时序预测任务
多时间序列预测适用于同一数据集中包含多个独立序列的场景。例如,企业可以按照产品和区域划分销售序列,利用各序列的历史日销量预测未来销量,为备货、排产和区域资源配置提供数据参考。
本教程使用 02_多时间序列_规则日频.xlsx,以 product_id 和 region_id 共同标识不同销量序列,以 event_time 作为时间变量、target_sales 作为目标变量,建立未来 5 天的日销量预测模型。
导入训练数据
进入已创建的项目后,在「流程」中点击右上角【导入数据】,选择【上传】,从本地导入结构化销量数据。
选择上传销量数据集
在「文件上传」页面点击【选择文件】,选择 02_多时间序列_规则日频.xlsx,然后点击【创建】。
选择多时间序列销量文件
数据导入完成后,流程画布中会生成 02_多时间序列_规则日频 数据集节点。选中该节点,可以在右侧执行查看、下载和重命名等基础操作,也可以选择用于后续处理与建模的算子。
查看已导入的销量数据集
创建时序预测任务
在「流程」中选中 02_多时间序列_规则日频,然后在右侧「机器学习」中点击【时序预测】。在「新建时序预测任务」窗口中,将「目标变量」设置为 target_sales,将「时间变量」设置为 event_time,确认任务名称后点击【确认】。
创建多时间序列预测任务
配置并训练模型
任务创建完成后,在「训练配置」的「基础设置」中选择「多时间序列」,将 product_id 和 region_id 设置为序列标识变量。将「时间步长」设置为 1 天,将「预测窗口(时间步数)」设置为 5,将「评估跳过时间步数」设置为 0,并保留预测分位数 0.1、0.5 和 0.9。
配置多时间序列基础设置
在「训练/测试集」中,将「数值插值」设置为「线性插值」,将「数值外推」设置为「不外推」,将「重复时间戳处理」设置为「数值列均值」。将「测试集窗口数」设置为 5,并保持 K 折交叉测试关闭。
配置训练集和测试集
在「评价指标」中选择 MASE(平均绝对缩放误差),用于比较不同算法的预测误差。MASE 越低,表示模型相对于基准预测的误差越小。
选择时序预测评价指标
在「外源变量」中,可以为 inventory、planned_price、promotion_flag、holiday_flag、temperature 和 product_class 等字段设置可用方式。教程中的这些字段均保持不启用,仅使用各产品和区域组合的历史销量建立预测模型。
配置时序预测外源变量
在「特征生成」中,为 target_sales 设置相对于预测起点的 -2、-1、0 时移特征,并将相对于预测点的处理方式设置为「自动」。同时添加从预测起点前 12 天到预测起点的滚动窗口,生成平均值和标准差聚合特征。
配置销量时移和聚合特征
在「算法选择」中启用 Auto ARIMA、Prophet、NHITS、Random Forest、Ridge Regression 和 XGBoost。选中算法名称后,可以在右侧查看并调整该算法的参数。
选择多时间序列预测算法
完成配置后点击右上角【训练】。在「训练时序预测模型」窗口中保持 GPU 训练启用,将任务名称设置为 session1,确认训练集为 360 行后,再次点击【训练】启动任务。
启动多时间序列模型训练
查看训练结果并部署
训练完成后,进入「训练结果」查看各候选模型的 MASE 和预测曲线。当前结果中,NHITS、Auto Arima 和 Prophet 的 MASE 分别为 2.423、4.897 和 1.571,其中 Prophet 的 MASE 最低。
查看多时间序列训练结果
点击「精度统计」,可以集中查看各模型的训练结束时间、训练耗时以及 MASE、MAPE、SMAPE、MAE、MAQL、MWQL、MSE、RMSE、MSIS 和 ND 等指标,便于从不同角度比较模型误差。
查看时序预测精度统计
返回「任务」视图,在 Prophet 模型卡片中点击【查看详情】,进入模型报告。
打开 Prophet 模型详情
在模型报告的「总结」中,可以确认模型类型、目标变量、算法、时间变量、时间步长、训练集行数和预测窗口等基本信息。当前模型使用 Prophet 算法,以 1 天为时间步长,基于 360 行训练数据预测未来 5 个时间步。
查看时序预测模型总结
进入「时序预测图」,可以按序列标识查看实际值、回测预测值、未来预测值以及 [0.1, 0.9] 预测区间。页面分别展示 P100, EAST、P100, WEST 等产品与区域组合的预测曲线,并支持通过底部时间轴调整查看范围。
查看多序列销量预测曲线
进入「误差诊断」,可以针对指定序列查看残差分布图、残差时序图、正态 Q-Q 图和自相关图,并结合 Jarque-Bera 正态性检验、偏度和峰度等统计量分析预测误差。
查看销量预测误差诊断
确认模型效果符合使用要求后,点击右上角【部署】。在「部署模型」窗口中,将「训练数据集」设置为 02_多时间序列_规则日频,将「模型名称」设置为 基于02_多时间序列_规则日频的时序预测模型,然后点击【确认】。
部署多时间序列预测模型
部署完成后,流程画布中会生成时序预测模型节点。选中该节点,可以在右侧打开模型,或继续使用【预测】和【评估】算子连接新的销量数据,生成未来销量预测或评估模型效果。
查看已部署的时序预测模型
