Aplicação de redes neurais recorrentes para previsão de séries temporais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Carvalho, Daniella Lima de
Orientador(a): Barbosa, Paulo Eduardo e Silva
Banca de defesa: Dantas, Kézia de Vasconcelos, Pires, Carlos Eduardo Santos
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual da Paraíba
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação Profissional em Ciência e Tecnologia em Saúde - PPGCTS
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.uepb.edu.br/handle/123456789/72903
Resumo: Time series forecasting is a topic that has become increasingly popular in recent decades, thanks to its diverse applications in various areas of knowledge and the constant growth in the amount of data that is produced every second by an infinity of devices around the world. There is a wide range of forecasting methods, each with specific properties that must be considered when choosing a suitable method for each application scenario. In recent years, machine learning models have gained prominence and established themselves as serious competitors to classical statistical models, especially recurrent neural networks, which have a kind of memory capable of retaining past information and using it to predict future values. This work proposes to investigate the performance of recurrent neural models against more traditional approaches in time series modeling in two different application scenarios, based on forecast accuracy metrics. The first scenario investigated the effectiveness of these models in approximating the results obtained in computing heart rate variability indices through data coming from photoplethysmography sensors to those achieved by electrocardiogram sensors. In a second application scenario, the performance of these models was evaluated in forecasting the volume of calls received by the call center of an electricity distribution company. In both scenarios, the performance of recurrent neural models was superior to statistical models, indicating that they can be an appropriate choice for time series forecasting in several areas.
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In recent years, machine learning models have gained prominence and established themselves as serious competitors to classical statistical models, especially recurrent neural networks, which have a kind of memory capable of retaining past information and using it to predict future values. This work proposes to investigate the performance of recurrent neural models against more traditional approaches in time series modeling in two different application scenarios, based on forecast accuracy metrics. The first scenario investigated the effectiveness of these models in approximating the results obtained in computing heart rate variability indices through data coming from photoplethysmography sensors to those achieved by electrocardiogram sensors. In a second application scenario, the performance of these models was evaluated in forecasting the volume of calls received by the call center of an electricity distribution company. In both scenarios, the performance of recurrent neural models was superior to statistical models, indicating that they can be an appropriate choice for time series forecasting in several areas.A previsão de séries temporais é um tema que tem se tornado cada vez mais popular nas últimas décadas, graças às suas diversas aplicações em várias áreas do conhecimento e ao crescimento constante da quantidade de dados que é produzida a cada fração de segundo por uma infinidade de dispositivos ao redor do mundo. Existe uma ampla gama de métodos de previsão, cada um com propriedades específicas que devem ser consideradas na escolha de um método adequado para cada cenário de aplicação. Nos últimos anos, os modelos de aprendizado de máquina vêm ganhando destaque e se estabelecendo como sérios concorrentes aos modelos estatísticos clássicos, com destaque para as redes neurais recorrentes, que possuem uma espécie de memória, capaz de reter informações passadas e utilizá-las para prever valores futuros. Este trabalho propõe-se a investigar o desempenho de modelos neurais recorrentes frente a abordagens mais tradicionais na modelagem de séries temporais em dois cenários de aplicação que utilizam dados reais, com base em métricas de precisão da previsão. No primeiro cenário, investigou-se a efetividade desses modelos em aproximar os resultados obtidos na computação de índices de variabilidade de frequência cardíaca por meio de dados advindos de sensores de fotopletismografia àqueles alcançados por sensores de eletrocardiograma. Em um segundo cenário de aplicação, o desempenho desses modelos foi avaliado na previsão do volume de chamadas de emergência recebidas pelo serviço de atendimento ao consumidor de uma distribuidora de energia elétrica. Em ambos os cenários, o desempenho dos modelos neurais recorrentes foi superior aos modelos estatísticos, indicando que eles podem ser uma escolha apropriada para a previsão de séries temporais em diversas áreas.application/pdfUniversidade Estadual da ParaíbaPrograma de Pós-Graduação Profissional em Ciência e Tecnologia em Saúde - PPGCTSUEPBBRPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPTime SeriesForecastingMachine LearningRecurrent Neural NetworksCIENCIAS DA SAUDEAprendizado de máquinaRedes Neurais RecorrentesPrevisãoSérie TemporalAplicação de redes neurais recorrentes para previsão de séries temporaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisDantas, Kézia de VasconcelosPires, Carlos Eduardo SantosBarbosa, Paulo Eduardo e SilvaCarvalho, Daniella Lima deinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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