Time Series Forecasting (Zaman Serisi Tahmini)

Zaman serisi tahmini (time series forecasting), kronolojik sırada düzenlenmiş geçmiş veri noktalarını kullanarak gelecekteki değerleri tahmin etme sürecidir. Finans, enerji, sağlık, perakende ve meteoroloji gibi pek çok alanda kararları yönlendiren temel analitik tekniklerden biridir. Zaman serileri dört ana bileşenin üst üste eklenmesinden oluşur: trend (uzun vadeli yöneliş), mevsimsellik (tekrarlayan dönemsel desen), çevrimsellik (ekonomik dalga gibi düzensiz dalgalanmalar) ve gürültü (rastlantısal varyasyon). Bu bileşenler ayrıştırıldıktan sonra her biri ayrı modellenerek tahmin birleştirilir. Klasik istatistiksel yöntemler arasında ARIMA (AutoRegressive Integrated Moving Average), SARIMA (mevsimsel uzantısı) ve Holt-Winters Exponential Smoothing ön sıraya çıkar. Bu modeller doğrusal ilişkilerde çok iyi çalışır; ancak karmaşık doğrusal olmayan dinamikler için yetersiz kalabilir. Makine öğrenimi yaklaşımları, özelliklerin elle tasarlanması (feature engineering) üzerine kuruludur: gecikme değerleri (lag features), hareketli ortalamalar ve mevsimsel göstergeler kullanılır. XGBoost ve LightGBM zaman serisi tahmininde popüler tercih olmuştur. Derin öğrenme yöntemlerinde LSTM ve GRU, sırasal bağımlılıkları yakalamak için tasarlanmıştır; Transformer tabanlı modeller ise uzun dönem bağımlılık ilişkilerini daha etkin biçimde ele alabilmektedir. Facebook (Meta) tarafından geliştirilen Prophet, iş günü, tatil ve mevsimsellik etkilerini kolayca modellemeye izin veren açık kaynak bir kütüphanedir. Amazon Chronos, Google TimesFM ve Nixtla'nın TimeGPT'si ise büyük ölçekte ön eğitilmiş zaman serisi temel modelleri (foundation model) olup sıfır atış veya az atış öğrenme ile kullanılabilmektedir. Hata metrikleri seçimi kritiktir: MAE (Mean Absolute Error) aykırı değerlere dayanıklıdır; RMSE büyük hataları cezalandırır; MAPE yüzdeli yorum sunar ancak sıfıra yakın gerçek değerlerde sorun çıkarır. Probabilistik tahmin yöntemleri, güven aralıkları üreterek belirsizliği sayısal olarak ifade eder ve karar alma süreçlerini zenginleştirir. Çapraz doğrulama için zaman damgasına saygılı walk-forward validation kullanmak zorunludur; standart k-fold yöntemi veri sızıntısına yol açar.