里约热内卢的谋杀:使用状态模型和指数平滑、ARIMA和自回归神经网络的预测

Emerson Gonçalves Araújo, Marcello Montillo Provenza, José Fabiano Da Serra Costa
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摘要

本文的目的是分析里约热内卢州每月的谋杀数字随着时间的推移,以及一些统计预测模型,以更好地理解致命暴力的背景。该数据库来自公共安全研究所(ISP)在2000年1月至2020年12月期间发布的信息。利用R软件,可以生成比较图,分析统计数据,并对正态性、平稳性、趋势和季节性进行检验,以更好地了解该州这一严重犯罪行为。在第一步之后,将时间序列调整为综合自回归移动平均(ARIMA)、状态指数平滑(ETS)和自回归神经网络(AR-NN)模型。为了对模型进行评估,将基础分为两个时期:训练基础对应于2000 - 2017年期间,测试基础对应于2018 - 2019年期间。由于2020年是大流行的非典型年份,因此决定将该年排除在预测之外。通过预测指标(MAE, RMSE和MAPE)观察到AR-NN模型(15.8)的行为更接近观测值。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
HOMICÍDIO DOLOSO NO RIO DE JANEIRO: PREVISÕES USANDO MODELOS DE ESTADO E SUAVIZAÇÃO EXPONENCIAL, ARIMA E REDES NEURAIS AUTORREGRESSIVAS
O presente artigo tem como objetivo a análise dos números mensais de homicídios do estado do Rio de Janeiro ao longo do tempo, e de alguns modelos estatísticos de predição, para um melhor entendimento do contexto da violência letal. A base de dados provém de informações divulgadas pelo Instituto de Segurança Pública (ISP), durante o período entre janeiro de 2000 e dezembro de 2020. Com o uso do software R, foi possível gerar gráficos comparativos, analisar as estatísticas dos dados e fazer testes de normalidade, estacionariedade, tendência e sazonalidade para buscar entender melhor o comportamento desse grave delito no estado. Após essa primeira etapa, a série temporal foi ajustada para os modelos Autorregressivo Integrado de Média Móveis (ARIMA), de Estado e Suavização Exponencial (ETS) e Redes Neurais Autoregressivas (AR-NN). Para avaliação dos modelos, a base foi dividida em dois períodos: a base de treino correspondeu ao período entre 2000 e 2017 e a base de teste entre 2018 e 2019. Como 2020 foi um ano atípico devido a pandemia, optou-se por excluir esse ano das previsões. Observou-se através das métricas de previsão (MAE, RMSE e MAPE) que o modelo AR-NN(15,8) apresentara comportamento mais próximo dos valores observados.
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