• شماره ركورد
    25230
  • شماره راهنما
    COM2 695
  • عنوان

    پيش‌بيني سري زماني چندمتغيره با استفاده از شبكه عصبي گرافي با تمركز بر ساخت خودكار گراف از داده‌ها

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي كامپيوتر - نرم افزار
  • دانشكده
    مهندسي كامپيوتر
  • تاريخ دفاع
    1404.06.30
  • صفحه شمار
    115 ص.
  • استاد راهنما
    دكتر زهرا زجاجي , دكتر حميدرضا برادران كاشاني
  • كليدواژه فارسي
    سري زماني‌ چند متغيره , شبكه عصبي گرافي , ، ساخت گراف
  • چكيده فارسي
    پيش‌بيني سري‌هاي زماني چندمتغيره به دليل توانايي در مدل‌سازي داده‌هاي پيچيده و وابستگي‌هاي متقابل ميان متغيرها، جايگاه ويژه‌اي در حوزه‌هاي مختلف پژوهشي و كاربردي دارد. اين نوع پيش‌بيني در زمينه‌هايي همچون مديريت تقاضا، تخصيص منابع و تحليل بازارهاي مالي نقش مهمي ايفا مي‌كند. در اين ميان، روش‌هاي پيش‌بيني سري زماني چندمتغيره مبتني بر گراف قابليت بالايي در مدل‌سازي وابستگي‌هاي پيچيده و غيرخطي ميان متغيرها دارند كه در كاربردهاي دنياي واقعي به وفور يافت ميشود. با اين حال، مدل‌سازي سري‌هاي زماني چندمتغيره با نوسانات بالا، به دليل پيچيدگي‌هاي ذاتي و وجود روابط درهم‌تنيده، چالش‌هاي خاصي را به همراه دارد. چنين داده‌هايي غالباً در حوزه‌هاي اقتصادي از جمله بازارهاي مالي و قيمت كالاها مشاهده مي‌شوند. شبكه‌هاي عصبي گرافي به عنوان رويكردي نوين براي مدل‌سازي وابستگي‌هاي مكاني ـ زماني در سري‌هاي زماني چندمتغيره معرفي شده‌اند، اما اين روش‌ها معمولاً با چالش‌هايي نظير بار محاسباتي سنگين و نياز به منابع پردازشي بالا روبه‌رو هستند. در اين پژوهش، دو معماري پيشنهادي تحت عناوين SGMTSP و AGMTSP ارائه شده‌است. معماري نخست بر پايه‌ي ساخت صريح گراف از طريق سنجش شباهت ميان سري‌هاي زماني طراحي شده و معماري دوم بر مبناي ساخت تلويحي گراف با بهره‌گيري از مكانيزم توجه، وابستگي‌ها را مدل‌سازي مي‌كند. در اين پژوهش تلاش شده تا معماري پيشنهادي بتواند سري‌هاي زماني چند متغيره با نوسانات را با دقت بالا مدل‌سازي كند، پيچيدگي محاسباتي را نسبت به مدل‌هاي موجود كاهش دهد و روشي تطبيقي براي ساخت گراف ارائه دهد. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه معماري‌هاي پيشنهادي توانسته‌اند در معيارهاي ارزيابي عملكرد، بهبود قابل توجهي نسبت به روش‌هاي مقايسه‌اي كسب كنند. در مجموعه داده بورس ايران، معماري SGMTSP با %8 و معماري AGMTSP با %4 در معيار ميانگين خطاي مربعات، بهبود نسبت به مدل هاي مشابه از خود نشان داده‌اند
  • كليدواژه لاتين
    : Multivariate time series , Graph neural network , Graph construction
  • عنوان لاتين
    Multivariate Time Series Forecasting Using Graph Neural Network with Focus on Automatic Graph Construction from Data
  • گروه آموزشي
    مهندسي نرم افزار
  • چكيده لاتين
    Multivariate time series forecasting holds a special position in various research an‎d applied domains due to its ability to model complex data an‎d interdependencies among variables. This type of forecasting plays a crucial role in areas such as deman‎d management, resource allocation, an‎d financial market analysis. Among these, graph-based methods for multivariate time series forecasting exhibit high capability in modeling complex an‎d nonlinear dependencies among variables, which are abundantly found in real-world applications. However, modeling multivariate time series with high volatility poses specific challenges due to inherent complexities an‎d intertwined relationships. Such data are often observed in economic domains, including financial markets an‎d commodity prices. Graph neural networks have been introduced as a novel approach for modeling spatio-temporal dependencies in multivariate time series, but these methods typically face challenges such as heavy computational load an‎d high processing resource requirements. In this research, two proposed architectures titled SGMTSP an‎d AGMTSP are presented. The first architecture is designed based on explicit graph construction through measuring similarity among time series, while the second architecture models dependencies based on implicit graph construction utilizing an attention mechanism. In this research, efforts have been made to ensure that the proposed architectures can model multivariate time series with volatility at high accuracy, reduce computational complexity compared to existing models, an‎d provide an adaptive method for graph construction. The obtained results indicate that the proposed architectures have achieved significant improvements in performance eva‎luation metrics compared to comparative methods. In the Iranian stock market dataset, the SGMTSP architecture with 8% an‎d the AGMTSP architecture with 4% have shown improvements in the mean squared error metric compared to similar models.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    148939
  • نويسنده

    ملكيان، فريد