基于機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、時(shí)間序列是一種重要的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象種類(lèi)，在眾多領(lǐng)域內(nèi)都有出現(xiàn)，例如金融學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和氣象學(xué)等。對(duì)于時(shí)間序列的預(yù)測(cè)有著極大的研究意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。由于影響時(shí)間序列的因素眾多，傳統(tǒng)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法能力有限，越來(lái)越多的研究者著眼于將機(jī)器學(xué)習(xí)的方法引入時(shí)間序列預(yù)測(cè)之中并且取得了突出的成績(jī)。然而，當(dāng)前時(shí)間序列增長(zhǎng)速度迅速，大規(guī)模時(shí)間序列普遍出現(xiàn)，這使得基于機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)面臨著一系列的新挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)中最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是對(duì)高維

2、數(shù)據(jù)的快速處理問(wèn)題。解決這一關(guān)鍵的問(wèn)題對(duì)于基于機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)性能提高有著重要的意義。而這一關(guān)鍵問(wèn)題的解決離不開(kāi)特征選擇技術(shù)和快速機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。本文工作集中于高維數(shù)據(jù)的快速處理這一基于機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)的研究，其貢獻(xiàn)主要為以下三個(gè)方面：
　　(1)提出了一種核空間中的二分類(lèi)特征選擇框架本文提出了一種核空間中的二分類(lèi)特征選擇框架。在該框架下，特征首先投影到核空間中，然后在核空間中構(gòu)造一個(gè)二分類(lèi)的任務(wù)。當(dāng)訓(xùn)練完核空間

3、中的二分類(lèi)器后，二分類(lèi)器的法向量反映著特征的重要程度，特征可以根據(jù)該二分類(lèi)器的法向量進(jìn)行選取。為了達(dá)到的有效的特征選擇目的，本框架對(duì)二分類(lèi)器的法向量加以l1-范數(shù)約束，使其滿(mǎn)足稀疏性的要求。同樣，本框架也可以通過(guò)流形正則化技術(shù)自然的拓展到處理半監(jiān)督特征選擇的問(wèn)題。此外，如何有效消除所選擇特征之間的潛在冗余度也在文中進(jìn)行了討論。最后，文中對(duì)于所提方法給出了理論的證明以保證其適用性。在六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上充分的實(shí)驗(yàn)證明了該框架具有較高的性能。<

4、br>　　(2)提出了一種基于距離的快速多核學(xué)習(xí)方法在本文中，我們提出了一種快速多核學(xué)習(xí)方法基于距離的多核極限學(xué)習(xí)機(jī)。該方法是一種高精度的兩步多核學(xué)習(xí)方法。具體來(lái)說(shuō)，基于距離的多核極限學(xué)習(xí)機(jī)首先將多個(gè)核矩陣投影到一個(gè)新的空間，在此空間中新樣本是通過(guò)不同原始樣本間的距離信息重構(gòu)出來(lái)的。此后，它用新空間中的樣本進(jìn)行了帶l2-范數(shù)約束的最小二乘回歸。回歸函數(shù)的法向量將作為多核矩陣的組合系數(shù)，依據(jù)該組合系數(shù)基于距離的多核極限學(xué)習(xí)機(jī)將多核矩陣進(jìn)行

5、加權(quán)組合構(gòu)成新的核矩陣。最后，這個(gè)新的核矩陣被用在極限學(xué)習(xí)機(jī)之中進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試。充足的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了基于距離的多核極限學(xué)習(xí)機(jī)方法在分類(lèi)、預(yù)測(cè)精度上和計(jì)算時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)上較之前方法都有顯著的性能提高。
　　(3)將基于機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)智能模型之中本文將所研究的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)智能模型之中，構(gòu)建了一個(gè)股票交易決策建議系統(tǒng)。在系統(tǒng)中基于機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)與基于震蕩盒理論提出的交易邊界模型