時(shí)間序列數(shù)據(jù)是用于不同行業(yè)（從營(yíng)銷和金融到教育、醫(yī)療和機(jī)器人）未來(lái)決策和戰(zhàn)略規(guī)劃的重要信息來(lái)源。在過(guò)去的幾十年里，基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的預(yù)測(cè)已經(jīng)成為私營(yíng)和公共部門(mén)常用的工具。
目前，基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的時(shí)間序列預(yù)測(cè)的資源和教程一般分為兩類：針對(duì)特定預(yù)測(cè)場(chǎng)景的代碼演示，沒(méi)有概念上的細(xì)節(jié)；對(duì)預(yù)測(cè)背后的理論和數(shù)學(xué)公式的學(xué)術(shù)性解釋。這兩種方法都非常有助于學(xué)習(xí)，如果對(duì)理解理論假設(shè)背后的數(shù)學(xué)知識(shí)有興趣，強(qiáng)烈推薦使用這些資源。
為了解決實(shí)際的業(yè)務(wù)問(wèn)題，有一個(gè)系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)良好的預(yù)測(cè)框架是必不可少的，數(shù)據(jù)科學(xué)家可以使用它作為參考，并應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)科學(xué)場(chǎng)景。這本實(shí)踐性的書(shū)就是這樣做的，它旨在通過(guò)一個(gè)實(shí)用的模型開(kāi)發(fā)框架的核心步驟來(lái)引導(dǎo)讀者構(gòu)建、訓(xùn)練、評(píng)估和部署時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型。
本書(shū)的部分（第1章和第2章）專門(mén)介紹時(shí)間序列的概念，包括時(shí)間序列的表示、建模和預(yù)測(cè)的基本方面。
第二部分（第3章到第6章）深入研究預(yù)測(cè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的自回歸和自動(dòng)方法，如移動(dòng)平均、差分自回歸移動(dòng)平均和時(shí)間序列數(shù)據(jù)的自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)。然后介紹基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)，重點(diǎn)介紹循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）等概念以及不同RNN單元的比較。后，將指導(dǎo)讀者完成在Azure上進(jìn)行模型部署和操作的重要的步驟。
使用各種開(kāi)源Python包和Azure，書(shū)中通過(guò)示例展示了如何將時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于真實(shí)世界的數(shù)據(jù)科學(xué)場(chǎng)景。有了這些指導(dǎo)方針，讀者應(yīng)該可以在日常工作中處理時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并選擇正確的工具來(lái)分析時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
本書(shū)主要內(nèi)容
本書(shū)對(duì)基于機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)的核心概念、術(shù)語(yǔ)、方法和應(yīng)用進(jìn)行了全面的介紹，了解這些基礎(chǔ)知識(shí)可以設(shè)計(jì)更靈活、更成功的時(shí)間序列應(yīng)用。
本書(shū)包括下列各章：
第1章：時(shí)間序列預(yù)測(cè)概述　本章專門(mén)介紹時(shí)間序列的概念，包括時(shí)間序列的表示、建模和預(yù)測(cè)的基本方面，例如時(shí)間序列分析和時(shí)間序列預(yù)測(cè)的監(jiān)督學(xué)習(xí)。
我們還將了解用于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的不同Python庫(kù)，以及pandas、statsmodels和scikit-learn之類的庫(kù)是如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、時(shí)間序列建模和機(jī)器學(xué)習(xí)的。
后，給出有關(guān)設(shè)置用于時(shí)間序列預(yù)測(cè)的Python環(huán)境的一般建議。
第2章：如何在云上設(shè)計(jì)一個(gè)端到端的時(shí)間序列預(yù)測(cè)解決方案　本章旨在通過(guò)介紹時(shí)間序列預(yù)測(cè)模板和現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)科學(xué)場(chǎng)景，從實(shí)踐和業(yè)務(wù)角度為時(shí)間序列預(yù)測(cè)提供端到端的系統(tǒng)指南，本書(shū)中將使用它們來(lái)展示時(shí)間序列的一些概念、步驟和技術(shù)。
第3章：時(shí)間序列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備　在本章中，將引導(dǎo)讀者完成為預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)備時(shí)間序列數(shù)據(jù)的重要步驟。良好的時(shí)間序列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可以產(chǎn)生干凈且經(jīng)過(guò)精心整理的數(shù)據(jù)，有助于進(jìn)行更實(shí)用、更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
Python是一種在處理數(shù)據(jù)方面功能非常強(qiáng)大的編程語(yǔ)言，它提供了一系列用于處理時(shí)間序列數(shù)據(jù)的庫(kù)，并且對(duì)時(shí)間序列分析提供了出色的支持，這些庫(kù)包括SciPy、NumPy、Matplotlib、pandas、statsmodels和scikit-learn等。
本章還將介紹如何對(duì)時(shí)間序列數(shù)據(jù)執(zhí)行特征工程，要牢記兩個(gè)目標(biāo)：準(zhǔn)備與機(jī)器學(xué)習(xí)算法要求相符的正確輸入數(shù)據(jù)集，并改善機(jī)器學(xué)習(xí)模型的性能。
第4章：時(shí)間序列預(yù)測(cè)的自回歸和自動(dòng)方法　在本章中，將探索一些用于時(shí)間序列預(yù)測(cè)的自回歸方法，它們可以用來(lái)測(cè)試預(yù)測(cè)問(wèn)題。每節(jié)提供一個(gè)方法，從一個(gè)有效的代碼示例入手，并展示了在哪里可以找到有關(guān)該方法的更多信息。
本章還將介紹用于時(shí)間序列預(yù)測(cè)的自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)，以及如何用這種方法完成模型選擇和超參數(shù)調(diào)整任務(wù)。
第5章：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)　在本章中，將討論數(shù)據(jù)科學(xué)家在構(gòu)建時(shí)間序列預(yù)測(cè)解決方案時(shí)想要考慮深度學(xué)習(xí)的一些實(shí)際原因。然后介紹循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并展示如何將幾種類型的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于時(shí)間序列預(yù)測(cè)。
第6章：時(shí)間序列預(yù)測(cè)的模型部署　在后一章中，介紹適用于Python的Azure機(jī)器學(xué)習(xí)SDK，以構(gòu)建和運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)工作流。本章將概述SDK中的一些重要的類，以及如何使用它們?cè)贏zure上構(gòu)建、訓(xùn)練和部署機(jī)器學(xué)習(xí)模型。
通過(guò)部署機(jī)器學(xué)習(xí)模型，企業(yè)可以充分利用所構(gòu)建的預(yù)測(cè)和智能模型，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的人工智能驅(qū)動(dòng)型企業(yè)。
后，展示了如何在Azure上構(gòu)建端到端的數(shù)據(jù)管道體系結(jié)構(gòu)，并提供不同時(shí)間序列預(yù)測(cè)解決方案的通用化部署代碼。
配套下載文件
本書(shū)提供了使用Python及其技術(shù)庫(kù)的大量示例代碼和教程，讀者可以利用它們學(xué)習(xí)如何解決現(xiàn)實(shí)中的時(shí)間序列問(wèn)題。
當(dāng)學(xué)習(xí)本書(shū)中的示例時(shí)，需要用到的項(xiàng)目文件可以從aka.ms/ML4TSFwithPython下載。
每個(gè)文件都包含示例Notebooks和數(shù)據(jù)，可以使用它們來(lái)驗(yàn)證知識(shí)、實(shí)踐技術(shù)以及構(gòu)建自己的時(shí)間序列預(yù)測(cè)解決方案。