Global Forecasting Models (GFM) that are trained across a set of multiple time series have shown superior results in many forecasting competitions and real-world applications compared with univariate forecasting approaches. One aspect of the popularity of statistical forecasting models such as ETS and ARIMA is their relative simplicity and interpretability (in terms of relevant lags, trend, seasonality, and others), while GFMs typically lack interpretability, especially towards particular time series. This reduces the trust and confidence of the stakeholders when making decisions based on the forecasts without being able to understand the predictions. To mitigate this problem, in this work, we propose a novel local model-agnostic interpretability approach to explain the forecasts from GFMs. We train simpler univariate surrogate models that are considered interpretable (e.g., ETS) on the predictions of the GFM on samples within a neighbourhood that we obtain through bootstrapping or straightforwardly as the one-step-ahead global black-box model forecasts of the time series which needs to be explained. After, we evaluate the explanations for the forecasts of the global models in both qualitative and quantitative aspects such as accuracy, fidelity, stability and comprehensibility, and are able to show the benefits of our approach.


翻译:通过一系列多时系列培训的全球预测模型(GFM)在许多预测竞争和现实世界应用中,与单向预测方法相比,显示与单向预测方法相比,在许多预测竞争和实际应用中取得了优异的结果。诸如ETS和ARIMA等统计预测模型受到欢迎的一个方面是其相对简单易懂和可解释性(从相关滞后、趋势、季节性等角度),而GFM通常缺乏解释性,特别是特定的时间序列。这降低了利益攸关方在根据预测作出决定时的信任和信心,而不能理解预测。为了减轻这一问题,我们在这项工作中提出了一种新的地方模型可解释性办法,以解释全球调频预测。我们培训了被认为可解释的更简单的单向替代模型(例如ETS),以预测GFM对附近地区样本的预测(我们通过推车获得的样品,或直截了当地作为需要解释的时间序列一步骤的全球黑箱模型预报。我们评估了对全球模型预测的解释,从质量和定量方法的准确性、准确性方面,从而显示我们的准确性、准确性。

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