Time Series Forecasting with General Regression Neural Network

Thesis title: Time Series Forecasting with General Regression Neural Network
Author: Hric, Patrik
Thesis type: Diploma thesis
Supervisor: Šafr, Karel
Opponents: Čabla, Adam
Thesis language: English
Abstract:
This thesis presents a forecasting methodology for BTC-USD Close Prices based on General Regression Neural Networks (GRNN), a class of nonparametric models designed to estimate complex functional relationships from data. The proposed approach addresses limitations in predictive performance through a multi-stage modeling pipeline incorporating lagged in- put features, a recency-sensitive weighting vector to emphasize short-term dynamics, and convolution-based transformations to construct higher-level temporal representations. Fore- casting is conducted using a recursive one-step-ahead strategy and evaluated via root mean squared error (RMSE), mean absolute percentage error (MAPE), and mean absolute error (MAE). The GRNN model is benchmarked against the Automatic ARIMA framework to assess comparative forecasting accuracy under real-market conditions. Results indicate that the enhanced GRNN architecture achieves performance on par with the benchmark while offering greater flexibility in adapting to nonstationary and structurally evolving data.
Keywords: ARIMA; convolution; forecasting; General Regression Neural Network
Thesis title: Predikce časových řad pomocí obecných regresních neuronových sítí
Author: Hric, Patrik
Thesis type: Diplomová práce
Supervisor: Šafr, Karel
Opponents: Čabla, Adam
Thesis language: English
Abstract:
Tato diplomová práce představuje metodiku predikce závěrečných cen měnového páru BTC-USD založenou na obecných regresních neuronových sítích (GRNN), což je třída neparametrických modelů určených k odhadu složitých funkčních vztahů na základě dat. Navržený přístup se snaží zlepšit predikční přesnost pomocí vícestupňového modelovacího postupu, který zahrnuje zpožděné vstupní proměnné, váhový vektor citlivý na nedávný vývoj, jenž zvýrazňuje krátkodobou dynamiku, a také konvoluční transformace pro vytvoření pokročilejších časových reprezentací. Predikce je realizována pomocí rekurzivní strategie s krokem o jeden časový bod dopředu a hodnocena prostřednictvím metrik jako odmocnina střední kvadratický chybý (RMSE), průměrná procentuální absolutní chyba (MAPE) a průměrná absolutní chyba (MAE). Model GRNN je porovnáván s automatizovaným rámcem ARIMA, aby byla posouzena relativní přesnost predikce za reálných tržních podmínek. Výsledky ukazují, že vylepšená architektura GRNN dosahuje srovnatelných výsledků s referenčním modelem, přičemž nabízí vyšší flexibilitu při přizpůsobení se nestacionárním a strukturálně se měnícím datům.
Keywords: ARIMA; konvoluce; Obecná regresní neuronová síť; predikce

Information about study

Study programme: Statistika
Type of study programme: Magisterský studijní program
Assigned degree: Ing.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Informatics and Statistics
Department: Department of Statistics and Probability

Information on submission and defense

Date of assignment: 24. 3. 2025
Date of submission: 25. 6. 2025
Date of defense: 2025

Files for download

The files will be available after the defense of the thesis.

    Last update: