Ομαδοποίηση Χρονοσειρών Βάσει Ποιοτικών Χαρακτηριστικών και Μοτίβων και Αξιοποίηση Ευρημάτων για τη Βελτίωση της Ακρίβειας Πρόβλεψης Κλασικών Μεθόδων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη μίας μεθοδολογίας μέσω της οποίας θα επιτευχθεί μείωση του μέσου σφάλματος που παράγει ένα σύνολο μεθόδων πρόβλεψης όταν αυτό καλείται να προεκτείνει μια συγκεκριμένη ομάδα χρονοσειρών. Η μείωση αυτή πραγματοποιείται μέσω της επιλογής της καταλληλότερης μεθόδου πρόβλεψης για κάθε χρονοσειρά, έχοντας ως γνώμονα την απόδοση των εξεταζόμενων μεθόδων σε αντίστοιχες χρονοσειρές ίδιου μοτίβου και ποιοτικών χαρακτηριστικών. Για να γίνει αυτό, οι χρονοσειρές συγκρίνονται αρχικά ως προς την ομοιότητά τους και στη συνέχεια ομαδοποιούνται ούτως ώστε να διαπιστωθεί βάσει ελέγχων ποιες μέθοδοι πρόβλεψης παράγουν το μικρότερο δυνατό σφάλμα ανά περίπτωση. Η ύπαρξη μιας τέτοιας μεθοδολογίας είναι ιδιαιτέρως χρήσιμη στις μέρες μας, καθώς τα μεγάλα δεδομένα (Big Data) καθιστούν την πρόβλεψη χρονοσειρών μέσω κλασικών διαγωνισμών μια επίπονη και χρονοβόρα διαδικασία. Αρχικά παρουσιάζεται το αντικείμενο της διπλωματικής, η περιγραφή του προβλήματος και οι πρακτικές εφαρμογές της. Στη συνέχεια, δίνεται ο γενικός ορισμός της χρονοσειράς και όλα τα βασικά χαρακτηριστικά της, καθώς και μια μικρή ιστορική ανασκόπηση του τομέα των προβλέψεων. Έπειτα, αναλύονται όλοι οι μέθοδοι πρόβλεψης που χρησιμοποιήθηκαν στην διπλωματική εργασία για την παραγωγή των προβλέψεων και γίνεται διεξοδική βιβλιογραφική επισκόπηση στις μεθόδους σύγκρισης χρονοσειρών. Στη συνέχεια της διπλωματικής παρουσιάζεται η γενική ιδέα της μεθοδολογίας που αναπτύχθηκε και το προγραμματιστικό περιβάλλον RStudio μαζί με τη γλώσσα προγραμματισμού R, τα οποία ήταν τα εργαλεία για την ανάλυση των δεδομένων και την εξαγωγή των αποτελεσμάτων. Έπειτα, αναλύεται όλη η διαδικασία και όλα τα πειράματα που εκτελέστηκαν, μαζί με τα αντίστοιχα αριθμητικά και γραφικά αποτελέσματα, ώστε τελικώς να καταλήξουμε στην προτεινόμενη μεθοδολογία. Στο τελευταίο κομμάτι της διπλωματικής εργασίας, συνοψίζονται τα αποτελέσματα όλων των πειραμάτων και βγαίνει ένα τελικό συμπέρασμα για την απόδοση της μεθοδολογίας. Επίσης προτείνονται μελλοντικές προεκτάσεις της συγκεκριμένης εργασίας και θα παρουσιαστεί όλη η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε.