Accurate time series forecasting is critical for a wide range of problems with temporal data. Ensemble modeling is a well-established technique for leveraging multiple predictive models to increase accuracy and robustness, as the performance of a single predictor can be highly variable due to shifts in the underlying data distribution. This paper proposes a new methodology for building robust ensembles of time series forecasting models. Our approach utilizes Adaptive Robust Optimization (ARO) to construct a linear regression ensemble in which the models' weights can adapt over time. We demonstrate the effectiveness of our method through a series of synthetic experiments and real-world applications, including air pollution management, energy consumption forecasting, and tropical cyclone intensity forecasting. Our results show that our adaptive ensembles outperform the best ensemble member in hindsight by 16-26% in root mean square error and 14-28% in conditional value at risk and improve over competitive ensemble techniques.


翻译:准确的时间序列预测对于处理时间性数据的问题非常关键。集成建模是一种处理这些问题的重要技术,即结合多个预测模型来提高准确性和鲁棒性,因为单一预测器的性能由于基础数据分布的变化而高度可变。本文提出了一种新的方法,利用自适应鲁棒优化(ARO)构建线性回归集成模型,其中模型的权重可以随时间自适应调整。我们通过一系列的合成实验和现实应用,包括空气污染管理、能源消耗预测、热带气旋强度预测,展示了我们方法的有效性。我们的结果表明,我们的自适应集成模型在均方根误差方面比最佳集成成员在后见之明中提高了16-26%,在条件风险价值方面提高了14-28%,并且比竞争集成技术有了更好的表现。

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