When a system is monitored over time, changes can be discovered in the time series of monitored variables. Change Point Detection (CPD) aims at finding the time point where a change occurs in the monitored system. While CPD methods date back to the 1950’s with applications in quality control, few studies have been conducted on the impact of data dimensionality on CPD algorithms. This thesis intends to address this gap by examining five different algorithms using synthetic data that incorporates changes in mean, covariance, and frequency across dimensionalities up to 100. Additionally, the algorithms are evaluated on a collection of data sets originating from various domains. The studied methods are then assessed and ranked based on their performance on both synthetic and real data sets, to aid future users in selecting an appropriate CPD method. Finally, stock data from the 30 most traded companies on the Swedish stock market are collected to create a new CPD data set to which the CPD algorithms are applied. The changes of the monitored system that the CPD algorithms aim to detect are the changes in policy rate set by the Swedish central bank, Riksbank. The results of the thesis show that the dimensionality impacts the accuracy of the methods when noise is present and when the degree of mean or covariance change is small. Additionally, the application of the algorithms on real world data sets reveals large differences in performance between the studied methods, underlining the importance of comparison studies. Ultimately, the kernel based CPD method performed the best across the real world data set employed in the thesis. / När system övervakas över tid kan förändringar upptäckas i de uppmätade variablers tidsseriedata. Change Point Detection (CPD) syftar till att hitta tidpunkten då en förändring inträffar i det övervakade systemet’s tidseriedata. Medan CPD-metoder har sitt urspring i kvalitetskontroll under 1950-talet, har få studier undersökt datans dimensionalitets påverkan på CPD-algoritmer’s förmåga. Denna avhandling avser att fylla denna kunskapslucka genom att undersöka fem olika algoritmer med hjälp av syntetiska data som inkorporerar förändringar i medelvärde, kovarians och frekvens över dimensioner upp till 100. Dessutom jämförs algoritmerna med hjälp av en samling av data från olika domäner. De studerade metoderna bedöms och rangordnas sedan baserat på deras prestanda på både syntetiska och verkliga datauppsättningar för att hjälpa framtida användare att välja en lämplig CPD algoritm. Slutligen har aktiedata samlats från de 30 mest handlade företagen på den svenska aktiemarknaden för att skapa ett nytt data set. De förändringar i det övervakade systemet som CPD-algoritmerna syftar till att upptäcka är förändringarna i styrräntan som fastställs av Riksbanken. Resultaten av studien tyder på att dimensionaliteten påverkar förmågan hos algoritmerna att upptäcka förändringspunkterna när brus förekommer i datan och när graden av förändringen är liten. Dessutom avslöjar tillämpningen av algoritmerna på den verkliga datan stora skillnader i prestanda mellan de studerade metoderna, vilket understryker vikten av jämförelsestudier för att avslöja dessa skillnader. Slutligen presterade den kernel baserade CPD metoden bäst.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-335796 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Noharet, Léo |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:600 |
Page generated in 0.0029 seconds