A bootstrap procedure for constructing prediction bands for a stationary functional time series is proposed. The procedure exploits a general vector autoregressive representation of the time-reversed series of Fourier coefficients appearing in the Karhunen-Loeve representation of the functional process. It generates backward-in-time, functional replicates that adequately mimic the dependence structure of the underlying process in a model-free way and have the same conditionally fixed curves at the end of each functional pseudo-time series. The bootstrap prediction error distribution is then calculated as the difference between the model-free, bootstrap-generated future functional observations and the functional forecasts obtained from the model used for prediction. This allows the estimated prediction error distribution to account for the innovation and estimation errors associated with prediction and the possible errors due to model misspecification. We establish the asymptotic validity of the bootstrap procedure in estimating the conditional prediction error distribution of interest, and we also show that the procedure enables the construction of prediction bands that achieve (asymptotically) the desired coverage. Prediction bands based on a consistent estimation of the conditional distribution of the studentized prediction error process also are introduced. Such bands allow for taking more appropriately into account the local uncertainty of prediction. Through a simulation study and the analysis of two data sets, we demonstrate the capabilities and the good finite-sample performance of the proposed method.


翻译:本文提出了一种构建平稳函数型时间序列预测带的Bootstrap方法。该方法利用了函数过程Karhunen-Loeve展开中傅里叶系数的时间反转序列的一般向量自回归表示,通过逆向时间生成函数化复制——这些复制以无模型方式充分模仿原始过程的相依结构,并在每个函数化伪时间序列末端保持相同的条件固定曲线。随后将无模型Bootstrap生成的未来函数观测值与用于预测的模型所得到的函数预测值之间的差异,定义为Bootstrap预测误差分布。这使得估计的预测误差分布能够同时考虑预测相关的创新误差与估计误差,以及模型设定错误可能导致的误差。我们证明了该Bootstrap方法在估计目标条件预测误差分布时的渐近有效性,并表明该方法能够构建(渐近地)实现预期覆盖率的预测带。本文还引入了基于学生化预测误差过程条件分布一致估计的预测带,此类预测带能更恰当地考虑预测的局部不确定性。通过模拟研究和两个数据集的分析,我们展示了所提出方法的性能与良好的有限样本表现。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
2+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
0+阅读 · 2014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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
A Comprehensive Survey on Graph Neural Networks
Arxiv
13+阅读 · 2019年3月10日
SlowFast Networks for Video Recognition
Arxiv
19+阅读 · 2018年12月10日
Learning Implicit Fields for Generative Shape Modeling
Arxiv
11+阅读 · 2018年12月6日
VIP会员
最新内容
乌克兰纵深打击如何重塑俄罗斯的战略选择
专知会员服务
1+阅读 · 今天12:25
俄乌战争中关于中程打击无人机部署的经验启示
专知会员服务
0+阅读 · 今天12:08
《基于强化学习的自动化红队测试》
专知会员服务
4+阅读 · 7月23日
伊朗不对称防空战略的演进
专知会员服务
4+阅读 · 7月23日
对抗环境下超视距目标打击的情报支援
专知会员服务
10+阅读 · 7月22日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
2+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
0+阅读 · 2014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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员