التنبؤ الاحتمالي

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

يُلخص التنبؤ الاحتمالي ما هو معروف أو آراء حول الأحداث المستقبلية. وعلى عكس التنبؤات أحادية القيمة (مثل التنبؤ بأن درجة الحرارة القصوى في موقع معين في يوم معين ستكون 23 درجة مئوية، أو أن نتيجة مباراة كرة قدم معينة ستكون التعادل بدون أهداف)، فإن التنبؤات الاحتمالية تُحدد احتمالًا لكل نتيجة من بين عدد من النتائج المختلفة، وتمثل المجموعة الكاملة من الاحتمالات تنبؤًا احتماليًا . وبالتالي، يُعد التنبؤ الاحتمالي نوعًا من أنواع التصنيف الاحتمالي .

التطبيقات

تُمثل التنبؤات الجوية خدمةً تُنشر فيها أحيانًا تنبؤات احتمالية للجمهور، مع إمكانية استخدامها أيضًا من قِبل خبراء الأرصاد الجوية كأساس لنوع أبسط من التنبؤات. فعلى سبيل المثال، قد يجمع خبراء الأرصاد بين خبرتهم الشخصية والتنبؤات الاحتمالية المُولّدة حاسوبيًا لإنشاء تنبؤ من نوع "نتوقع هطول أمطار غزيرة".

تُعدّ المراهنات الرياضية مجالًا آخر يُمكن أن يلعب فيه التنبؤ الاحتمالي دورًا هامًا. يُمكن اعتبار احتمالات ما قبل السباق المنشورة لسباق الخيل بمثابة ملخص لآراء المراهنين حول النتيجة المُحتملة للسباق، مع ضرورة توخي الحذر عند التعامل مع هذا الأمر نظرًا لأهمية مراعاة أرباح وكلاء المراهنات . في المراهنات الرياضية، قد لا تُنشر التنبؤات الاحتمالية بشكل صريح، ولكنها قد تُشكّل أساسًا لأنشطة وكلاء المراهنات في تحديد نسب العوائد، وما إلى ذلك.

التنبؤ بالطقس

يُستخدم التنبؤ الاحتمالي في التنبؤات الجوية بعدة طرق. ومن أبسطها نشر معلومات عن هطول الأمطار على شكل احتمالية الهطول .

الفرق الموسيقية

تُستخلص معلومات الاحتمالية عادةً باستخدام عدة عمليات تشغيل لنموذج عددي، مع اختلاف طفيف في الشروط الأولية. تُعرف هذه التقنية عادةً باسم التنبؤ الجماعي بواسطة نظام التنبؤ الجماعي (EPS). لا يُنتج نظام التنبؤ الجماعي توزيعًا كاملاً لاحتمالية التنبؤ على جميع الأحداث الممكنة، ومن الممكن استخدام أساليب إحصائية بحتة أو أساليب هجينة إحصائية/عددية لتحقيق ذلك. [ 1 ] على سبيل المثال، يمكن أن تأخذ درجة الحرارة عددًا لا نهائيًا نظريًا من القيم (الأحداث) الممكنة؛ سيُنتج الأسلوب الإحصائي توزيعًا يُخصص قيمة احتمالية لكل درجة حرارة ممكنة. وبالتالي، ستكون لدرجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة بشكل غير معقول قيم احتمالية قريبة من الصفر.

لو أمكن تشغيل النموذج لكل مجموعة ممكنة من الشروط الابتدائية، مع احتمال مرتبط بكل منها، فإنه بناءً على عدد أعضاء المجموعة (أي عدد مرات تشغيل النموذج) التي تتنبأ بحدث معين، يمكن حساب الاحتمال الشرطي الفعلي لهذا الحدث. عمليًا، يحاول خبراء الأرصاد الجوية تخمين عدد قليل من الاضطرابات (عادةً حوالي 20) التي يعتقدون أنها الأرجح أن تُنتج نتائج جوية متميزة. من التقنيات الشائعة لهذا الغرض: متجهات التكاثر (BV) والمتجهات المفردة (SV). [ 2 ] لا تضمن هذه التقنية الحصول على توزيع جماعي مطابق لتوزيع التنبؤ الفعلي، ولكن الحصول على هذه المعلومات الاحتمالية هو أحد أهداف اختيار الاضطرابات الابتدائية. تشمل المتغيرات الأخرى لأنظمة التنبؤ الجماعي، التي لا يوجد لها تفسير احتمالي مباشر، تلك التي تجمع التنبؤات الناتجة عن أنظمة التنبؤ العددي المختلفة بالطقس .

أمثلة

كانت كندا من أوائل الدول التي نشرت توقعاتها الاحتمالية، مع إعطاء احتمالات هطول الأمطار كنسب مئوية. وكمثال على التوقعات الاحتمالية الكاملة، طُوّرت مؤخرًا توقعات توزيع كميات الأمطار باستخدام أساليب إحصائية بحتة، والتي يُضاهي أداؤها توقعات هطول الأمطار اليومية الهجينة القائمة على التنبؤات الاحتمالية/الإحصائية. [ 3 ]

كما استُخدمت التنبؤات الاحتمالية بالاشتراك مع الشبكات العصبية لتوليد الطاقة. ويتم ذلك من خلال تحسين التنبؤات الجوية باستخدام فترات احتمالية لمراعاة أوجه عدم اليقين في التنبؤات المتعلقة بالرياح والطاقة الشمسية، بدلاً من التقنيات التقليدية مثل التنبؤات النقطية. [ 4 ]

التنبؤ الاقتصادي

التنبؤ الاقتصادي الكلي هو عملية وضع توقعات حول الاقتصاد لمتغيرات رئيسية مثل الناتج المحلي الإجمالي والتضخم، وغيرها، ويُعرض عادةً على شكل تنبؤات نقطية. إحدى مشكلات التنبؤات النقطية أنها لا تُظهر عدم اليقين في التنبؤ، وهنا تبرز أهمية التنبؤ الاحتمالي. يُحدد معظم المتنبئين احتمالات لمجموعة من النتائج أو السيناريوهات البديلة خارج نطاق تنبؤاتهم الأساسية. تُوفر هذه الاحتمالات تقييمًا أوسع للمخاطر المرتبطة بتنبؤاتهم الأساسية، وتتأثر بالتحولات غير المتوقعة أو الشديدة في المتغيرات الرئيسية.

من الأمثلة البارزة على التنبؤ الاحتمالي تلك التي تُجرى في استطلاعات الرأي، حيث يُطلب من المتنبئين، بالإضافة إلى تنبؤاتهم الأساسية، تقديم تقديراتهم الاحتمالية ضمن نطاق محدد. وتُعد هيئة النقد في سنغافورة (MAS) إحدى هذه المؤسسات التي تنشر تنبؤات احتمالية في استطلاعها الفصلي للمتنبئين المحترفين . ومن الأمثلة الأخرى شركة "كونسنسوس إيكونوميكس" ، وهي شركة متخصصة في استطلاعات الاقتصاد الكلي، والتي تنشر استطلاعًا خاصًا حول احتمالات التنبؤ [ 5 ] في شهر يناير من كل عام ضمن منشوراتها "توقعات الإجماع"، و"توقعات الإجماع لمنطقة آسيا والمحيط الهادئ"، و"توقعات الإجماع لمنطقة أوروبا الشرقية".

إلى جانب شركات استطلاعات الرأي التي تغطي هذا الموضوع، تُعدّ التنبؤات الاحتمالية أيضًا موضوعًا للبحث الأكاديمي. وقد نُوقش هذا في ورقة بحثية نُشرت عام 2000 من قِبل أنتوني غارات، وكيفن لي، ومحمد هاشم بيساران، ويونغتشول شين بعنوان "عدم اليقين في التنبؤات في نمذجة الاقتصاد الكلي القياسي: تطبيق على اقتصاد المملكة المتحدة". [ 6 ] كما نشرت هيئة النقد السنغافورية مقالًا حول هذا الموضوع في مراجعتها للاقتصاد الكلي في أكتوبر 2015 بعنوان "مسح موجز للتنبؤ بالكثافة في الاقتصاد الكلي". [ 7 ]

التنبؤ بالطاقة

لم تُدرس التنبؤات الاحتمالية بشكلٍ مُستفيض حتى الآن في سياق التنبؤ بالطاقة . إلا أن الوضع آخذٌ في التغير. [ 8 ] [ 9 ] فبينما ركزت مسابقة التنبؤ العالمي بالطاقة (GEFCom) لعام 2012 على التنبؤ الدقيق بحمل الطاقة الكهربائية وطاقة الرياح، استهدفت نسخة 2014 التنبؤ الاحتمالي بحمل الطاقة الكهربائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية وأسعار الكهرباء . وقد استخدم الفريقان الأفضل أداءً في مسار الأسعار في مسابقة GEFCom2014 تقنياتٍ مُختلفة من متوسط ​​الانحدار الكمي (QRA)، [ 10 ] وهي تقنية جديدة تتضمن تطبيق الانحدار الكمي على التنبؤات الدقيقة لعددٍ قليل من نماذج التنبؤ الفردية أو الخبراء، مما يسمح بالاستفادة من التطورات الحالية في مجال التنبؤ الدقيق.

قامت شركة Lumina Decision Systems بإنشاء مثال على التنبؤ الاحتمالي لاستهلاك الطاقة خلال السنوات الـ 25 القادمة باستخدام التوقعات السنوية للطاقة (AEO) لعام 2010 الصادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية .

التنبؤ السكاني

كما تم استخدام التنبؤات الاحتمالية في مجال التنبؤ السكاني. [ 11 ]

تقدير

يُعدّ تقييم التنبؤات الاحتمالية أكثر تعقيدًا من تقييم التنبؤات القطعية. [ 12 ] عند استخدام منهجية تعتمد على التجميع، يجب أولًا دمج عناصر المجموعة الفردية والتعبير عنها بصيغة توزيع احتمالي. [ 13 ] توجد قواعد تقييم احتمالية (مناسبة) مثل درجة الاحتمالية المرتبة المستمرة لتقييم التنبؤات الاحتمالية. [ 14 ] ومن أمثلة هذه القواعد درجة براير .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ويلكس، د.س. (2005)، الأساليب الإحصائية في علوم الغلاف الجوي ، الطبعة الثانية. (سلسلة الجيوفيزياء الدولية، المجلد 91). دار النشر الأكاديمية. ISBN 0-12-751966-1
  2. ↑ Toth, Z. and Kalnay, E. (1997), "Ensemble Forecasting at NCEP and the Breeding Method", Monthly Weather Review , 125, pp. 3298.
  3. ↑ ليتل، إم إيه وآخرون (2009)، "نماذج خطية معممة للتنبؤ بكثافة هطول الأمطار اليومية في المملكة المتحدة في مواقع محددة" . مجلة الطقس الشهرية ، 37(3)، 1029-1045
  4. ↑ كبير، إتش إم ديبو؛ خسروي، عباس؛ حسين، محمد أنور؛ نهاوندي، سعيد (2018). " تحديد عدم اليقين باستخدام الشبكات العصبية: دراسة استقصائية للمنهجيات والتطبيقات" . IEEE Access . 6 : 36218-36234 . Bibcode : 2018IEEEA...636218K . doi : 10.1109/access.2018.2836917 . hdl : 10536/DRO/DU:30111072 . ISSN 2169-3536 . 
  5. ↑ "اقتصاديات الإجماع - التوقعات والمؤشرات الاقتصادية" .
  6. ↑ غارات، أنتوني؛ لي، كيفن؛ بيساران، م. هاشم؛ شين، يونغتشول (ديسمبر 2003). "عدم اليقين في التنبؤات في نمذجة الاقتصاد الكلي: تطبيق على اقتصاد المملكة المتحدة" ( ملف PDF) . مجلة الجمعية الإحصائية الأمريكية . 98 (464): 829-838 . doi : 10.1198/016214503000000765 . JSTOR 30045334. S2CID 120465353. تاريخ الاسترجاع: 27 فبراير 2023 .  
  7. ↑ هيئة النقد في سنغافورة، مراجعة الاقتصاد الكلي ، المجلد الرابع عشر، العدد 2 (أكتوبر 2015)، الصفحات 92-97.
  8. ↑ ويرون، رافال (2014). "التنبؤ بأسعار الكهرباء: مراجعة لأحدث التقنيات مع نظرة مستقبلية" . المجلة الدولية للتنبؤ . 30 (4). [متاح للجميع]: 1030-1081 . doi : 10.1016/j.ijforecast.2014.08.008 .
  9. ↑ "دعوة لتقديم الأوراق البحثية: التنبؤ الاحتمالي بالطاقة | المجلة الدولية للتنبؤ" . blog.drhongtao.com . تاريخ الاسترجاع: 29-11-2015 .
  10. ↑ نوفوتارسكي، جاكوب؛ ويرون، رافال (2015). "حساب فترات التنبؤ بأسعار الكهرباء الفورية باستخدام الانحدار الكمي ومتوسط ​​التنبؤ" (ملف PDF) . الإحصاءات الحاسوبية . 30 (3). [متاح للجميع]: 791-803 . doi : 10.1007/s00180-014-0523-0 . ISSN 0943-4062 . 
  11. ↑ ويلسون، ت.؛ بيل، م. (2007). "التنبؤات السكانية الإقليمية الاحتمالية: مثال كوينزلاند، أستراليا" . التحليل الجغرافي . 39 (1): 1-25 . Bibcode : 2007GeoAn..39....1W . doi : 10.1111/j.1538-4632.2006.00693.x .
  12. ↑ جوليف، آي تي، ستيفنسون، دي بي (2003) التحقق من التنبؤات: دليل عملي في علوم الغلاف الجوي . وايلي. ISBN 0-471-49759-2
  13. ↑ شولزيل، سي.، أ. هينس (2011): التقييم الاحتمالي لتغير المناخ الإقليمي في جنوب غرب ألمانيا عن طريق تحسين المجموعة ، ديناميات المناخ 36 (9)، 2003-2014
  14. ↑ Gneiting, T. and Raftery, AE (2007), “Strictly Properging Rules, Prediction, and Estimation”. Journal of the American Statistical Association , 102, pp. 359–378
  • النتائج المتاحة عبر الإنترنت من EPS (التابعة للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية)