롤링 윈도우란?

R로 시계열 데이터 다루기

Harrison Brown

Graduate Researcher in Geography

윈도우

  • 윈도우는 제한된 관측 구간입니다

시간대 윈도우와 컴퓨터 모니터 스크롤 바의 유사성을 보여주는 개념도.

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윈도우

원자료:

전반적으로 상승 추세를 보이는 FTSE 시계열 플롯.

윈도우:

FTSE 데이터셋 기반 시계열 윈도우 플롯. 윈도우는 1992~1993 구간으로, 전체 데이터(1991~1999)의 더 작은 부분집합이다.

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전역 요약 통계

mean(ftse)
[1] 3565.643
autoplot(ftse) + 
  geom_hline(
    yintercept = mean(ftse)
  ) + 
  ...

전역 평균:

FTSE 시계열 플롯에 높이 약 3,500의 파란 점선 수평선이 추가됨. 이 파란선은 데이터셋의 전역(전체) 평균을 나타낸다.

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롤링 윈도우

  • 시간이 지남에 따라 통계가 어떻게 변하는지 측정

FTSE 시계열 플롯.

  • 원자료 위에 빨간색으로 롤링 평균 표시

FTSE 시계열 위에 빨간선으로 롤링 평균을 오버레이한 플롯. 롤링 평균은 원 시계열을 밀접히 따르며 전반적으로 상승 추세를 보인다.

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zoo로 롤링 계산

  • zoo::rollmean()
  • zoo::rollsum()
  • zoo::rollmax()
rollmean(ftse,
         k = 30,
         align = 'right',
         fill = NA)
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윈도우 인수

ftse_rm_right <-
  rollmean(ftse,
           k = 7,
           align = "right",
           fill = NA)
  • k: 윈도우 크기
  • align: 윈도우 정렬
  • fill: 윈도우 밖 채움값
ftse_rm_right
[1]    NA
[2]    NA
[3]    NA
[4]    NA
[5]    NA          
[6]    NA
[7]    2465.971
[8]    2475.229
[9]    2482.414
...
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NA 값

ftse_rm_right
 [1]    NA
 [2]    NA
 [3]    NA
 [4]    NA
 [5]    NA          
 [6]    NA
 [7]    2465.971
 [8]    2475.229
 [9]    2482.414
...
sum(is.na(ftse_rm_right))
[1] 6
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윈도우 정렬

정렬:

  • 오른쪽 정렬
data_rm <- rollmean(
  data,
  k = 7,
  fill = NA,
  align = "right"
)

오른쪽 정렬된 윈도우를 오버레이한 시계열 플롯. 윈도우 정렬 인수가 롤링 결과가 원자료와 어떻게 위치 관계를 갖는지 보여준다. 이 경우 오른쪽 정렬은 결과를 해당 윈도우의 오른쪽에 둔다.

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윈도우 정렬

정렬:

  • 왼쪽 정렬
data_rm <- rollmean(
  data,
  k = 7,
  fill = NA,
  align = "left"
)

왼쪽 정렬된 윈도우를 오버레이한 시계열 플롯. 윈도우 정렬 인수가 롤링 결과가 원자료와 어떻게 위치 관계를 갖는지 보여준다. 이 경우 왼쪽 정렬은 결과를 해당 윈도우의 왼쪽에 둔다.

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윈도우 정렬

정렬:

  • 가운데 정렬
data_rm <- rollmean(
  data,
  k = 7,
  fill = NA,
  align = "center"
)

가운데 정렬된 윈도우를 오버레이한 시계열 플롯. 윈도우 정렬 인수가 롤링 결과가 원자료와 어떻게 위치 관계를 갖는지 보여준다. 이 경우 가운데 정렬은 결과를 해당 윈도우의 중앙에 둔다.

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연습해 봅시다!

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