更新預(yù)測模型的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的各個實施方式涉及預(yù)測模型，更具體地，涉及更新用于時間序列數(shù)據(jù) (Time Series Data)的預(yù)測模型的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計算機、數(shù)據(jù)通信以及實時監(jiān)視等技術(shù)的發(fā)展，時間序列數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛應(yīng) 用于例如設(shè)備監(jiān)視、生產(chǎn)線管理、金融分析等諸多方面。時間序列數(shù)據(jù)是指按照時間順序排 列的測量值的集合，例如時間序列數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)庫中，或者以其他方式來存儲。
[0003] 測量值可以包括各種數(shù)據(jù)，例如，在監(jiān)視用戶對在線銀行系統(tǒng)的訪問的應(yīng)用環(huán)境 中，被采集的測量值可以包括在各個時間點處、用戶對在線銀行系統(tǒng)的訪問次數(shù)，此時的時 間序列數(shù)據(jù)例如可以存儲為序列X 1, x2, ...，X1, ...，Xn，并且第i個時間點處測量的數(shù)據(jù)是 數(shù)值X1。在天氣預(yù)報應(yīng)用環(huán)境中，被采集的測量值可以是多元數(shù)據(jù)，例如可以包括溫度、濕 度、壓力、風力，等等。此時，將獲得4組時間序列數(shù)據(jù)，并且在第i個時間點處測量的數(shù)據(jù) 可以是分別為temp Iiumi, Prei和Windi。
[0004] 時間序列數(shù)據(jù)的數(shù)值分布通常具有一定的規(guī)律性，因而可以基于在過去的某時間 段期間采集到的歷史測量值來預(yù)測在未來的數(shù)據(jù)變化。例如，在上文所述的監(jiān)視用戶對在 線銀行系統(tǒng)的訪問次數(shù)的示例中，可以基于所預(yù)測的訪問次數(shù)的變化，相應(yīng)地調(diào)整在線銀 行系統(tǒng)中的各種資源配置，以適合于不同時間段的用戶訪問需求，進而提高在線銀行系統(tǒng) 中資源利用率。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)開發(fā)出了可以基于特定時間段（例如，訓(xùn)練時間窗口）內(nèi)的歷 史測量值而建立預(yù)測模型，進而預(yù)測在未來的特定時間段（例如，預(yù)測時間窗口）內(nèi)的數(shù)值 的技術(shù)方案。然而，預(yù)測模型通常會隨著時間的推移而變化，按照現(xiàn)有的技術(shù)方案，無法知 曉現(xiàn)有的預(yù)測模型與真實測量值相匹配或者不相匹配，因而只能隨著時間的推移而頻繁地 更新預(yù)測模型，這產(chǎn)生了極大的計算量。一方面，現(xiàn)有技術(shù)并不提供應(yīng)當在何時更新預(yù)測模 型進而生成新的預(yù)測模型的通知；另一方面，由于更新后的新的預(yù)測模型將依賴于歷史數(shù) 據(jù)的選取，因而如何從大量歷史數(shù)據(jù)中選擇適當?shù)姆秶糜谏尚碌念A(yù)測模型，也成為一 個關(guān)注的焦點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因而，期望開發(fā)一種能夠有效地更新用于時間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測模型的技術(shù)方案， 期望該技術(shù)方案可以檢測現(xiàn)有的預(yù)測模型是否能夠較為準確地反映時間序列數(shù)據(jù)在未來 的變化（例如，判斷預(yù)測值和實際測量值之間的誤差是否在特定閾值范圍內(nèi)），進而在誤差 超過預(yù)定閾值時，能夠提供更新預(yù)測模型的通知。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于更新預(yù)測模型的方法，該預(yù)測模型是用 于時間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測模型，包括：從與預(yù)測模型相關(guān)聯(lián)的多個預(yù)測時間窗口中按順序選 擇當前預(yù)測時間窗口 h ;基于預(yù)測模型，預(yù)測時間序列數(shù)據(jù)在當前預(yù)測時間窗口 h內(nèi)的各個 時間點k的預(yù)測值基于時間序列數(shù)據(jù)在當前預(yù)測時間窗口 h內(nèi)的各個時間點k的實際 測量值yk和預(yù)測值,計算與當前預(yù)測時間窗口 h相關(guān)聯(lián)的預(yù)測誤差MPE ;以及響應(yīng)于預(yù) 測誤差MPE大于或等于與當前預(yù)測時間窗口 h相關(guān)聯(lián)的預(yù)定誤差閾值，提供更新預(yù)測模型 的通知。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種更新預(yù)測模型的方法，該預(yù)測模型是用于時 間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測模型，包括：響應(yīng)于接收到更新預(yù)測模型的通知，獲取與通知相關(guān)聯(lián)的 當前預(yù)測時間窗口 h和與所述預(yù)測模型相關(guān)聯(lián)的當前訓(xùn)練時間窗口，其中通知是根據(jù)上文 的方法來提供的；計算與當前訓(xùn)練時間窗口和當前預(yù)測時間窗口 h相關(guān)聯(lián)的總累積誤差 ACCh;提取時間點的范圍，使得時間序列數(shù)據(jù)在范圍內(nèi)的實際測量值與預(yù)測值之間的累積 誤差A(yù)CC w,和總累積誤差A(yù)CCh之間的比例大于或等于預(yù)定比例；以及提供時間點的范圍作 為更新預(yù)測模型的新的訓(xùn)練時間窗口。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種更新預(yù)測模型的裝置，該預(yù)測模型是用于時 間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測模型，包括：選擇模塊，配置用于從與預(yù)測模型相關(guān)聯(lián)的多個預(yù)測時間窗 口中按順序選擇當前預(yù)測時間窗口 h ;預(yù)測模塊，配置用于基于預(yù)測模型，預(yù)測時間序列數(shù) 據(jù)在當前預(yù)測時間窗口 h內(nèi)的各個時間點k的預(yù)測值·^;計算模塊，配置用于基于時間序 列數(shù)據(jù)在當前預(yù)測時間窗口 h內(nèi)的各個時間點k的實際測量值yk和預(yù)測值.?，計算與當前 預(yù)測時間窗口 h相關(guān)聯(lián)的預(yù)測誤差MPE ;以及提供模塊，配置用于響應(yīng)于預(yù)測誤差MPE大 于或等于與當前預(yù)測時間窗口 h相關(guān)聯(lián)的預(yù)定誤差閾值，提供更新預(yù)測模型的通知。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種更新預(yù)測模型的裝置，該預(yù)測模型是用于時 間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測模型，包括：獲取模塊，配置用于響應(yīng)于接收到更新預(yù)測模型的通知，獲 取與通知相關(guān)聯(lián)的當前預(yù)測時間窗口 h和與所述預(yù)測模型相關(guān)聯(lián)的當前訓(xùn)練時間窗口，其 中通知是根據(jù)上文的裝置來提供的；計算模塊，配置用于計算與當前訓(xùn)練時間窗口和當前 預(yù)測時間窗口 h相關(guān)聯(lián)的總累積誤差A(yù)CCh ;提取模塊，配置用于提取時間點的范圍，使得時 間序列數(shù)據(jù)在范圍內(nèi)的實際測量值與預(yù)測值之間的累積誤差A(yù)CCw,和總累積誤差A(yù)CC h之間 的比例大于或等于預(yù)定比例；以及提供模塊，配置用于提供時間點的范圍作為更新預(yù)測模 型的新的訓(xùn)練時間窗口。
[0011] 采用本發(fā)明所述的方法和裝置，可以在盡可能少地改動現(xiàn)有預(yù)測方法的架構(gòu)的情 況下，提醒在何時應(yīng)當更新現(xiàn)有預(yù)測模型。
【附圖說明】
[0012] 通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其 他目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號 通常代表相同部件。
[0013] 圖1示出了適于用來實現(xiàn)本發(fā)明實施方式的示例性計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12的框 圖；
[0014] 圖2示意性示出了根據(jù)一個技術(shù)方案的更新用于時間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測模型的方 法的示意圖；
[0015] 圖3A和圖3B分別示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、訓(xùn)練時間窗口和預(yù)測 時間窗口的示意圖；
[0016] 圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、更新用于時間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測 模型的方法的流程圖；
[0017] 圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、多級預(yù)測時間窗口的示意圖；
[0018] 圖6示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、更新用于時間序列數(shù)據(jù)的預(yù)測 模型的方法的流程圖；
[0019] 圖7示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、獲取新的預(yù)測時間窗口 h'的 示意圖；以及
[0020] 圖8A和圖8B分別示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、更新用于時間序列數(shù) 據(jù)的預(yù)測模型的裝置的框圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開 的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方 式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的 范圍完整地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0022] 圖1示出了適于用來實現(xiàn)本發(fā)明實施方式的示例性計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12的框 圖。圖1顯示的計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12僅僅是一個示例，不應(yīng)對本發(fā)明實施方式的功能和 使用范圍帶來任何限制。
[0023] 如圖1所示，計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12以通用計算設(shè)備的形式表現(xiàn)。計算機系統(tǒng) /服務(wù)器12的組件可以包括但不限于：一個或者多個處理器或者處理單元16,系統(tǒng)存儲器 28,連接不同系統(tǒng)組件（包括系統(tǒng)存儲器28和處理單元16)的總線18。
[0024] 總線18表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種，包括存儲器總線或者存儲器控制器， 外圍總線，圖形加速端口，處理器或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任意總線結(jié)構(gòu)的局域總線。舉 例來說，這些體系結(jié)構(gòu)包括但不限于工業(yè)標準體系結(jié)構(gòu)（ISA)總線，微通道體系結(jié)構(gòu)（MAC) 總線，增強型ISA總線、視頻電子標準協(xié)會（VESA)局域總線以及外圍組件互連（PCI)總線。
[0025] 計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12典型地包括多種計算機系統(tǒng)可讀介質(zhì)。這些介質(zhì)可以是 任何能夠被計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12訪問的可用介質(zhì)，包括易失性和非易失性介質(zhì)，可移動 的和不可移動的介質(zhì)。
[0026] 系統(tǒng)存儲器28可以包括易失性存儲器形式的計算機系統(tǒng)可讀介質(zhì)，例如隨機存 取存儲器（RAM) 30和/或高速緩存存儲器32。計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12可以進一步包括其 他可移動/不可移動的、易失性/非易失性計算機系統(tǒng)存儲介質(zhì)。僅作為舉例，存儲系統(tǒng)34 可以用于讀寫不可移動的、非易失性磁介質(zhì)（圖1未顯示，通常稱為"硬盤驅(qū)動器"）。盡管 圖1中未示出，可以提供用于對可移動非易失性磁盤（例如"軟盤"）讀寫的磁盤驅(qū)動器， 以及對可移動非易失性光盤（例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其他光介質(zhì)）讀寫的光盤驅(qū)動器。 在這些情況下，每個驅(qū)動器可以通過一個或者多個數(shù)據(jù)介質(zhì)接口與總線18相連。存儲器28 可以包括至少一個程序產(chǎn)品，該程序產(chǎn)品具有一組（例如至少一個）程序模塊，這些程序模 塊被配置以執(zhí)行本發(fā)明各實施方式的功能。
[0027] 具有一組（至少一個）程序模塊42的程序/實用工具40,可以存儲在例如存儲器 28中，這樣的程序模塊42包括--但不限于--操作系統(tǒng)、一個或者多個應(yīng)用程序、