دوره آموزشی پایتون برای پیش‌بینی سری‌های زمانی

دوره آموزشی پایتون برای پیش‌بینی سری‌های زمانی

4 ساعت 20 دقیقهمتوسط2025-07-17

مدرسین

Jesus Lopez

Jesus Lopez

جزئیات دوره

اگه با داده‌هایی سر و کار داری که به ترتیب زمان ثبت شدن—مثل فروش ماهانه، قیمت انرژی، یا آمارهای اقتصادی—این دوره مخصوص خودته! توی این آموزش، به‌صورت کاملاً عملی و پروژه‌محور یاد می‌گیری چطور سری‌های زمانی (Time Series) رو با پایتون تحلیل و پیش‌بینی کنی.

با استفاده از دیتاست‌های واقعی از منابعی مثل EIA (اداره اطلاعات انرژی آمریکا) و FRED (داده‌های اقتصادی فدرال رزرو)، قدم به قدم جلو می‌ریم:

از لود و پاکسازی داده‌ها شروع می‌کنیم

الگوهای فصلی و روندها رو بررسی می‌کنیم

با استفاده از Plotly نمودارهای تعاملی می‌کشیم

و بعد سراغ مدل‌های معروف پیش‌بینی می‌ریم مثل:

ARIMA

SARIMA

Exponential Smoothing

Prophet (ساخته‌ی فیسبوک)

یاد می‌گیری چطور دقت مدل‌ها رو با خطای پیش‌بینی و اعتبارسنجی گام‌به‌گام (Walk-Forward Validation) بررسی کنی. دوره داخل محیط GitHub Codespaces اجرا می‌شه، پس همه چی آماده‌ست که همون لحظه کد بزنی و روی داده‌های واقعی تمرین کنی!

فرقی نمی‌کنه روی داده‌های فروش کار می‌کنی یا انرژی یا مالی—در آخر دوره، می‌تونی مدل‌هایی بسازی که دقیق، قابل تفسیر و مفید برای تصمیم‌گیری واقعی باشن.

🎯 اهداف یادگیری:
بارگذاری، پاک‌سازی و آماده‌سازی داده‌های سری زمانی در پایتون
تحلیل روند و فصل‌ها (Trend & Seasonality) در داده
رسم نمودارهای تعاملی با استفاده از Plotly
ساخت مدل‌های پیش‌بینی با ARIMA، SARIMA، Prophet و غیره
مقایسه و ارزیابی مدل‌ها با استفاده از معیارهای خطا
اجرای walk-forward validation برای اعتبارسنجی واقعی
پیاده‌سازی روی داده‌های واقعی در محیط GitHub Codespaces
توانایی ساخت مدل‌هایی قابل استفاده در دنیای واقعی برای تحلیل فروش، انرژی، اقتصاد و بیشتر

مهارت ها

PythonData AnalysisProgramming LanguagesData ScienceBusiness Analysis and StrategyBusiness Software and ToolsOpen SourceSoftware DevelopmentOne-Off

سرفصل ها

مقدمه

  • چرا پایتون کاربردی را برای پیش‌بینی سری‌های زمانی یاد بگیریم؟
  • نحوه استفاده از Codespaces

مبانی - بارگذاری و پیش‌پردازش فایل‌های داده سری زمانی

  • جستجو و دانلود داده‌های اقتصادی فدرال رزرو
  • بارگذاری CSV و تنظیم dtype به عنوان datetime
  • اجزای Datetime در ستون‌های مختلف
  • چرا ستون datetime را به عنوان اندیس تنظیم کنیم؟
  • بارگذاری و پیش‌پردازش داده‌ها از اکسل

داده‌های سری زمانی را مصورسازی کنید

  • روش‌های مصورسازی داده‌ها با پایتون
  • کتابخانه‌های پایتون برای مصورسازی داده‌ها
  • Plotly را به عنوان backend پانداس برای رسم نمودار تنظیم کنید
  • سفارشی‌سازی قالب پیش‌فرض Plotly
  • نحوه تفسیر انواع مختلف طرح
  • ترفندهایی برای مصورسازی چندین سری زمانی به طور همزمان

تجزیه سری‌های زمانی

  • تجزیه انرژی خورشیدی کالیفرنیا با استفاده از داده‌های EIA
  • پیش‌پردازش داده‌ها برای تجزیه‌و‌تحلیل دقیق
  • تجزیه فصلی با Statsmodels
  • تفسیر مدل‌های تجزیه - جمع‌پذیر در مقابل ضرب‌پذیر
  • ساخت DataFrame از کامپوننت‌ها
  • مقایسه مدل‌ها با استفاده از تجسم تعاملی Plotly

تکلیف ۱

  • دانلود داده‌های انرژی ایالات متحده با استفاده از پایتون به همراه EIA API
  • پیکربندی یک دفترچه یادداشت الگو بر اساس مجموعه داده‌های جدید
  • نحوه تعیین قانون تجمیع و دوره‌ها
  • استفاده از کمک خلبان برای تفسیر گزارش تصویری با هوش مصنوعی

مدل‌سازی سری‌های زمانی برای پیش‌بینی - مدل‌های پایه

  • شهود پشت مدل‌های پیش‌بینی
  • ساخت DataFrame برای جمع‌آوری مقادیر پیش‌بینی‌شده آینده
  • روش میانگین متحرک
  • روش ساده و فصلی

میانگین متحرک خودرگرسیو یکپارچه (ARIMA)

  • مقدمه‌ای بر توسعه مدل‌های ARIMA
  • برازش مدل معادله ریاضی
  • چگونه ARIMA با پارامترهای P، D و Q تغییر می‌کند
  • تفاضل‌گیری برای دستیابی به ایستایی
  • ACF و PACF
  • زمین بازی برای امتحان کردن پیکربندی‌های مختلف
  • تشخیص برای اعتبارسنجی فرضیات
  • خلاصه - مراحل مهمی که باید در مدل‌سازی ARIMA در نظر گرفته شوند

میانگین متحرک خودرگرسیو فصلی یکپارچه (SARIMA)

  • معرفی ترتیب فصلی با مدل SARIMA
  • برازش مدل و پیش‌بینی
  • تشخیص برای اعتبارسنجی فرضیات
  • خلاصه - از ARIMA تا SARIMA

ایستایی داده‌ها

  • ایستایی در یک سری زمانی چگونه به نظر می‌رسد؟
  • تبدیل لاگ برای دستیابی به ایستایی داده‌ها
  • تبدیل معکوس لگاریتمی روی داده‌های پیش‌بینی‌شده
  • تبدیل داده‌ها برای دستیابی به ایستایی

معیارهای سنجش عملکرد مدل

  • چرا از معیاری استفاده‌کنیم که باقیمانده‌های یک مدل را تجمیع می‌کند؟
  • معیارهای خطا و مراحل محاسبه
  • تفسیر معیارها در اصطلاحات تجاری

تکلیف ۲

  • پیکربندی یک دفترچه یادداشت الگو بر اساس مجموعه داده‌های جدید

مدل‌های هموارسازی نمایی

  • SARIMA در مقابل هموارسازی نمایی
  • برازش مدل و پیش‌بینی
  • درک پیکربندی‌های مدل بر اساس زمین بازی
  • تشخیص برای اعتبارسنجی فرضیات و اطلاع‌رسانی در مورد انتخاب مدل

الگوسازی پیامبر

  • مقدمه‌ای بر Prophet - یک مدل سری زمانی نیمه خودکار
  • برازش مدل گام به گام
  • داده‌های تعطیلات را به مدل وارد کنید
  • پیش‌پردازش داده‌ها برای پیش‌بینی و تجسم مقادیر
  • پارامترهای فصلی را در Prophet پیکربندی کنید
  • چگونه با مدل‌های قوی، تشخیص‌ها را تفسیر کنیم

ارزیابی و مقایسه مدل‌های سری زمانی - آموزش، تست، تقسیم

  • چرا در طول برازش مدل، روی داده‌های دیده نشده آزمایش انجام‌دهیم ?
  • تقسیم آموزش-آزمون برای یک مدل
  • ارزیابی چندین مدل به طور همزمان

تکلیف ۳

  • پیکربندی یک دفترچه یادداشت الگو بر اساس مجموعه داده‌های جدید

اعتبارسنجی گام به گام

  • اعتبارسنجی گام به گام به عنوان یک انتخاب واقع‌بینانه‌تر
  • یک آزمایش گام به جلو با چندین مدل اجرا کنید
  • TimeSeriesSplit چگونه برای تولید مجموعه‌های walk-forward کار می‌کند؟

نتیجه‌گیری

  • مراحل بعدی
۱۰۰,۰۰۰ تومان