Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ықтималдық болжау болашақ оқиғалар туралы белгілі мәліметтерді немесе пікірлерді жинақтап береді. Бір мәнді болжамдардан (мысалы, белгілі бір жерде белгілі бір күні ең жоғары температура 23 градус Цельсий болады немесе белгілі бір футбол матчының нәтижесі есептің болмауымен тең болады) айырмашылығы, ықтималдық болжамдар әр түрлі нәтижелердің әрқайсысына ықтималдық тағайындайды, ал ықтималдықтардың толық жиынтығы ықтималдық болжамын құрайды. Осылайша, ықтималдық болжау – ықтималдық жіктеудің бір түрі. Ауа райы болжамы – бұл кейде халыққа тарату үшін ықтималдық болжамдарды жариялайтын қызмет, бірақ ауа райын болжаушылар оны қарапайым болжамның негізі ретінде де пайдалана алады. Мысалы, синоптиктер өз тәжірибесін компьютерлік ықтималдық болжамдармен біріктіріп, "біз қатты жаңбыр күтеміз" сияқты болжамды құрастыруы мүмкін. Спорттық тікелей ставкалар – ықтималдық болжау рөл атқара алатын тағы бір сала. Жартысқа дейінгі жарысқа қатысты жарияланған коэффициенттерді, букмекерлік кеңселердің пайдасын ескергенмен, жарыстың ықтимал нәтижесі туралы ставка жасаушылардың пікірлерінің жиынтығы деп қарастыруға болады. Спорттық тікелей ставкаларда ықтималдық болжамдар тікелей жарияланбауы мүмкін, бірақ төлем ставкаларының шамасын белгілеуде букмекерлердің қызметіне негіз болуы мүмкін.
Probabilistic forecasting summarizes what is known about, or opinions about, future events. In contrast to single valued forecasts (such as forecasting that the maximum temperature at a given site on a given day will be 23 degrees Celsius, or that the result in a given football match will be a no score draw), probabilistic forecasts assign a probability to each of a number of different outcomes, and the complete set of probabilities represents a probability forecast. Thus, probabilistic forecasting is a type of probabilistic classification. Weather forecasting represents a service in which probability forecasts are sometimes published for public consumption, although it may also be used by weather forecasters as the basis of a simpler type of forecast. For example, forecasters may combine their own experience together with computer generated probability forecasts to construct a forecast of the type "we expect heavy rainfall". Sports betting is another field of application where probabilistic forecasting can play a role. The pre race odds published for a horse race can be considered to correspond to a summary of bettors' opinions about the likely outcome of a race, although this needs to be tempered with caution as bookmakers' profits needs to be taken into account. In sports betting, probability forecasts may not be published as such, but may underlie bookmakers' activities in setting pay off rates, etc.
Ауа райы болжамы
Ықтималдық болжам ауа-райын болжауда түрлі тәсілдермен қолданылады. Оның ең қарапайымы – жауын-шашынның болу ықтималдығын жариялау.
Probabilistic forecasting is used in a weather forecasting in a number of ways. One of the simplest is the publication of about rainfall in the form of a probability of precipitation.
Ансамбльдер
Ықтималдық ақпараты әдетте бірнеше сандық модельді іске қосу арқылы алынады, мұнда бастапқы шарттар сәл өзгеше болады. Бұл техника әдетте Ensemble Prediction System (EPS) жүйесі арқылы ансамбльдік болжау деп аталады. EPS барлық мүмкін оқиғалар бойынша толық болжамдық ықтималдық үлестірімін жасамайды, сондықтан мұны жасау үшін таза статистикалық немесе гибридтік статистикалық/сандық әдістерді қолдануға болады. Мысалы, температура теориялық тұрғыдан шексіз көп мүмкін мәндерді (оқиғаларды) қабылдауы мүмкін; статистикалық әдіс әр мүмкін температураға ықтималдық мәнін тағайындайтын үлестірімді құрастырады. Нәтижесінде, өте жоғары немесе төмен температуралардың ықтималдық мәні нөлге жуық болады. Егер модельді бастапқы шарттардың барлық мүмкін жиынтығы үшін, әрқайсысына сәйкес ықтималдықпен іске қосу мүмкін болса, онда ансамбльдің қанша мүшесі (яғни, жеке модельдік іске қосылым) белгілі бір оқиғаны болжайтынына қарай, берілген оқиғаның нақты шартты ықтималдығын есептеуге болады. Іс жүзінде, синоптиктер ауа райының ерекше нәтижелерін тудыруы мүмкін деп санайтын аз ғана (әдетте 20-ға жуық) бұзылыстарды анықтауға тырысады. Бұл мақсатта қолданылатын екі әдіс – көбейту векторлары (BV) және жеке векторлар (SV). Бұл техника нақты болжам үлестіріміне сәйкес ансамбльдік үлестірімді қамтамасыз етпейді, бірақ мұндай ықтималдық ақпаратты алу бастапқы бұзылыстарды таңдаудың мақсаттарының бірі болып табылады. Ансамбльдік болжау жүйелерінің тікелей ықтималдық интерпретациясы жоқ басқа түрлеріне әртүрлі сандық ауа райын болжау жүйелерінің нәтижелерін біріктіру кіреді.
The probability information is typically derived by using several numerical model runs, with slightly varying initial conditions. This technique is usually referred to as ensemble forecasting by an Ensemble Prediction System (EPS). EPS does not produce a full forecast probability distribution over all possible events, and it is possible to use purely statistical or hybrid statistical/numerical methods to do this. For example, temperature can take on a theoretically infinite number of possible values (events); a statistical method would produce a distribution assigning a probability value to every possible temperature. Implausibly high or low temperatures would then have close to zero probability values. If it were possible to run the model for every possible set of initial conditions, each with an associated probability, then according to how many members (i. e., individual model runs) of the ensemble predict a certain event, one could compute the actual conditional probability of the given event. In practice, forecasters try to guess a small number of perturbations (usually around 20) that they deem are most likely to yield distinct weather outcomes. Two common techniques for this purpose are breeding vectors (BV) and singular vectors (SV). This technique is not guaranteed to yield an ensemble distribution identical to the actual forecast distribution, but attaining such probabilistic information is one goal of the choice of initial perturbations. Other variants of ensemble forecasting systems that have no immediate probabilistic interpretation include those that assemble the forecasts produced by different numerical weather prediction systems.
Мысалдар
Канада жауын-шашынның ықтималдығын проценттерде көрсете отырып, ықтималдық болжамын таратуды бастаған алғашқы елдердің бірі болды. Толық ықтималдық болжамдардың мысалы ретінде, жақында таза статистикалық әдістермен жауын-шашын мөлшерінің таралу болжамдары жасалды, олардың нәтижелері күндізгі жауын-шашын мөлшерінің гибридті EPS/статистикалық болжамдарымен бәсекелесе алады. Ықтималдық болжамдар энергия өндіру үшін нейрондық желілермен де қолданылды. Бұл жел және күн энергиясын болжаудағы белгісіздіктерді ескере отырып, ауа райын жақсарту арқылы, ықтималдық интервалдарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады, бұл нүктелік болжау сияқты дәстүрлі әдістерден өзгеше.
Canada has been one of the first countries to broadcast their probabilistic forecast by giving chances of precipitation in percentages. As an example of fully probabilistic forecasts, recently, distribution forecasts of rainfall amounts by purely statistical methods have been developed whose performance is competitive with hybrid EPS/statistical rainfall forecasts of daily rainfall amounts. Probabilistic forecasting has also been used in combination with neural networks for energy generation. This is done via improved weather forecasting using probabilistic intervals to account for uncertainties in wind and solar forecasting, as opposed to traditional techniques such as point forecasting.
Экономикалық болжау
Макроэкономикалық болжам жасау – ЖІӨ және инфляция сияқты негізгі айнымалылар бойынша экономиканың жай-күйін болжау процесі болып табылады және көбінесе нақты болжам түрінде ұсынылады. Нақты болжамдардың бір кемшілігі – олар болжамның белгісіздігін көрсетпейді, ал мұндай жағдайда ықтималдық болжам жасау пайдалы болуы мүмкін. Көптеген болжаушылар өздерінің негізгі болжамдарынан өзгеше, мүмкін болатын әртүрлі нәтижелерге немесе сценарийлерге ықтималдықтарды қосады. Бұл ықтималдықтар негізгі болжамдармен байланысты тәуекелдерді кеңінен бағалауға мүмкіндік береді және негізгі айнымалылардың күтпеген немесе күрт өзгеруіне байланысты болады. Ықтималдық болжамның айқын мысалдары – болжаушылардан олардың негізгі болжамдарымен қатар, белгілі бір диапазон ішіндегі ықтималдық бағалауларын сұрайтын сауалнамалар. Сингапурдың Ақша-кредиттік органы (MAS) осындай ұйымдардың бірі болып табылады және төрт ай сайын жарияланатын MAS Профессионалды болжаушылар сауалнамасында ықтималдық болжамдарын ұсынады. Тағы бір мысал – Consensus Economics, макроэкономикалық сауалнамалар жүргізетін фирма, ол әр қаңтарда Consensus Forecasts, Asia Pacific Consensus Forecasts және Шығыс Еуропа Consensus Forecasts басылымдарында болжамдық ықтималдықтар туралы арнайы сауалнама жариялайды. Бұл тақырыпты зерттейтін фирмалардан басқа, ықтималдық болжамдар академиялық зерттеулердің де нысаны болып табылады. Бұл мәселе Энтони Гарратт, Кевин Ли, М. Хашем Песаран және Йончхоль Шиннің «Макроэкономикалық модельдеудегі болжамның белгісіздігі: Ұлыбритания экономикасына қолданылу» атты 2000 жылғы зерттеу жұмысында талқыланды. MAS 2015 жылдың қазан айында «Макроэкономикалық шолуда» макроэкономикадағы ықтималдық болжамдар туралы қысқаша шолу мақаласын жариялады.
Macroeconomic forecasting is the process of making predictions about the economy for key variables such as GDP and inflation, amongst others, and is generally presented as point forecasts. One of the problems with point forecasts is that they do not convey forecast uncertainties, and this is where the role of probability forecasting may be helpful. Most forecasters would attach probabilities to a range of alternative outcomes or scenarios outside of their central forecasts. These probabilities provide a broader assessment of the risk attached to their central forecasts and are influenced by unexpected or extreme shifts in key variables. Prominent examples of probability forecasting are those undertaken in surveys whereby forecasters are asked, in addition to their central forecasts, for their probability estimates within a specified range. The Monetary Authority of Singapore (MAS) is one such organisation which publishes probability forecasts in its quarterly MAS Survey of Professional Forecasters. Another is Consensus Economics, a macroeconomic survey firm, which publishes a special survey on forecast probabilities each January in its Consensus Forecasts, Asia Pacific Consensus Forecasts and Eastern Europe Consensus Forecasts publications. Besides survey firms covering this subject, probability forecasts are also a topic of academic research. This was discussed in a 2000 research paper by Anthony Garratt, Kevin Lee, M. Hashem Pesaran and Yongcheol Shin entitled 'Forecast Uncertainties in Macroeconometric Modelling: An Application to the UK Economy'. The MAS released an article on the topic in its Macroeconomic Review in October 2015 called A Brief Survey of Density Forecasting in Macroeconomics.
Энергияны болжау
Энергияны болжау саласындағы ықтималдық болжамдарға қазіге дейін жете тоқталып зерттелген жоқ. Дегенмен, жағдай өзгеріп келеді. 2012 жылғы «Жаһандық энергияны болжау конкурсы» (GEFCom) электр жүктемесі мен жел қуатын нақты болжауға бағытталған болса, 2014 жылғы нұсқасы электр жүктемесі, жел қуаты, күн қуаты және электр бағасын ықтималдықпен болжауға арналды. GEFCom2014 конкурсының баға бойынша ең жақсы нәтиже көрсеткен екі команда квантильдік регрессиялық ортақтастырудың (QRA) түрлерін қолданды. Бұл әдіс – бірнеше жеке болжау модельдерінің немесе сарапшылардың нақты болжамдарына квантильдік регрессияны қолдану арқылы нақты болжаудың қазіргі деңгейін пайдалануға мүмкіндік береді. Lumina Decision Systems компаниясы АҚШ Энергетика министрлігінің 2010 жылғы «Жылдық энергия перспективасы» (AEO) деректерін пайдаланып, келесі 25 жылға арналған энергия тұтынылуының ықтималдық болжамын жасады.
Probabilistic forecasts have not been investigated extensively to date in the context of energy forecasting. However, the situation is changing. While the Global Energy Forecasting Competition (GEFCom) in 2012 was on point forecasting of electric load and wind power, the 2014 edition aimed at probabilistic forecasting of electric load, wind power, solar power and electricity prices. The top two performing teams in the price track of GEFCom2014 used variants of Quantile Regression Averaging (QRA), a new technique which involves applying quantile regression to the point forecasts of a small number of individual forecasting models or experts, hence allows to leverage existing development of point forecasting. Lumina Decision Systems has created an example probabilistic forecast of energy usage for the next 25 years using the US Department of Energy's Annual Energy Outlook (AEO) 2010.
Халықты болжау
Ықтималдық болжамдары халықты болжау саласында да пайдаланылған.
Probability forecasts have also been used in the field of population forecasting.
Бағалау
Ықтималдық болжамды бағалау, детерминистік болжамды бағалаудан қиынрақ. Егер ансамбльдік тәсіл қолданылса, жекелеген ансамбль мүшелері бірінші кезекте біріктіріліп, ықтималдық таралымы түрінде көрсетілуі керек. Ықтималдық болжамдарды бағалау үшін үздіксіз рангталған ықтималдық көрсеткіші сияқты ықтималдық (тура) бағалау ережелері бар. Мұндай ережелердің бір мысалы – Бриер көрсеткіші.
Assessing probabilistic forecasts is more complex than assessing deterministic forecasts. If an ensemble based approach is being used, the individual ensemble members need first to be combined and expressed in terms of a probability distribution. There exist probabilistic (proper) scoring rules such as the continuous ranked probability score for evaluating probabilistic forecasts. One example of such a rule is the Brier score.