النمذجة التنبؤية

تستخدم النماذج التنبؤية الإحصاءات للتنبؤ بالنتائج . [ 1 ] غالبًا ما يكون الحدث المراد التنبؤ به في المستقبل، ولكن يمكن تطبيق النماذج التنبؤية على أي نوع من الأحداث غير المعروفة، بغض النظر عن وقت وقوعها. على سبيل المثال، تُستخدم النماذج التنبؤية غالبًا للكشف عن الجرائم وتحديد المشتبه بهم، بعد وقوع الجريمة. [ 2 ]

يمكن أن تأتي مخرجات النماذج التنبؤية بأشكال متعددة، مثل الاحتمالية المقدرة لوقوع حدث معين (مثل الانحدار الثنائي )، أو متغير استجابة قياسي (مثل الانحدار الخطي ). غالبًا ما يُشار إلى استخدام النمذجة التنبؤية في صنع القرار التجاري باسم التحليلات التنبؤية .

كثيراً ما يُقارن النمذجة التنبؤية بالنمذجة السببية . ففي الأولى، قد يكتفي الباحث باستخدام مؤشرات أو بدائل للنتيجة المرجوة. أما في الثانية، فيسعى الباحث إلى تحديد علاقات السبب والنتيجة الحقيقية. وقد أدى هذا التمييز إلى ظهور أدبيات متنامية في مجالي مناهج البحث والإحصاء، وإلى المقولة الشائعة بأن " الارتباط لا يعني السببية ".

بحسب التعريفات، يُعتبر النمذجة التنبؤية مرادفًا لمجال التعلّم الآلي ، أو متداخلًا معه إلى حد كبير، كما هو شائع في الأوساط الأكاديمية والبحثية والتطويرية. وقد أصبح هذا المجال المتنامي أكثر سهولةً بفضل زيادة القدرة الحاسوبية وظهور بنى بيانات جديدة تُتيح تقنيات تدريب نماذج أكثر كفاءة (انظر: الانتباه هو كل ما تحتاجه ).

مع استمرار نمو قوة وتعقيد النمذجة التنبؤية، أصبحت العدالة في النماذج التنبؤية مجالًا متناميًا للدراسة [ 3 ] ، لا سيما بالنظر إلى تطبيقات النمذجة التنبؤية في مجالات مثل الرعاية الصحية والتأمين والإقراض.

نماذج

يمكن استخدام أي نموذج إحصائي تقريبًا لأغراض التنبؤ. وبشكل عام، توجد فئتان من نماذج التنبؤ: النماذج البارامترية والنماذج غير البارامترية . أما الفئة الثالثة، وهي النماذج شبه البارامترية ، فتتضمن خصائص كلتا الفئتين. تفترض النماذج البارامترية "افتراضات محددة فيما يتعلق بواحد أو أكثر من معلمات المجتمع التي تميز التوزيع (التوزيعات) الأساسية". [ 4 ] أما النماذج غير البارامترية "فعادةً ما تتضمن افتراضات أقل حول البنية والشكل التوزيعي [مقارنةً بالنماذج البارامترية]، ولكنها عادةً ما تحتوي على افتراضات قوية حول الاستقلالية". [ 5 ]

التطبيقات

علم الآثار

تستند النمذجة التنبؤية في علم الآثار إلى أعمال غوردون ويلي في منتصف خمسينيات القرن الماضي في وادي فيرو في بيرو. [ 6 ] أُجريت مسوحات شاملة ومكثفة، ثم حُددت العلاقة بين البقايا الثقافية والمعالم الطبيعية كالانحدار والغطاء النباتي. أدى تطوير الأساليب الكمية وتوفر البيانات القابلة للتطبيق إلى نمو هذا التخصص في ستينيات القرن الماضي، وبحلول أواخر ثمانينياته، أحرزت جهات إدارة الأراضي الكبرى في جميع أنحاء العالم تقدمًا ملحوظًا.

بشكل عام، يهدف النمذجة التنبؤية في علم الآثار إلى إيجاد علاقات سببية أو ارتباطية ذات دلالة إحصائية بين المؤشرات الطبيعية، مثل أنواع التربة والارتفاع والانحدار والغطاء النباتي والقرب من المياه والجيولوجيا والجيومورفولوجيا، ووجود المعالم الأثرية. ومن خلال تحليل هذه الخصائص الكمية في الأراضي التي خضعت للمسح الأثري، يمكن أحيانًا التنبؤ بـ"الحساسية الأثرية" للمناطق غير الممسوحة استنادًا إلى المؤشرات الطبيعية الموجودة فيها. وقد نجحت جهات إدارة الأراضي الكبيرة في الولايات المتحدة، مثل مكتب إدارة الأراضي (BLM) ووزارة الدفاع (DOD) [ 7 ] [ 8 ] والعديد من هيئات الطرق السريعة والمتنزهات، في تطبيق هذه الاستراتيجية. وباستخدام النمذجة التنبؤية في خطط إدارة الموارد الثقافية، يصبح بإمكانهم اتخاذ قرارات أكثر استنارة عند التخطيط للأنشطة التي قد تتطلب إحداث اضطراب في التربة، وبالتالي التأثير على المواقع الأثرية.

إدارة علاقات العملاء

يُستخدم النمذجة التنبؤية على نطاق واسع في إدارة علاقات العملاء التحليلية واستخراج البيانات لإنتاج نماذج على مستوى العميل تصف احتمالية قيام العميل بإجراء معين. وعادةً ما تكون هذه الإجراءات متعلقة بالمبيعات والتسويق والاحتفاظ بالعملاء . [ 9 ]

على سبيل المثال، تمتلك مؤسسة استهلاكية كبيرة، مثل شركة اتصالات متنقلة، مجموعة من النماذج التنبؤية لبيع المنتجات المتقاطعة ، والبيع المتعمق للمنتجات (أو البيع الإضافي )، ومعدل التخلي عن الخدمة . كما أصبح من الشائع الآن أن تمتلك هذه المؤسسات نموذجًا لإمكانية الاحتفاظ بالعميل باستخدام نموذج التحسين . يتنبأ هذا النموذج باحتمالية الاحتفاظ بالعميل في نهاية مدة العقد (التغير في احتمالية التخلي عن الخدمة)، على عكس نموذج التنبؤ القياسي بالتخلي عن الخدمة. [ 9 ]

تأمين

تُستخدم نماذج التنبؤ في العديد من تطبيقات قطاع التأمين، ويعود ذلك أساسًا إلى طبيعة عقود التأمين التي تتطلع إلى المستقبل. في الواقع، يتمثل أحد المبادئ الأساسية لتحديد أسعار تأمين الممتلكات والمسؤولية في ضرورة أن تستند الأسعار إلى التوقعات المستقبلية للتكاليف، وليس إلى استرداد الخسائر السابقة، مما يجعل نماذج التنبؤ بالغة الأهمية لهذه الوظيفة. [ 10 ]

يُستخدم النمذجة التنبؤية في تأمين المركبات لتحديد مخاطر الحوادث لحاملي وثائق التأمين بناءً على المعلومات المُستقاة منهم. ويُستخدم هذا الأسلوب على نطاق واسع في حلول التأمين القائمة على الاستخدام، حيث تستخدم النماذج التنبؤية بيانات القياس عن بُعد لبناء نموذج تنبؤي لاحتمالية المطالبات. [ 11 ] وتعتمد نماذج التأمين التنبؤية للسيارات ذات الصندوق الأسود على بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو مستشعر التسارع فقط. [ 11 ] وتتضمن بعض النماذج نطاقًا واسعًا من المدخلات التنبؤية يتجاوز بيانات القياس عن بُعد الأساسية، بما في ذلك سلوك القيادة المتقدم، وسجلات الحوادث المستقلة، وتاريخ الطريق، وملفات تعريف المستخدمين، وذلك لتوفير نماذج مخاطر مُحسّنة. [ 11 ]

الرعاية الصحية

في عام ٢٠٠٩، بدأ نظام باركلاند الصحي والمستشفيات بتحليل السجلات الطبية الإلكترونية بهدف استخدام النمذجة التنبؤية للمساعدة في تحديد المرضى المعرضين لخطر كبير لإعادة دخول المستشفى. في البداية، ركز المستشفى على المرضى المصابين بقصور القلب الاحتقاني، ولكن البرنامج توسع ليشمل مرضى السكري، واحتشاء عضلة القلب الحاد، والالتهاب الرئوي. [ ١٢ ]

في عام ٢٠١٨، اقترح بانيرجي وآخرون [ ١٣ ] نموذجًا للتعلم العميق لتقدير متوسط ​​العمر المتوقع قصير الأجل (أكثر من ٣ أشهر) للمرضى، وذلك من خلال تحليل الملاحظات السريرية المكتوبة في السجل الطبي الإلكتروني، مع الحفاظ على تسلسل الزيارات الزمني. تم تدريب النموذج على مجموعة بيانات كبيرة (١٠٢٩٣ مريضًا) والتحقق من صحته على مجموعة بيانات منفصلة (١٨١٨ مريضًا). وقد حقق النموذج مساحة تحت منحنى ROC ( منحنى خصائص التشغيل للمستقبل ) بلغت ٠.٨٩. ولتوفير إمكانية التفسير، طور الباحثون أداة رسومية تفاعلية قد تُحسّن فهم الأطباء لأساس تنبؤات النموذج. إن الدقة العالية وقابلية التفسير لنموذج PPES-Met قد تُمكّن من استخدامه كأداة لدعم اتخاذ القرار لتخصيص علاج السرطان النقيلي، وتوفير مساعدة قيّمة للأطباء.

نُشرت أولى المبادئ التوجيهية للإبلاغ عن نماذج التنبؤ السريري في عام 2015 (الإبلاغ الشفاف عن نموذج تنبؤ متعدد المتغيرات للتشخيص أو التنبؤ الفردي (TRIPOD))، وتم تحديثها منذ ذلك الحين. [ 14 ]

تم استخدام النمذجة التنبؤية لتقدير مدة الجراحة . [ 15 ]

التداول الخوارزمي

يُعدّ النمذجة التنبؤية في التداول عملية نمذجة يتم فيها التنبؤ باحتمالية حدوث نتيجة معينة باستخدام مجموعة من المتغيرات التنبؤية . ويمكن بناء نماذج تنبؤية لأصول مختلفة مثل الأسهم والعقود الآجلة والعملات والسلع وغيرها. ولا تزال شركات التداول تستخدم النمذجة التنبؤية على نطاق واسع لوضع الاستراتيجيات وتنفيذ عمليات التداول. وتعتمد هذه النمذجة على برامج متطورة رياضياً لتقييم المؤشرات المتعلقة بالسعر والحجم والفائدة المفتوحة وغيرها من البيانات التاريخية، وذلك لاكتشاف الأنماط المتكررة. [ 16 ]

أنظمة تتبع الرصاص

تُتيح النماذج التنبؤية لمولدي العملاء المحتملين ميزة تنافسية من خلال توقع النتائج المستندة إلى البيانات لكل حملة محتملة. توفر هذه الطريقة الوقت وتكشف عن نقاط الضعف المحتملة لمساعدة العميل على اتخاذ قرارات أكثر ذكاءً. [ 17 ]

التعاونيات الزراعية

استُخدمت النماذج التنبؤية للتنبؤ باستدامة التعاونيات الزراعية الأمريكية، مع التركيز على تأثير عدم تجانس العضوية وأهميته في التنبؤ بالمستويات الإجمالية المستقبلية للاستدامة في البيئة الكلية للتعاونيات الزراعية. [ 18 ]

العدالة في النمذجة التنبؤية

عند استخدام النمذجة التنبؤية في عمليات اتخاذ القرار الآلي، يجب توخي الحذر لضمان عدم تحيز التنبؤات بطريقة تمييزية (انظر: العدالة (التعلم الآلي) ). حتى لو لم يستخدم النموذج معلومات حساسة بشكل مباشر في توليد التنبؤات، فإنه قد ينتج عنه نتائج تميز بشكل منهجي ضد فئات معينة. [ 3 ]

القيود الأساسية للنماذج التنبؤية

لا يمكن للتاريخ أن يتنبأ بالمستقبل بدقة دائماً. إن استخدام العلاقات المستمدة من البيانات التاريخية للتنبؤ بالمستقبل يفترض ضمنياً وجود ظروف أو ثوابت دائمة في نظام معقد. وهذا يؤدي في أغلب الأحيان إلى قدر من عدم الدقة عندما يشمل النظام أفراداً.

تُشكّل المتغيرات المجهولة غير المعروفة مشكلة. في جميع عمليات جمع البيانات، يُحدّد جامع البيانات أولاً مجموعة المتغيرات التي تُجمع البيانات من أجلها. ومع ذلك، مهما بلغت دقة اختيار جامع البيانات للمتغيرات، يبقى احتمال وجود متغيرات جديدة لم تُؤخذ في الحسبان أو حتى تُعرّف، مع أنها بالغة الأهمية للنتيجة.

يمكن التغلب على النماذج بطرق غير مشروعة. فبعد أن يصبح النموذج معيارًا مقبولًا للقياس، تُمكّن معرفة تأثير المتغيرات التفسيرية الفردية على تنبؤات المتغير المستهدف من الاستفادة من النموذج إلى حين إعادة تدريبه. وقد ساهمت هذه الظاهرة في الأزمة المالية لعام 2008 ، حيث سعى تجار سندات الدين المضمونة (CDO) جاهدين لتلبية متطلبات وكالات التصنيف الائتماني للوصول إلى تصنيف AAA أو تصنيف فائق AAA على سندات الدين المضمونة التي كانوا يصدرونها. [ 19 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. جيسر، سيمور (1993). الاستدلال التنبؤي: مقدمة . تشابمان وهول . ص. . ISBN  978-0-412-03471-8.
  2. فينلي، ستيفن (2014). التحليلات التنبؤية، واستخراج البيانات، والبيانات الضخمة: خرافات ومفاهيم خاطئة وأساليب ( الطبعة الأولى). بالغراف ماكميلان . ص 237. ISBN   978-1-137-37927-6.
  3. 1 2 "الإنصاف والتعلم الآلي" . fairmlbook.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-06-09 .
  4. شيسكين، ديفيد ج. (27 أبريل 2011). دليل الإجراءات الإحصائية البارامترية وغير البارامترية . مطبعة سي آر سي . ص 109. ISBN  978-1-4398-5801-1.
  5. كوكس، د. ر. (2006). مبادئ الاستدلال الإحصائي . مطبعة جامعة كامبريدج . ص 2. 
  6. ويلي، جوردون ر. (1953)، "أنماط الاستيطان في عصور ما قبل التاريخ في وادي فيرو، بيرو"، النشرة 155. مكتب علم الأعراق الأمريكي
  7. هايدلبرغ، كورت، وآخرون. "تقييم برنامج مسح العينات الأثرية في ميدان اختبار وتدريب نيفادا"، التقرير الفني لمعهد أبحاث المناجم 02-16، 2002
  8. جيفري هـ. ألتشول، لين سيباستيان، وكورت هايدلبرغ، "النمذجة التنبؤية في المجال العسكري: أهداف متشابهة، مسارات متباينة"، سلسلة أبحاث الحفظ 1، مؤسسة SRI، 2004
  9. 1 2 خان، محمد عتيق الرحمن؛ أختر، السيدة شميمة؛ إسلام، رفيق (2025). "تحليلات البيانات الضخمة والتحليل التنبؤي في تحسين إدارة علاقات العملاء: مراجعة منهجية للتقنيات" . المجلة الإلكترونية لشبكة أبحاث العلوم الاجتماعية . doi : 10.2139/ssrn.5263921 . ISSN 1556-5068 . 
  10. "بيان المبادئ المتعلقة بتحديد أسعار التأمين على الممتلكات والحوادث | جمعية الخبراء الاكتواريين للحوادث" . www.casact.org . ١٢ مايو ٢٠٢٦. تاريخ الاطلاع: ١٧ يونيو ٢٠٢٦ .
  11. 1 2 3 شي، شينغكون (2024-10-08). "تحليل تأثير استراتيجيات التسعير القائمة على المعلوماتية عن بُعد على عوامل التصنيف التقليدية في تنظيم أسعار تأمين السيارات" . الرياضيات . 12 (19): 3150. doi : 10.3390/math12193150 . ISSN 2227-7390 . 
  12. "يستخدم المستشفى تحليلات البيانات والنمذجة التنبؤية لتحديد وتخصيص الموارد الشحيحة للمرضى ذوي المخاطر العالية، مما يؤدي إلى تقليل حالات إعادة الإدخال" . وكالة أبحاث وجودة الرعاية الصحية . 29 يناير 2014. تاريخ الاسترجاع: 19 مارس 2019 .
  13. بانيرجي، إيمون؛ وآخرون . (2018-07-03). "تقديرات التنبؤ الاحتمالية للبقاء على قيد الحياة لدى مرضى السرطان النقيلي (PPES-Met) باستخدام السرديات السريرية النصية الحرة" . التقارير العلمية . 8 (10037 (2018)) 10037. Bibcode : 2018NatSR...810037B . doi : 10.1038/ s41598-018-27946-5 . PMC 6030075. PMID 29968730 .   
  14. كولينز، غاري؛ وآخرون . (16 أبريل 2024). "بيان TRIPOD+AI: إرشادات محدّثة للإبلاغ عن نماذج التنبؤ السريري التي تستخدم أساليب الانحدار أو التعلّم الآلي" . المجلة الطبية البريطانية . 385 e078378. doi : 10.1136/bmj-2023-078378 . PMC 11019967. PMID 38626948 .   
  15. حسيني، ن.؛ سير، م.ي.؛ جانكوفسكي، س.ج.؛ باسوباثي، ك.س. (2015). "تقدير مدة الجراحة من خلال استخراج البيانات والنمذجة التنبؤية: دراسة حالة" . وقائع الندوة السنوية لجمعية المعلوماتية الطبية الأمريكية. ندوة جمعية المعلوماتية الطبية الأمريكية . 2015 : 640-648 . الرقم الدولي الموحد للدوريات 1942-597X . PMC 4765628. PMID 26958199 .   
  16. "أنظمة التداول القائمة على النماذج التنبؤية، الجزء الأول - نجاح المتداول الآلي" . نجاح المتداول الآلي . 22-07-2013 . تاريخ الاسترجاع: 25-11-2016 .
  17. "النمذجة التنبؤية لتتبع المكالمات" . Phonexa . 22-08-2019 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-02-2021 .
  18. إليوت، ماثيو؛ إليوت، ليزا؛ سلويس، إيفرت فان دير (16 يونيو 2018). "فهم تحليلي تنبؤي لتباين عضوية التعاونيات والاستدامة" . الاستدامة . 10 (6): 2048. Bibcode : 2018Sust...10.2048E . doi : 10.3390/su10062048 . ISSN 2071-1050 . 
  19. باسو، كوشيك؛ صن، هاوكون (أبريل 2022). "قوة وتأثير وكالات التصنيف الائتماني مع رؤى حول إساءة استخدامها" . النمذجة الاقتصادية . 109 105763. doi : 10.1016/j.econmod.2022.105763 .

للمزيد من القراءة