With the proliferation of mobile devices, an increasing amount of population data is being collected, and there is growing demand to use the large-scale, multidimensional data in real-world situations. We introduced functional data analysis (FDA) into the problem of predicting the hourly population of different districts of Tokyo. FDA is a methodology that treats and analyzes longitudinal data as curves, which reduces the number of parameters and makes it easier to handle high-dimensional data. Specifically, by assuming a Gaussian process, we avoided the large covariance matrix parameters of the multivariate normal distribution. In addition, the data were time and spatially dependent between districts. To capture these characteristics, a Bayesian factor model was introduced, which modeled the time series of a small number of common factors and expressed the spatial structure in terms of factor loading matrices. Furthermore, the factor loading matrices were made identifiable and sparse to ensure the interpretability of the model. We also proposed a method for selecting factors using the Bayesian shrinkage method. We studied the forecast accuracy and interpretability of the proposed method through numerical experiments and data analysis. We found that the flexibility of our proposed method could be extended to reflect further time series features, which contributed to the accuracy.


翻译:随着移动设备的扩散,正在收集越来越多的人口数据,而且人们日益要求在现实世界局势中使用大规模、多层面的数据。我们把功能性数据分析(FDA)引入了预测东京不同地区每小时人口的问题。林业发展局是一个将纵向数据作为曲线处理和分析的方法,它减少了参数数量,使处理高维数据更加容易。具体地说,我们假设一个高斯进程,就避免了多变量正常分布的庞大共变矩阵参数。此外,数据在时间和空间上依附于不同地区。为了捕捉这些特点,我们采用了一种贝叶斯因素模型,该模型模拟了少量共同因素的时间序列,并以要素装载矩阵的形式表示空间结构。此外,要素装载矩阵被确定和分散,以确保模型的可解释性。我们还提出了一个使用贝叶斯缩微法选择因素的方法。我们研究了通过数字实验和数据分析对拟议方法的预测准确性和可解释性。我们发现,我们拟议方法的灵活性可以进一步反映时间序列。我们提出的方法的精确性有助于进一步反映时间序列。我们发现,我们提出的方法的精确性有助于进一步反映时间特性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月30日
Arxiv
57+阅读 · 2022年1月5日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月22日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
14+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员