Nixtla

<div align="center"> <img src="https://yellow-cdn.veclightyear.com/0a4dffa0/72d90368-2759-48f1-8603-e717b85baccf.png"> <h1 align="center">统计 ⚡️ 预测</h1> <h3 align="center">使用统计和计量经济模型进行快速预测</h3>

StatsForecast提供了广泛使用的单变量时间序列预测模型集合，包括使用numba优化的自动ARIMA、ETS、CES和Theta建模，以实现高性能。它还包括大量基准测试模型。

</div>

安装

您可以通过以下方式安装StatsForecast：

pip install statsforecast

或

conda install -c conda-forge statsforecast

访问我们的安装指南获取更多说明。

快速开始

最小示例

from statsforecast import StatsForecast
from statsforecast.models import AutoARIMA
from statsforecast.utils import AirPassengersDF

df = AirPassengersDF
sf = StatsForecast(
    models = [AutoARIMA(season_length = 12)],
    freq = 'M'
)

sf.fit(df)
sf.predict(h=12, level=[95])

从这个快速指南开始。

按照这个端到端演练了解最佳实践。

为什么？

目前Python中用于统计模型的替代方案速度慢、不准确且扩展性差。因此，我们创建了一个可以在生产环境中使用或作为基准的库。StatsForecast包含大量可以高效拟合数百万时间序列的模型。

特性

Python中最快和最准确的AutoARIMA、AutoETS、AutoCES、MSTL和Theta实现。
与Spark、Dask和Ray开箱即用的兼容性。
概率预测和置信区间。
支持外生变量和静态协变量。
异常检测。
熟悉的sklearn语法：.fit和.predict。

亮点

ARIMA包含外生变量和预测区间。
比pmdarima快20倍链接。
比R快1.5倍。
比Prophet快500倍。
比statsmodels快4倍链接。
通过numba编译为高性能机器代码。
使用ray在30分钟内处理1,000,000个序列。
用两行代码替换FB-Prophet，提高速度和准确性。查看这里的实验。
在1,000,000个序列上拟合10个基准模型，用时不到5分钟。

缺少什么？请开一个issue或在上联系我们

示例和指南

📚 端到端演练：多个时间序列的模型训练、评估和选择

🔎 异常检测：使用样本内预测区间检测时间序列的异常。

👩‍🔬 交叉验证：稳健的模型性能评估。

❄️ 多重季节性：如何使用MSTL预测具有多重季节性的数据。

🔌 预测需求高峰：电力负荷预测，用于检测每日高峰并降低电费。 📈 间歇性需求：预测非零观测值很少的时间序列。

🌡️ 外生回归因子：如天气或价格

模型

自动预测

自动预测工具搜索最佳参数并为一组时间序列选择最佳可能模型。这些工具适用于大量单变量时间序列。

模型	点预测	概率预测	样本内拟合值	概率拟合值	外生特征
自动ARIMA	✅	✅	✅	✅	✅
自动ETS	✅	✅	✅	✅
自动CES	✅	✅	✅	✅
自动Theta	✅	✅	✅	✅

ARIMA族

这些模型利用时间序列中存在的自相关性。

模型	点预测	概率预测	样本内拟合值	概率拟合值	外生特征
ARIMA	✅	✅	✅	✅	✅
自回归	✅	✅	✅	✅	✅

Theta族

对去季节性的时间序列拟合两条theta线，使用不同技术获取并组合两条theta线以产生最终预测。

模型	点预测	概率预测	样本内拟合值	概率拟合值
Theta	✅	✅	✅	✅
优化Theta	✅	✅	✅	✅
动态Theta	✅	✅	✅	✅
动态优化Theta	✅	✅	✅	✅

多重季节性

适用于具有多个明显季节性的信号。对于电力和日志等低频数据很有用。

模型	点预测	概率预测	样本内拟合值	概率拟合值	外生特征
MSTL	✅	✅	✅	✅	如果趋势预测器支持

GARCH和ARCH模型

适用于建模随时间表现出非恒定波动性的时间序列。ARCH模型是GARCH的特例。

模型	点预测	概率预测	样本内拟合值	概率拟合值	外生特征
GARCH	✅	✅	✅	✅
ARCH	✅	✅	✅	✅

基准模型

用于建立基准的经典模型。

模型	点预测	概率预测	样本内拟合值	概率拟合值
历史平均	✅	✅	✅	✅
朴素	✅	✅	✅	✅
带漂移随机游走	✅	✅	✅	✅
季节性朴素	✅	✅	✅	✅
窗口平均	✅
季节性窗口平均	✅

指数平滑

使用所有过去观测值的加权平均，其中权重向过去呈指数递减。适用于具有明显趋势和/或季节性的数据。对于没有明显趋势或季节性的数据，使用简单指数族。

模型	点预测	概率预测	样本内拟合值	概率拟合值
简单指数平滑	✅
优化简单指数平滑	✅
季节性指数平滑	✅
优化季节性指数平滑	✅
Holt	✅	✅	✅	✅
Holt-Winters	✅	✅	✅	✅

稀疏或间歇性

适用于非零观测值很少的时间序列

模型	点预测	样本内拟合值	概率拟合值
ADIDA	✅	✅	✅
CrostonClassic	✅	✅	✅
CrostonOptimized	✅	✅	✅
CrostonSBA	✅	✅	✅
IMAPA	✅	✅	✅
TSB	✅	✅	✅

🔨 如何贡献

请参阅CONTRIBUTING.md。

引用

@misc{garza2022statsforecast,
    author={Federico Garza, Max Mergenthaler Canseco, Cristian Challú, Kin G. Olivares},
    title = {{StatsForecast}: 基于统计和计量经济模型的超快速预测},
    year={2022},
    howpublished={{PyCon} 盐湖城, 犹他州, 美国 2022},
    url={https://github.com/Nixtla/statsforecast}
}

贡献者 ✨

感谢这些优秀的人（表情符号说明）：

<table> <tbody> <tr> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/FedericoGarza"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/10517170?v=4?s=100" width="100px;" alt="fede"/> fede</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=FedericoGarza" title="代码">💻</a> <a href="#maintenance-FedericoGarza" title="维护">🚧</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/jmoralez"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/8473587?v=4?s=100" width="100px;" alt="José Morales"/> José Morales</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=jmoralez" title="代码">💻</a> <a href="#maintenance-jmoralez" title="维护">🚧</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://www.linkedin.com/in/sugatoray/"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/10201242?v=4?s=100" width="100px;" alt="Sugato Ray"/> Sugato Ray</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=sugatoray" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="http://www.jefftackes.com"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/9125316?v=4?s=100" width="100px;" alt="Jeff Tackes"/> Jeff Tackes</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/issues?q=author%3Atackes" title="错误报告">🐛</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/darinkist"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/62692170?v=4?s=100" width="100px;" alt="darinkist"/> darinkist</a> <a href="#ideas-darinkist" title="想法、规划与反馈">🤔</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/alech97"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/22159405?v=4?s=100" width="100px;" alt="Alec Helyar"/> Alec Helyar</a> <a href="#question-alech97" title="回答问题">💬</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://dhirschfeld.github.io"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/881019?v=4?s=100" width="100px;" alt="Dave Hirschfeld"/> Dave Hirschfeld</a> <a href="#question-dhirschfeld" title="回答问题">💬</a></td> </tr> <tr> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/mergenthaler"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/4086186?v=4?s=100" width="100px;" alt="mergenthaler"/> mergenthaler</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=mergenthaler" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/kdgutier"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/19935241?v=4?s=100" width="100px;" alt="Kin"/> Kin</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=kdgutier" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/Yasslight90"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/58293883?v=4?s=100" width="100px;" alt="Yasslight90"/> Yasslight90</a> <a href="#ideas-Yasslight90" title="想法、规划与反馈">🤔</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/asinig"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/99350687?v=4?s=100" width="100px;" alt="asinig"/> asinig</a> <a href="#ideas-asinig" title="想法、规划与反馈">🤔</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/guerda"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/230782?v=4?s=100" width="100px;" alt="Philip Gillißen"/> Philip Gillißen</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=guerda" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/shagn"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/16029092?v=4?s=100" width="100px;" alt="Sebastian Hagn"/> Sebastian Hagn</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/issues?q=author%3Ashagn" title="错误报告">🐛</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=shagn" title="文档">📖</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/fugue-project/fugue"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/21092479?v=4?s=100" width="100px;" alt="Han Wang"/> Han Wang</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=goodwanghan" title="代码">💻</a></td> </tr> <tr> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://www.linkedin.com/in/benjamin-jeffrey-218548a8/"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/36240394?v=4?s=100" width="100px;" alt="Ben Jeffrey"/> Ben Jeffrey</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/issues?q=author%3Abjeffrey92" title="错误报告">🐛</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/Beliavsky"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/38887928?v=4?s=100" width="100px;" alt="Beliavsky"/> Beliavsky</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=Beliavsky" title="文档">📖</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/MMenchero"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/47995617?v=4?s=100" width="100px;" alt="Mariana Menchero García "/> Mariana Menchero García </a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=MMenchero" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://www.linkedin.com/in/guptanick/"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/33585645?v=4?s=100" width="100px;" alt="Nikhil Gupta"/> Nikhil Gupta</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/issues?q=author%3Angupta23" title="错误报告">🐛</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/jdegene"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/17744939?v=4?s=100" width="100px;" alt="JD"/> JD</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/issues?q=author%3Ajdegene" title="错误报告">🐛</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/jattenberg"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/924185?v=4?s=100" width="100px;" alt="josh attenberg"/> josh attenberg</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=jattenberg" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/JeroenPeterBos"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/15342738?v=4?s=100" width="100px;" alt="JeroenPeterBos"/> JeroenPeterBos</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=JeroenPeterBos" title="代码">💻</a></td> </tr> <tr> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/jvdd"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/18898740?v=4?s=100" width="100px;" alt="Jeroen Van Der Donckt"/> Jeroen Van Der Donckt</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=jvdd" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/Roymprog"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/4035367?v=4?s=100" width="100px;" alt="Roymprog"/> Roymprog</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=Roymprog" title="文档">📖</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/nelsoncardenas"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/18086414?v=4?s=100" width="100px;" alt="Nelson Cárdenas Bolaño"/> Nelson Cárdenas Bolaño</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=nelsoncardenas" title="文档">📖</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/kschmaus"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/6586847?v=4?s=100" width="100px;" alt="Kyle Schmaus"/> Kyle Schmaus</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=kschmaus" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://www.linkedin.com/in/akmal-soliev/"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/24494206?v=4?s=100" width="100px;" alt="Akmal Soliev"/> Akmal Soliev</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=akmalsoliev" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/nickto"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/11967792?v=4?s=100" width="100px;" alt="Nick To"/> Nick To</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=nickto" title="代码">💻</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://www.linkedin.com/in/kvnkho/"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/32503212?v=4?s=100" width="100px;" alt="Kevin Kho"/> Kevin Kho</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=kvnkho" title="代码">💻</a></td> </tr> <tr> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/yibenhuang"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/62163340?v=4?s=100" width="100px;" alt="黄一本"/> 黄一本</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=yibenhuang" title="文档">📖</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/andrewgross"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/370118?v=4?s=100" width="100px;" alt="安德鲁·格罗斯"/> 安德鲁·格罗斯</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=andrewgross" title="文档">📖</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://github.com/taniishkaaa"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/109246904?v=4?s=100" width="100px;" alt="taniishkaaa"/> taniishkaaa</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=taniishkaaa" title="文档">📖</a></td> <td align="center" valign="top" width="14.28%"><a href="https://manuel.calzolari.name"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/2764902?v=4?s=100" width="100px;" alt="曼努埃尔·卡尔佐拉里"/> 曼努埃尔·卡尔佐拉里</a> <a href="https://github.com/Nixtla/statsforecast/commits?author=manuel-calzolari" title="代码">💻</a></td> </tr> </tbody> </table>

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