R语言集成模型:提升树boosting、随机森林、约束最小二乘法加权平均模型融合分析时间序列数据

本文涉及的产品
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,182元/月
任务调度 XXL-JOB 版免费试用,400 元额度,开发版规格
云原生网关 MSE Higress,422元/月
简介: R语言集成模型:提升树boosting、随机森林、约束最小二乘法加权平均模型融合分析时间序列数据

特别是在经济学/计量经济学中,建模者不相信他们的模型能反映现实。比如:收益率曲线并不遵循三因素的Nelson-Siegel模型,股票与其相关因素之间的关系并不是线性的,波动率也不遵循Garch(1,1)过程,或者Garch(?,?)。我们只是试图为我们看到的现象找到一个合适的描述。

模型的发展往往不是由我们的理解决定的,而是由新的数据的到来决定的,这些数据并不适合现有的看法。有些人甚至可以说,现实没有基本的模型(或数据生成过程)。正如汉森在《计量经济学模型选择的挑战》中写道。

“模型应该被视为近似值,计量经济学理论应该认真对待这一点”

所有的理论都自然而然地遵循 "如果这是一个过程,那么我们就显示出对真实参数的收敛性 "的思路。收敛性很重要,但这是一个很大的假设。无论是否存在这样的过程,这样的真实模型,我们都不知道它是什么。同样,特别是在社会科学领域,即使有一个真正的GDP,你可以认为它是可变的。

这种讨论引起了模型的组合,或者预测未来的组合。如果我们不知道潜在的真相,结合不同的选择,或不同的建模方法可能会产生更好的结果。

模型平均

让我们使用 3 种不同的模型对时间序列数据进行预测。简单回归 (OLS)、提升树和随机森林。一旦获得了三个预测,我们就可以对它们进行平均。

# 加载代码运行所需的软件包。如果你缺少任何软件包,先安装。
tem <- lappy(c("randomoest", "gb", "quanteg"), librry, charter.oly=T)
# 回归模型。
 
moelm <- lm(y~x1+x2, data=f)
molrf <- ranmFrst(y~x1+x2, dta=df)
mogm <- gb(ata=df, g.x=1:2, b.y=4
faiy = "gssian", tre.comle = 5, eain.rate = 0.01, bg.fratn = 0.5)
# 现在我们对样本外的预测。
#-------------------------------
Tt_ofsamp <- 500
boosf <- pbot(df\_new$x1, df\_new$x2)
rfft <- pf(df\_new$x1, df\_new$x2)
lmt <- pm(df\_new$x1, df\_new$x2)
# 绑定预测
mtfht <- cbind(bo\_hat, f\_fat, lm_at)
# 命名这些列
c("Boosting", "Random Forest", "OLS")
# 定义一个预测组合方案。
# 为结果留出空间。
resls <- st()
# 最初的30个观测值作为初始窗口
# 重新估计新的观测值到达
it_inw = 30
for(i in 1:leth(A_shes)){
A\_nw$y, mt\_fht,Aeng\_hee= A\_scmes\[i, n_wiow = intwdow )
}
# 该函数输出每个预测平均方案的MSE。
# 让我们检查一下各个方法的MSE是多少。
atr <- apy(ma\_ht, 2, fucon(x) (df\_wy - x)^2 )
apy(ma\_ernitnow:Tou_osaple,
nitnow:Tou\_o_saple, , 2, fncon(x) 100*( man(x) ) )

在这种情况下,最准确的方法是提升。但是,在其他一些情况下,根据情况,随机森林会比提升更好。如果我们使用约束最小二乘法,我们可以获得几乎最准确的结果,但这不需要事先选择 Boosting 、Random Forest 方法。继续介绍性讨论,我们只是不知道哪种模型会提供最佳结果以及何时会这样做。

加权平均模型融合预测

是你的预测变量, 是时间预测 ,从方法 , 和 例如OLS, 提升树和 是随机森林。您可以只取预测的平均值:

通常,这个简单的平均值表现非常好。

在 OLS 平均中,我们简单地将预测投影到目标上,所得系数用作权重:

这是相当不稳定的。所有预测都有相同的目标,因此它们很可能是相关的,这使得估计系数变得困难。稳定系数的一个不错的方法是使用约束优化,即您解决最小二乘问题,但在以下约束下:

另一种方法是根据预测的准确程度对预测进行平均化,直到基于一些指标如根MSE。我们反转权重,使更准确的(低RMSE)获得更多权重。

您可以绘制各个方法的权重:





这是预测平均方法。

## 需要的子程序。
er <- funcion(os, red){ man( (os - ped)^2 ) }
## 不同的预测平均方案
##简单
  rd <- aply(a_at, 1, an)
  wehs <- trx( 1/p, now = TT, ncl = p)
  ## OLS权重
   wgs <- marx( nol=(p+1)T)  
for (i in in_wnow:TT) {
  wghsi,
i, <- lm $oef
pd <- t(eigsi,
i,)%*%c(1, ahti,
i, )
## 稳健的权重
   for (i in iitnow:T) {
    whsi,
i, <- q(bs1:(i−1)
1:(i-1)~ aft1:(i−1),
1:(i-1), )$cef
   prdi
i <- t(wihsi,
i, )*c(1, atfhai,
i,)
   ##基于误差的方差。MSE的倒数
  for (i in n_no:TT) {
   mp =aply(aerr1:(i−1),
1:(i-1),^2,2,ean)/um(aply(mter1:(i−1),
1:(i-1),^2,2,man))
  wigsi,
i, <- (1/tmp)/sum(1/tep)
  pedi
i <- t(witsi,
i, )%*%c(maati,
i, )
  ##使用约束最小二乘法
for (i in itd:wTT) {
  wehti,
i, <- s1(bs1:(i−1)
1:(i-1), a_fat1:(i−1),
1:(i-1), )$wigts
  redi
i <- t(wehsi,
i,)%*%c(ahti,
i, )
  ##根据损失的平方函数,挑选出迄今为止表现最好的模型
    tmp <- apy(mt\_fat−c(1:iit_wdow),
-c(1:iit\_wdow),, 2, ser, obs= obs−c(1:ntwiow)
-c(1:ntwiow) )
    for (i in it_idw:TT) {
    wghsi,
i, <- rp(0,p)
    wihts\[i, min(tep)\] <- 1
    pedi
i <- t(wihti,
i, )*c(mhti,
i, )
    } }
MSE <- sr(obs= os(:)−c(1:intiow)
-c(1:intiow), red= red(:)−c(1:itwiow)
-c(1:itwiow))

相关文章
|
机器学习/深度学习 运维 前端开发
集成学习方法:Bagging与Boosting的应用与优势
集成学习方法:Bagging与Boosting的应用与优势
394 0
|
1月前
|
SQL 数据可视化 关系型数据库
MCP与PolarDB集成技术分析:降低SQL门槛与简化数据可视化流程的机制解析
阿里云PolarDB与MCP协议融合,打造“自然语言即分析”的新范式。通过云原生数据库与标准化AI接口协同,实现零代码、分钟级从数据到可视化洞察,打破技术壁垒,提升分析效率99%,推动企业数据能力普惠化。
154 3
|
4月前
|
存储 缓存 分布式计算
OSS大数据分析集成:MaxCompute直读OSS外部表优化查询性能(减少数据迁移的ETL成本)
MaxCompute直读OSS外部表优化方案,解决传统ETL架构中数据同步延迟高、传输成本大、维护复杂等问题。通过存储格式优化(ORC/Parquet)、分区剪枝、谓词下推与元数据缓存等技术,显著提升查询性能并降低成本。结合冷热数据分层与并发控制策略,实现高效数据分析。
113 2
|
6月前
|
人工智能 自然语言处理 DataWorks
DataWorks Copilot 集成Qwen3-235B-A22B混合推理模型,数据开发与分析效率再升级!
阿里云DataWorks平台正式接入Qwen3模型,支持最大235B参数量。用户可通过DataWorks Copilot智能助手调用该模型,以自然语言交互实现代码生成、优化、解释及纠错等功能,大幅提升数据开发与分析效率。Qwen3作为最新一代大语言模型,具备混合专家(MoE)和稠密(Dense)架构,适应多种应用场景,并支持MCP协议优化复杂任务处理。目前,用户可通过DataWorks Data Studio新版本体验此功能。
533 23
DataWorks Copilot 集成Qwen3-235B-A22B混合推理模型,数据开发与分析效率再升级!
|
7月前
|
关系型数据库 MySQL OLAP
无缝集成 MySQL,解锁秒级 OLAP 分析性能极限,完成任务可领取三合一数据线!
通过 AnalyticDB MySQL 版、DMS、DTS 和 RDS MySQL 版协同工作,解决大规模业务数据统计难题,参与活动完成任务即可领取三合一数据线(限量200个),还有机会抽取蓝牙音箱大奖!
|
搜索推荐 JavaScript BI
ClkLog埋点分析系统常见问题-埋点集成篇Sec. 1
本篇主要解答ClkLog使用过程中【埋点集成】阶段的常见问题。
ClkLog埋点分析系统常见问题-埋点集成篇Sec. 1
|
机器学习/深度学习 算法 前端开发
R语言基础机器学习模型:深入探索决策树与随机森林
【9月更文挑战第2天】决策树和随机森林作为R语言中基础且强大的机器学习模型,各有其独特的优势和适用范围。了解并熟练掌握这两种模型,对于数据科学家和机器学习爱好者来说,无疑是一个重要的里程碑。希望本文能够帮助您更好地理解这两种模型,并在实际项目中灵活应用。
|
资源调度 数据挖掘
R语言回归分析:线性回归模型的构建与评估
【8月更文挑战第31天】线性回归模型是统计分析中一种重要且实用的工具,能够帮助我们理解和预测自变量与因变量之间的线性关系。在R语言中,我们可以轻松地构建和评估线性回归模型,从而对数据背后的关系进行深入的探索和分析。
|
机器学习/深度学习 前端开发 算法
【机器学习】集成学习方法:Bagging与Boosting的应用与优势
【机器学习】集成学习方法:Bagging与Boosting的应用与优势
309 2