Modèles ARIMA automatiques pour des séries chronologiques non saisonnières

Dans la vidéo, vous avez vu que la fonction auto.arima() choisit un modèle autorégressif intégré à moyenne mobile (ARIMA) approprié à partir d'une série chronologique, tout comme la fonction ets() le fait pour les modèles ETS. La fonction summary() peut fournir des précisions supplémentaires :

> # p = 2, d = 1, p = 2
> summary(fit)

Series: usnetelec
ARIMA(2,1,2) with drift
...

Dans cet exercice, vous allez choisir automatiquement un modèle ARIMA pour la série austa déjà chargée, qui contient le nombre annuel de visiteurs internationaux en Australie de 1980 à 2015. Vous vérifierez ensuite les résidus (rappelez‑vous qu'une valeur p supérieure à 0,05 indique que les données ressemblent à du bruit blanc) et produirez des prévisions. À part la fonction de modélisation, c'est identique à ce que vous avez fait avec les prévisions ETS.

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Instructions de l’exercice

Ajustez automatiquement un modèle ARIMA à la série austa à l'aide de la nouvelle fonction. Enregistrez le résultat dans fit.
Utilisez la fonction appropriée pour vérifier que les résidus du modèle obtenu ressemblent à du bruit blanc. Assignez TRUE (si les résidus ressemblent à du bruit blanc) ou FALSE (si ce n'est pas le cas) à residualsok.
Appliquez summary() au modèle pour voir les coefficients ajustés.
D'après les résultats de summary(), quelle est la valeur AICc à deux décimales? Combien de différenciations ont été utilisées? Assignez ces valeurs à AICc et d, respectivement.
Enfin, au moyen de l'opérateur pipe, tracez les prévisions des 10 prochaines périodes à partir du modèle choisi.

Exercice interactif pratique

Essayez cet exercice en complétant ce code d’exemple.

# Fit an automatic ARIMA model to the austa series
fit <- ___

# Check that the residuals look like white noise
___
residualsok <- ___

# Summarize the model
___

# Find the AICc value and the number of differences used
AICc <- ___
d <- ___

# Plot forecasts of fit
fit %>% forecast(h = ___) %>% ___()

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La première étape de toute analyse de données consiste à tracer les données. Les graphiques permettent de visualiser de nombreuses caractéristiques, dont les structures récurrentes, les observations inhabituelles et les changements dans le temps. Les éléments observés sur les graphiques doivent ensuite être intégrés, autant que possible, aux méthodes de prévision qui seront utilisées.

Exercise 1: Bienvenue dans la prévision avec R Exercise 2: Créer des objets de séries chronologiques dans R Exercise 3: Graphiques de séries temporelles Exercise 4: Graphiques saisonniers Exercise 5: Tendance, saisonnalité et cyclicité Exercise 6: Autocorrélation de séries chronologiques non saisonnières Exercise 7: Autocorrélation des séries saisonnières et cycliques Exercise 8: Faites correspondre l'ACF à la série chronologique Exercise 9: Bruit blanc Exercise 10: Cours boursiers et bruit blanc

Dans ce chapitre, vous découvrirez des outils généraux utiles dans de nombreuses situations de prévision. On y présentera des méthodes de prévision de référence, des méthodes pour vérifier si une méthode de prévision exploite adéquatement l'information disponible, ainsi que des méthodes pour mesurer la justesse des prévisions. Chacun des outils abordés ici sera réutilisé dans les chapitres suivants à mesure que vous développerez et explorerez un éventail de méthodes de prévision.

Exercise 1: Prévisions et futurs possibles Exercise 2: Méthodes de prévision naïves Exercise 3: Valeurs ajustées et résidus Exercise 4: Vérifier les résidus d'une série chronologique Exercise 5: Ensembles d'entraînement et de test Exercise 6: Évaluer l'exactitude des prévisions pour des méthodes non saisonnières Exercise 7: Évaluer la précision des méthodes saisonnières Exercise 8: Ai-je un bon modèle de prévision?Exercise 9: Validation croisée sur séries chronologiques Exercise 10: Utiliser tsCV() pour la validation croisée des séries temporelles

Les prévisions obtenues avec les méthodes de lissage exponentiel sont des moyennes pondérées des observations passées, les poids diminuant de façon exponentielle à mesure que les observations vieillissent. Autrement dit, plus l'observation est récente, plus son poids est élevé. Ce cadre permet de produire rapidement des prévisions fiables pour un large éventail de séries chronologiques, ce qui constitue un grand avantage et un atout majeur pour les applications en entreprise.

Exercise 1: Prévisions à pondération exponentielle Exercise 2: Lissage exponentiel simple Exercise 3: SES vs naïf Exercise 4: Méthodes de lissage exponentiel avec tendance Exercise 5: Méthodes de tendance de Holt Exercise 6: Méthodes de lissage exponentiel avec tendance et saisonnalité Exercise 7: Holt-Winters avec des données mensuelles Exercise 8: Méthode de Holt‑Winters avec des données quotidiennes Exercise 9: Modèles à espace d'états pour le lissage exponentiel Exercise 10: Prévision automatique avec lissage exponentiel Exercise 11: ETS vs méthode naïve saisonnière Exercise 12: Faites correspondre les modèles aux séries chronologiques Exercise 13: Quand les ETS échouent-ils?

Les modèles ARIMA offrent une autre approche pour la prévision de séries chronologiques. Le lissage exponentiel et les modèles ARIMA sont les deux approches les plus utilisées pour la prévision de séries chronologiques et se complètent bien. Alors que les modèles de lissage exponentiel décrivent la tendance et la saisonnalité des données, les modèles ARIMA visent à décrire les autocorrélations présentes dans les données.

Exercise 1: Transformations pour stabiliser la variance Exercise 2: Transformations de Box-Cox pour les séries chronologiques Exercise 3: Différenciation non saisonnière pour la stationnarité Exercise 4: Différenciation saisonnière pour la stationnarité Exercise 5: Modèles ARIMA Exercise 6: Modèles ARIMA automatiques pour des séries chronologiques non saisonnières

Exercice en cours

Exercise 7: Prévisions avec les modèles ARIMA Exercise 8: Comparer auto.arima() et ets() sur des données non saisonnières Exercise 9: Modèles ARIMA saisonniers Exercise 10: Modèles ARIMA automatiques pour les séries saisonnières Exercise 11: Explorer les options de auto.arima()Exercise 12: Comparer auto.arima() et ets() sur des données saisonnières

Les modèles de séries chronologiques des chapitres précédents fonctionnent bien pour de nombreuses séries, mais ils conviennent souvent moins aux données hebdomadaires ou horaires et ne permettent pas d'intégrer d'autres informations comme les effets des jours fériés, l'activité des concurrents, les changements législatifs, etc. Dans ce chapitre, vous verrez des méthodes capables de gérer une saisonnalité plus complexe et vous envisagerez comment étendre les modèles ARIMA afin d'y intégrer d'autres informations.

Exercise 1: Régression dynamique Exercise 2: Prévoir les ventes en tenant compte des dépenses publicitaires Exercise 3: Prévision de la demande d'électricité Exercise 4: Régression harmonique dynamique Exercise 5: Prévoir des données hebdomadaires Exercise 6: Régression harmonique pour des saisonnalités multiples Exercise 7: Prévoir les réservations d'appels Exercise 8: Modèles TBATS Exercise 9: Modèles TBATS pour la demande d'électricité Exercise 10: Votre avenir en prévision !