Аннотация:
Работа посвящена поиску эффективного алгоритма обнаружения выбросов в нестационарных одномерных временных рядах, представляющих собой натурные измерения. Так, нестационарность ряда характеризуется наличием изменчивого тренда в данных, а также гетероскедастичностью — непостоянством дисперсии для отдельно взятых подпоследовательностей временного ряда. Неучет этих особенностей приводит к тому, что выбросы, связанные с поломками или неточностью аппаратуры, фиксирующей натурные измерения, могут быть классифицированы как регулярные значения. Это делает большинство существующих методов обнаружения выбросов во временных рядах неэффективными. В работе описаны реальные данные, представляющие собой наблюдения за температурой и концентрацией загрязнителя в пограничном слое атмосферы г. Красноярска, которые обладают заданными свойствами. Приведен краткий обзор существующих методов, показаны их преимущества и недостатки в применении к имеющимся данным. Предложен авторский подход к обнаружению выбросов в рядах описываемого типа. Представленный в работе метод направлен на коррекцию и объединение существующих подходов и разделен на два этапа: локализация точек, подозрительных на выброс, и регрессия по локализованному участку с адаптивным порогом отсечения точек. Предложенный алгоритм протестирован на имеющихся данных. Проведено сравнение с существующими подходами.
Ключевые слова:
анализ временных рядов, обнаружение выбросов, $z$-балл, нестационарность, регрессия, разработка алгоритма.
УДК:519.254
Поступила в редакцию: 09.01.2025 Принята в печать: 22.04.2025
Полный текст:
PDF файл (2335 kB)