D Hoai Phong , P Hoang Truc Linh , Chau Ngoc Tho , L Dai Nghiep , T Bach Mai and Vo Van Tai *

* Corresponding author (vvtai@ctu.edu.vn)

Abstract

This study develops a time series model based on improvements in the input data for a machine learning model. First, the original series is partitioned into clusters with an appropriate number, and the elements within each cluster are automatically determined according to the variability of the series. The results are then used to establish fuzzy relationships between each element and the clusters, from which fuzzy rules for the series are constructed. The fuzzified series is subsequently employed as input data for applying the support vector regression model. By integrating these enhancements, a new forecasting model has been built. Applied to the stock data of Hau Giang Pharmaceutical Joint Stock Company, the proposed model produced superior results, outperforming several other models, including both machine learning and statistical approaches.

Keywords: Cluster analysis, forecasting model, interpolated data, stock, time series

Tóm tắt

Mô hình chuỗi thời gian được xây dựng trong nghiên cứu dựa trên sự cải tiến dữ liệu đầu vào cho một mô hình học máy. Đầu tiên, chuỗi nguồn được chia thành các chùm với một số lượng thích hợp và những phần tử trong mỗi chùm được xác định một cách tự động căn cứ vào mức độ biến động của chuỗi. Kết quả này sau đó được sử dụng để xây dựng các mối quan hệ mờ giữa mỗi phần tử và các chùm để từ đó xây dựng nguyên tắc mờ hóa chuỗi. Chuỗi mờ hóa này sau đó được sử dụng làm dữ liệu đầu vào để áp dụng mô hình hồi quy vector hỗ trợ. Kết hợp những cải tiến này, một mô hình dự báo mới đã được xây dựng. Áp dụng trên cổ phiếu Công ty Cổ phần Dược Hậu Giang, mô hình đề nghị đã cho kết quả tốt, vượt qua nhiều mô hình khác, bao gồm các mô hình học máy và thống kê.

Từ khóa: Chuỗi thời gian, cổ phiếu, dữ liệu được mờ hóa, mô hình dự báo, phân tích chùm

Article Details

References

Abbasov, A. M., & Mamedova, M. H. (2003). Application of fuzzy time series to population forecasting. Vienna University of Technology, 12, 545-552. https://doi.org/10.1080/18756891.2013.808426

Alyousifi, Y., Othman, M., Husin, A., & Rathnayake, U. (2021). A new hybrid fuzzy time series model with an application to predict PM10 concentration. Ecotoxicology and Environmental Safety, 227, 112875.
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112875

Cai, Q., Zhang, D., Zheng, W., & Leung, S. C. (2015). A new fuzzy time series forecasting model combined with ant colony optimization and auto-regression. Knowledge-Based Systems, 74, 61-68. https://doi.org/10.1016/j.knosys.2014.11.003

Couronne, R., Probst, P., & Boulesteix, A. L. (2018). Random forest versus logistic regression: a large-scale benchmark experiment. BMC bioinformatics, 19(1), 270.
https://doi.org/10.1186/s12859‑018‑2264‑5

De Lima Silva, P. C., Sadaei, H. J., Ballini, R., & Guimarães, F. G. (2019). Probabilistic forecasting with fuzzy time series. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 28(8), 1771-1784.
https://doi.org/10.1109/TFUZZ.2019.2922152

Henderi, H., Wahyuningsih, T., & Rahwanto, E. (2021). Comparison of Min-Max normalization and Z-Score Normalization in the K-nearest neighbor (kNN) Algorithm to Test the Accuracy of Types of Breast Cancer. International Journal of Informatics and Information Systems, 4(1), 13-20.
https://doi.org/10.47738/ijiis.v4i1.73

Muti, S., & Yıldız, K. (2023). Using linear regression for used car price prediction. International Journal of Computational and Experimental Science and Engineering, 9(1), 11-16.
https://doi.org/10.22399/ijcesen.1070505

Neto, E. D. A. L., & De Carvalho, F. D. A. (2008). Centre and range method for fitting a linear regression model to symbolic interval data. Computational Statistics & Data Analysis, 52(3), 1500-1515.
https://doi.org/10.1016/j.csda.2007.04.014

Nguyen, L. H., & Vo, T. V. (2023). A new fuzzy time series forecasting model based on clustering technique and normal fuzzy function. Knowledge and Information Systems, 65(8), 3489-3509.
https://doi.org/10.1007/s10115‑023‑01875‑w

Ospina, R., Gondim, J. A., Leiva, V., & Castro, C. (2023). An overview of forecast analysis with ARIMA models during the COVID-19 pandemic: Methodology and case study in Brazil. Mathematics, 11(14), 3069.
https://doi.org/10.3390/math11143069

Pant, M., & Kumar, S. (2022). Particle swarm optimization and intuitionistic fuzzy set-based novel method for fuzzy time series forecasting. Granular Computing, 7(2), 285-303.
https://doi.org/10.1007/s41066-021-00265-3

Pham, D. T., Nguyen, D. T. H., & Vo, T. V. (2022). Improving the ANFIS forecating model for time series based on the fuzzy cluster analysis algorithm. International Journal of Fuzzy System Applications (IJFSA), 11(1), 1-20.
https://doi.org/10.4018/IJFSA.313602

Pham, D. T., & Vo, T. V. (2023). The fuzzy cluster analysis for interval value using genetic algorithm and its application in image recognition. Computational Statistics, 38(1), 25-51.
https://doi.org/10.1007/s00180-022-01215-6

Rodriguez-Perez, R., & Bajorath, J. (2022). Evolution of support vector machine and regression modeling in chemoinformatics and drug discovery. Journal of Computer-Aided Molecular Design, 36(5), 355-362.
https://doi.org/10.1007/s10822‑022‑00442‑9

Seto, H., Oyama, A., Kitora, S., Toki, H., Yamamoto, R., Kotoku, J. I., & Moriyama, T. (2022). Gradient boosting decision tree becomes more reliable than logistic regression in predicting probability for diabetes with big data. Scientific reports, 12(1), 15889.
https://doi.org/10.1038/s41598-022-20149-z

Sulandari, W., Subanar, S., Lee, M. H., & Rodrigues, P. C. (2020). Time series forecasting using singular spectrum analysis, fuzzy systems and neural networks. MethodsX, 7, 101015.
https://doi.org/10.1016/j.mex.2020.101015

Tinh, N. V. (2020). Enhanced forecasting accuracy of fuzzy time series model based on combined fuzzy C-mean clustering with particle swarm optimization. International Journal of Computational Intelligence and Applications, 19(2), 2050017.
https://doi.org/10.1142/S1469026820500170

Vo, V., T. (2019). An improved fuzzy time series forecasting model using variations of data. Fuzzy Optimization and Decision Making, 18, 151-173.
https://doi.org/10.1007/s10700-018-9290-7

Vo, V. T., & Le, T. T. T. (2022). A fuzzy time series model based on improved fuzzy function and cluster analysis problem. Communications in Mathematics and Statistics, 10(1), 51-66.
https://doi.org/10.1007/s40304-019-0