滑动窗口是将时序数据转为监督学习问题的基础方法:用过去n个时刻值预测未来1个或多个时刻值;如序列[100,120,110,130,140,135,150]取窗口大小3,得4个样本,每样本以连续3值为输入、后1值为标签;窗口大小需权衡模式学习与噪声干扰,宜结合周期性、自相关分析及验证集评估;多步预测可选多输出模型或递归滚动方式;预处理需注意缺失值填充、标准化及时间顺序划分。

滑动窗口是时间序列预测中最基础也最实用的建模策略,它把一维时序数据转换成监督学习问题,让回归模型(如线性回归、随机森林、LSTM)能直接使用。核心思想很简单:用过去 n 个时刻的观测值,预测未来第 1 个(或多个)时刻的值。
假设你有一组按天记录的销量数据:[100, 120, 110, 130, 140, 135, 150],窗口大小设为 3:
这就是“滑动”——每次往前挪一个时间步,截取固定长度的历史片段作为特征,紧邻的下一个值作标签。注意:原始序列长度为 N,窗口大小为 w,最终得到 N − w 条训练样本。
窗口太小,模型学不到足够模式;太大,可能引入无关远期信息,还容易过拟合噪声。实际中建议从经验出发再微调:
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plot_acf)观察显著滞后阶数,窗口可略大于该阶数预测未来 3 天,有两种主流方式:
[y_t+1, y_t+2, y_t+3]。适合 LSTM、MLP 等天然支持向量输出的模型滑动窗口本身不解决数据质量问题,但会放大问题:
StandardScaler),尤其当特征含不同量纲(如温度+销量)时基本上就这些。滑动窗口不复杂但容易忽略细节,真正影响效果的往往不是模型多先进,而是窗口设计是否贴合业务节奏、数据是否对齐真实依赖关系。
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