Возможности параллелизма при идентификации квазилинейного рекуррентного уравнения
Автор: Аботалеб М.С.А., Макаровских Т.А., Панюков А.В.
Статья в выпуске: 4 т.12, 2023 года.
Бесплатный доступ
Анализ временных рядов и прогнозирование являются одной из широко исследуемых областей. Идентификация с помощью различных статистических методов, нейронных сетей или математических моделей уже давно используется в различных областях исследований от промышленности, до медицины, социальной сферы, аграрной среды. В статье рассматривается параллельный вариант алгоритма идентификации параметров квазилинейного рекуррентного уравнения для решения задачи регрессионного анализа с взаимозависимыми наблюдаемыми переменными, основанный на обобщенном методе наименьших модулей (GLDM). В отличие от нейронных сетей, широко используемых в настоящее время в различных системах прогнозирования, данный подход позволяет в явном виде получать качественные квазилинейные разностные уравнения, адекватно описывающие рассматриваемый процесс. Это позволяет повысить качество анализа изучаемых процессов. Существенным преимуществом модели, использующей обобщенный метод наименьших модулей, по сравнению с многочисленными нейросетевыми подходами является возможность интерпретации коэффициентов модели с точки зрения задачи исследования и использование полученного уравнения в качестве модели динамического процесса. Проведенные вычислительные эксперименты с использованием временных рядов показывают, что максимальное ускорение алгоритма происходит при использовании количества потоков, равного половине возможных потоков для данного устройства.
Параллелизм, квазилинейное рекуррентное уравнение, прогнозирование, моделирование, авторегрессионная модель
Короткий адрес: https://sciup.org/147242607
IDR: 147242607 | DOI: 10.14529/cmse230404
Список литературы Возможности параллелизма при идентификации квазилинейного рекуррентного уравнения
- Li Q., Wang J., Zhang H. A wind speed interval forecasting system based on constrained lower upper bound estimation and parallel feature selection // Knowl. Based Syst. 2021. Vol. 231. DOI: 10.1016/j.knosys.2021.107435.
- Khashei M., Chahkoutahi F. A comprehensive low-risk and cost parallel hybrid method for electricity load forecasting // Comput. Ind. Eng. 2021. Vol. 155. DOI: 10.1016/j.cie.2021.107182.
- Supuwiningsih N.N., Kadeksukerti N., Putra A., Dewanti P. Forecasting of Agricultural Production Results in South Denpasar Using Quadratic Trend Method Based GIS // International Journal of Engineering Technologies and Management Research. 2018. Vol. 5, no. 2. DOI: 10.5281/zenodo.1186523.
- Hamdi F., Raby H., Hakim G., et al. A Generalized Mechanistic Model for Assessing and Forecasting the Spread of the COVID-19 Pandemic // IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 13266–13285. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3051929.
- Dash S., Chakraborty C., Giri S.K., et al. BIFM: Big-Data Driven Intelligent Forecasting Model for COVID-19 // IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 97505–97517. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3094658.
- Corpas-Burgos F., Martinez-Beneito M.A. An Autoregressive Disease Mapping Model for Spatio-Temporal Forecasting // Mathematics. 2021. Vol. 9, no. 4. Article 384. DOI: 10.3390/math9040384.
- Panyukov A.V., Tyrsin A.N. Stable Parametric Identification of Vibratory Diagnostics Objects // Journal of Vibroengineering. 2008. Vol. 10, no. 2. P. 142–146. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=14876532.
- Makarovskikh T., Abotaleb M. Comparison Between Two Systems for Forecasting Covid-19 Infected Cases // IFIP Advances in Information and Communication Technology. 2021. Vol. 616. P. 107–114. DOI: 10.1007/978-3-030-86582-5_10.
- Sirotin D.V. Neural network approach to forecasting the cost of ferroalloy products // Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020. Vol. 63, no. 1. P. 78–83. DOI: 10.17073/0368-0797-2020-1-78-83.
- Yakubova D.M. Econometric models of development and forecasting of black metallurgy of Uzbekistan // Asian Journal of Multidimensional Research (AJMR). 2019. Vol. 8, no. 5. P. 310–314. DOI: 10.5958/2278-4853.2019.00205.2.
- Neto A.B.S., Ferreira T.A.E., Batista M.C.M., Firmino P.R.A. Studying the Performance of Cognitive Models in Time Series Forecasting // Revista de Informatica Teorica e Aplicada. 2020. Vol. 27, no. 1. P. 83–91. DOI: 10.22456/2175-2745.96181.
- Panchal R., Kumar B. Forecasting industrial electric power consumption using regression based predictive model // Recent Trends in Communication and Electronics. 2021. DOI: 10.1201/9781003193838-26.
- Panyukov A.V., Mezaal Y.A. Improving of the Identification Algorithm for a Quasilinear Recurrence Equation // Advances in Optimization and Applications. Vol. 1340 / ed. By N. Olenev, Y. Evtushenko, M. Khachay, V. Malkova. Springer, 2020. P. 15–26. DOI: 10.1007/978-3-030-65739-0_2.
- Makarovskikh T., Panyukov A., Abotaleb M. Generalized least deviation method for identification of quasi-linear autoregressive model. URL: https://github.com/tmakarovskikh/GLDMPredictor.git (дата обращения: 27.07.2022).
- Pan J., Wang H., Qiwei Y. Weighted Least Absolute Deviations Estimation for ARMA Models with Infinite Variance // Econometric Theory. 2007. Vol. 23, no. 3. P. 852–879.
- Panyukov A.V., Mezaal Y.A. Stable estimation of autoregressive model parameters with exogenous variables on the basis of the generalized least absolute deviation method // IFACPapersOnLine. 2018. Vol. 51, no. 11. P. 1666–1669. DOI: 10.1016/j.ifacol.2018.08.217.
- Panyukov A.V. Scalability of Algorithms for Arithmetic Operations in Radix Notation // Reliable Computing. 2015. Vol. 19. P. 417–434. URL: http://interval.louisiana.edu/reliable-computing-journal/volume-19/reliable-computing-19-pp-417-434.pdf.
- Abotaleb M.S.A., Makarovskikh T. Analysis of Neural Network and Statistical Models Used for Forecasting of a Disease Infection Cases // 2021 Int. Conf. on Information Technology and Nanotechnology (ITNT). 2021. P. 1–7. DOI: 10.1109/ITNT52450.2021.9649126.