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Enregistrement W2182988819 · doi:10.32920/ryerson.14649354.v1

Chaotic time series forecasting with residual analysis using synergy of ensemble neural networks and Taguchi's design of experiments

2021· preprint· en· W2182988819 sur OpenAlexaff
Muhammad Ardalani-Farsa

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueNeural Networks and Applications
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésChaoticResidualArtificial neural networkComputer scienceSeries (stratigraphy)Time seriesEmbeddingPhase spaceAlgorithmMathematical optimizationArtificial intelligenceMathematicsMachine learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

This dissertation aims to develop an effective and practical method to forecast chaotic time series. Chaotic behaviour has been observed in the areas of marketing, stock markets, supply chain management, foreign exchange rates, weather forecasting and many others. An effective forecasting model can reduce the potential risks and uncertainty and facilitate planning and decision making in chaotic systems. In this study, residual analysis using a combination of the embedding theorem and ensemble artificial neural networks is adopted to forecast chaotic time series. Based on the embedding theorem, the embedding parameters are determined and the time series is reconstructed into proper phase space points. The embedded phase space points are fed into the first neural network and trained. The weights and biases are kept to predict the future values of phase space points and accordingly to obtain future values of chaotic time series. The residual of the predicted time series is further analyzed; and, if a chaotic behaviour is observed, then the residuals are processed as a new chaotic time series and predicted. This iterative residual analysis can be repeated several times depending on the desired accuracy level and computational efficiency. Finally, the last neural network is trained using neural networks' result values of the time series and the residuals as input and the original time series as output. The initial weights and biases of the neural networks are improved using genetic algorithms. Taguchi's design of experiments is adopted to identify appropriate factor-level combinations to improve the result of the proposed forecasting method. A systematic approach is proposed to improve the combination of ensemble artificial neural networks and their parameters. The proposed methodology is applied to a number of benchmark and some real life chaotic time series. In addition, the proposed forecasting method has been applied to financial sector time series, namely, the stock markets and foreign exchange rates. The experimental results confirm that the proposed method can predict the chaotic time series more effectively in terms of error indices when compared with other forecasting methods in the literature.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,504
Score d'incertitude au seuil0,798

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,049
Tête enseignante GPT0,259
Écart entre enseignants0,210 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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