是一种重要的数据分析方法,应用广泛。以下列举了几个时间序列分析的应用场景: 1.经济预测:时间序列分析可以用来分析经济数据,预测未来经济趋势和走向。例如,利用历史股市数据和经济指标进行时间序列分析,可以预测未来股市的走向。

    2024年02月03日
    浏览(67)
  • Python探索金融数据进行时间序列分析和预测

    大家好,时间序列分析是一种基于历史数据和趋势分析进行预测的统计技术。它在金融和经济领域非常普遍,因为它可以准确预测趋势并做出明智的决策。本文将使用Python来探索经济和金融数据,执行统计分析,并创建时间序列预测。 我们将在本教程中使用NumPy、Pandas和Mat

    2024年02月16日
    浏览(57)
  • 算法介绍及实现——马尔可夫链、隐马尔可夫链(附Python实现)

    目录  ——马尔可夫链 ——隐马尔可夫链 马尔科夫性质: 即当前在已知时,过去和未来是独立的,如果知道当前的状态,那么就不许要过去的额外信息来对未来做出预测。 理解 :n为n-1的后一个时间(或者说单位),若n-1为当前时刻状态,那么n即为下一刻的未来状态,0至

    2024年02月05日
    浏览(51)
  • ARIMA模型时间序列数据分析(附python代码)

    ARIMA模型建模流程  1 )平稳性检验与差分处理 我们选取原始数据 bus 中的“ prf_get_person_count ”列,并截取前 32 个站点的数据进行平稳性检验,这里采用的是 ADF 检验确定数据的平稳性,导入 statsmodels 包下的 adfuller 函数,该函数返回 adf 值与概率 p 值。若原始序列不平稳,就

    2024年02月01日
    浏览(56)
  • Python数据分析案例11——灰色预测法预测时间序列数据

    本次案例来自2022华为杯第E题,第2小问。给定了2012.01-2022.03的土壤湿度的月度数据,需要预测2022.04-2023.12的土壤湿度的月度数据。典型的时间序列预测。 传统的时间序列预测肯定是ARIMA模型,可以参考我之前的文章。Python统计学10——时间序列分析自回归模型(ARIMA) 现在流行的

    2024年02月06日
    浏览(62)
  • statsmodels专栏4——深度解析:Python中的Statsmodels库时间序列分析

    时间序列分析在数据科学领域中占据着重要地位,它不仅帮助我们理解数据的趋势和模式,还能够提供对未来趋势的预测。在众多时间序列分析工具中,Python中的Statsmodels库以其强大的功能和灵活性备受青睐。本文将深入探讨Statsmodels库在时间序列分析中的应用,聚焦于移动平

    2024年03月16日
    浏览(43)
  • Python时间序列分析库介绍:statsmodels、tslearn、tssearch、tsfresh

    时间序列分析在金融和医疗保健等领域至关重要,在这些领域,理解随时间变化的数据模式至关重要。在本文中,我们将介绍四个主要的Python库——statmodels、tslearn、tssearch和tsfresh——每个库都针对时间序列分析的不同方面进行了定制。这些库为从预测到模式识别的任务提供

    2024年02月08日
    浏览(41)
  • Python数据分析案例42——基于Attention-BiGRU的时间序列数据预测

    承接上一篇的学术缝合,排列组合模型,本次继续缝合模型演示。 Python数据分析案例41——基于CNN-BiLSTM的沪深300收盘价预测-CSDN博客 虽然我自己基于各种循环神经网络做时间序列的预测已经做烂了.....但是还是会有很多刚读研究生或者是别的领域过来的小白来问这些神经网络

    2024年04月15日
    浏览(39)
  • 大数据毕业设计:智慧交通数据分析系统 python 时间序列预测算法 爬虫 出行速度预测 拥堵预测(源码)✅

    博主介绍:✌全网粉丝10W+,前互联网大厂软件研发、集结硕博英豪成立工作室。专注于计算机相关专业毕业设计项目实战6年之久,选择我们就是选择放心、选择安心毕业✌感兴趣的可以先收藏起来,点赞、关注不迷路✌ 毕业设计:2023-2024年计算机毕业设计1000套(建议收藏)

    2024年02月22日
    浏览(58)
  • 时序预测 | Python实现AR、ARMA、ARIMA时间序列预测

    预测效果 基本介绍 Python实现AR、ARMA、ARIMA时间序列预测 模型原理 AR、ARMA、ARIMA都是常用的时间序列预测方法,它们的主要区别在于模型中包含的自回归项和移动平均项的数量和阶数不同。 AR模型(Autoregressive Model)是一种仅包含自回归项的模型,它的基本思想是将当前时刻的

    2024年02月10日
    浏览(51)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包