选择参数时间序列模型和非参数时间序列模型取决于数据的特征、您愿意做出的假设以及问题的目标。参数模型需要对数据的分布和结构进行预定义的假设,而非参数模型避免严格的假设,而是依赖于数据驱动的模式。该决定通常取决于诸如数据复杂度、可解释性需求和可用的计算资源等因素。
当数据与已知的统计假设一致时,**参数模型**(例如,ARIMA、SARIMA 或基于线性回归的方法)是理想选择。例如,ARIMA 假设平稳性(随时间推移的恒定均值和方差),并使用诸如自回归 (AR) 和移动平均 (MA) 项之类的参数来对趋势建模。这些模型对于小型数据集有效、计算量小,并产生可解释的结果。例如,如果您要预测具有明显季节性模式的月度销售额,则 SARIMA 可以通过使用季节性差分和系数扩展 ARIMA 来显式地对季节性建模。但是,参数模型难以处理非线性关系或复杂的模式。如果您的数据具有不规则的峰值(例如,加密货币价格)或不规则的季节性,则强制使用参数结构可能会导致较差的性能。
当数据的基础模式不清楚或高度非线性时,**非参数模型**(例如,高斯过程、决策树或神经网络)表现出色。诸如随机森林或长短期记忆 (LSTM) 网络之类的方法可以适应复杂的交互,而无需显式公式。例如,LSTM 可以捕获序列中的长期依赖关系,从而使其可用于诸如能源需求预测之类的任务,其中天气、节假日和经济因素会以不可预测的方式相互作用。非参数方法通常需要较大的数据集以避免过度拟合,并且计算密集。一个缺点是可解释性降低:虽然高斯过程提供了不确定性估计,但它比 ARIMA 模型的系数更难解释。这些模型更适合于精度胜过透明度的场景,例如高频传感器数据中的异常检测。
在做出决定时,请考虑您的数据大小、可解释性要求和部署约束。如果您拥有的数据有限并且需要可解释性(例如,利益相关者希望了解驱动因素的业务规划),则参数模型是首选。对于大型、嘈杂的数据集,其中灵活性很重要(例如,实时股价预测),非参数方法可能会表现更好。此外,评估计算成本:每天重新训练神经网络在资源受限的环境中可能不切实际,而更新 ARIMA 模型则更简单。始终使用诸如 AIC(用于参数)或交叉验证误差(用于非参数)之类的指标进行验证,以客观地比较性能。