هل يمكن للذكاء الاصطناعي كسب 200 دولار في اليوم من خلال توقعات الطقس؟

عنوان المقال الأصلي: "استخدام الذكاء الاصطناعي للعب توقعات الطقس وكسب 200 دولار بشكل سلبي في يوم واحد"

مؤلفو المقال الأصلي: تشانغان، بايتاي

الطقس ليس مثل الانتخابات، ليس له موقف؛ وليس مثل الدوري الأمريكي للمحترفين، ليس له فريق محلي. ومع ذلك، فإن هذا السوق بالذات هو الذي جذب المستخدمين المحليين. السبب بسيط - لدى الجميع تصور، يعتقد الجميع أنهم يفهمون طقس شنغهاي.

لكن "الشعور بالمعرفة" و"كسب المال" هما شيئان مختلفان.

بايتاي يشارك ثلاث أشياء اليوم:

1. فهم قواعد التسوية

2. إنشاء طريقة لتوقع الطقس

3. استخدام نظام للعثور على فرص التداول التي لا يستطيع الآخرون رؤيتها

أنا. أولاً، افهم: كيف يتم تسوية سوق الطقس هذا؟

1. درجة التسوية ليست كما تظن

العديد من الناس، عند المشاركة للمرة الأولى، لديهم مفهوم خاطئ: يقارنون أعلى درجة حرارة على تطبيق الطقس في هواتفهم، لكن التطبيق يعرض درجة الحرارة لمنطقة شنغهاي الحضرية، بينما تستخدم تسوية بوليماركت البيانات الفعلية من مطار شنغهاي بودونغ (محطة الطقس ZSPD). تتوفر هذه البيانات للجمهور من خلال منصة الطقس الأمريكية ووندغراوند، وتقرأ PM السجلات مباشرة من WU كأساس للتسوية.

موقعان مختلفان، رقمين مختلفين. يقع مطار بودونغ في الجانب الشرقي من المدينة، بالقرب من مصب نهر اليانغتسي، ويتأثر بالنسيم البحري، وعادة ما تكون درجات الحرارة أقل من المنطقة الحضرية. عادةً ما لا تكون هذه الفروق ملحوظة، ولكن عند حدود نطاق التوقع، قد تكون الفرق بين أن تكون صحيحًا أو خاطئًا.

لذا في قسم التعليقات في سوق الطقس، قد ترى هذا النوع من الارتباك: "على الرغم من أن اليوم يبدو أكثر دفئًا من الأمس، لماذا درجة الحرارة العالية المعروضة أقل؟"

2. الرقم صحيح، لكن الوحدة ليست كما تظن

تأتي بيانات WU مباشرة من رسالة METAR المبلغ عنها كل ساعة من المطار (وهو تنسيق تقرير الطقس المستخدم عالميًا في الطيران).

هناك تفاصيل مخفية هنا: تسجل METAR الأعداد الصحيحة بالفهرنهايت، وتعرض WU هذا الرقم مباشرة دون تحويل أو تصحيح.

تحتوي معظم أنظمة توقعات الطقس ومخرجات النماذج الجوية على درجات حرارة مع نقاط عشرية. كلما كانت حسابات نموذجك أكثر دقة، كان من الأسهل تجاهل هذا الجانب الخشن.

3. أنماط درجات حرارة شنغهاي

بعد جمع ما يقرب من 1900 يوم من البيانات من محطة ZSPD، يتضح أن أوقات الذروة لأعلى درجات حرارة في شنغهاي أكثر تركيزًا مما كان متوقعًا:

· تتركز ساعات الذروة لجميع الفصول الأربعة بشكل كبير حول 11:00-13:00،

· التركيز في الصيف هو الأعلى في الساعة 12:00، حيث يمثل 27.6% من الموسم بأكمله في ساعة واحدة.

· فترة الذروة في الخريف تأتي في وقت مبكر قليلاً، حيث تعتبر الساعة 10:00 واحدة من الفترات ذات التردد العالي.

فهم النمط هو الخطوة الأولى، لكن النمط لن يراقب نفسه. معرفة متى تحدث أعلى درجة حرارة كل يوم، سواء كانت تتحدث عن تحديثها، ومدى بعدها عن العتبة.

لذا، قام المؤلف بإعداد هذا النظام: قبل التسوية اليومية، توقع بدقة قدر الإمكان المستوى الذي ستقع فيه أعلى درجة حرارة في اليوم.

II. خمسة طرق، ثلاثة موثوقة

بعد فهم قواعد السوق، السؤال التالي هو: كيف يمكن توقع أعلى درجة حرارة في اليوم؟

كشخص جديد في مجال الأرصاد الجوية، الخطوة الأولى هي سؤال ChatGPT: كيف تحسب صناعة الأرصاد الجوية فعليًا أعلى درجة حرارة في اليوم وما هي الطرق الناضجة المتاحة. قدمت ChatGPT إطارًا نظريًا، والذي ترجمته كلود إلى كود. مع عمل اثنين من الذكاء الاصطناعي معًا، تم إعداد النظام خلال عطلة نهاية الأسبوع.

تم تجربة خمسة طرق، وفي النهاية كانت هناك ثلاث طرق فقط ناجحة.

موثوق به:

1. توقعات متكاملة من WC + ECMWF

لتوقع أعلى درجة حرارة، البيانات مطلوبة. تم استخدام مصدرين:

· شركة الطقس (WC) هي واجهة برمجة تطبيقات الطقس التجارية التي توفر بيانات توقعات ساعة بدقة عالية؛

· ECMWF هو نموذج الطقس العالمي لمركز الأرصاد الجوية المتوسطة المدى في أوروبا، وهو أكثر حساسية للأنظمة الجوية واسعة النطاق.

كل مصدر له مزاياه وعيوبه، لذا يتم وزنها من خلال التصويت. تُعدل الأوزان ديناميكيًا بناءً على نوع الطقس في اليوم: تُعتبر WC أكثر موثوقية في الأيام المشمسة، بينما تُعتبر ECMWF أكثر موثوقية في الأيام الغائمة والعاصفة.

2. تصحيح في الوقت الحقيقي: استخدام بيانات ارتفاع درجة الحرارة لتقدير القمم

تم حساب التوقعات الليلة الماضية، لكن الطقس اليوم كان يتغير. لذا ما تفعله هذه الوحدة هو: باستخدام البيانات المقاسة الفعلية من هذا الصباح، تحسب مدى ارتفاع درجة حرارة اليوم.

المنطق ليس معقدًا. وجد المحرر أن درجة الحرارة ترتفع بسرعة أكبر في شنغهاي بين الساعة 8-9 صباحًا. بعد استلام النظام لدرجة الحرارة المقاسة في هذا الوقت، ينظر إلى البيانات التاريخية: لنفس الموسم، في نفس الوقت، كم يمكن أن ترتفع درجة الحرارة في المتوسط.

ثم يتم إجراء تعديلين:

· إذا كان هناك العديد من السحب، يتم تطبيق خصم لأن السحب الكثيفة تعيق التسخين.

· إذا كانت هناك رياح، يتم أيضًا تطبيق خصم لأن الرياح القوية تسرع فقدان الحرارة. هذا يحسب "تقدير الاستقراء."

يتم أيضًا أخذ الضغط ونقطة الندى والرطوبة في الاعتبار في الحساب، ولكن بسبب الاختبارات السابقة التي كشفت عن تأثيرها الضئيل وقلة أهميتها، تم إزالتها.

لكن الاعتماد فقط على الاستقراء ليس مستقرًا بما فيه الكفاية. هنا، يتم استخدام مفهوم يسمى مكسب كالمان، والذي يأخذ في الأساس متوسطًا مرجحًا بين "النتيجة المستقرة" و"التوقع الأصلي"، مع تغيير هذا الوزن تلقائيًا مع مرور الوقت.

· في الساعة 6 صباحًا، يمثل الاستقراء 20% فقط، مع وضع معظم الثقة في التوقع

· بحلول الظهر في الساعة 12 ظهرًا، يشكل الاستقراء 72%

· بعد الساعة 1 ظهرًا، تكون الثقة تقريبًا كاملة في القياس الفعلي، حيث تمثل 85%

كلما تأخر الوقت، زادت أهمية الأحداث الحالية؛ وكلما كان الوقت مبكرًا، زادت قيمة الإشارة للتوقعات التاريخية.

بعد الساعة 2 مساءً، يعتقد النظام أن درجة الحرارة القصوى قد تم الوصول إليها بالفعل، ويقوم بتثبيت أعلى درجة حرارة اليوم مباشرة من السجلات التاريخية، دون مزيد من الحسابات.

3. هل اليوم يوم دافئ؟

هذه هي الوحدة الأكثر إرضاءً في النظام بأكمله، حيث تقوم بإجراء تقييم يومي قبل الفجر: هل ستكون أعلى درجة حرارة اليوم أعلى من درجة حرارة الأمس؟

بين الساعة 2-4 صباحًا كل يوم، يجمع النظام دفعة من البيانات الجوية لتغذية هذا النموذج:

· تغييرات الضغط في الساعات الثلاث والـ 12 ساعة الماضية

· اتجاه الرياح قبل الفجر، سرعة الرياح، ظروف السحب

· تقلبات درجة حرارة الأمس، اتجاهات درجة الحرارة على مدى الأيام الثلاثة الماضية، سواء كانت درجة حرارة الأمس أعلى أو أقل

· بالإضافة إلى الشهر، الموسم، اليوم في السنة، سواء كانت هناك أمطار بالأمس

يتم تقسيم مخرجات النموذج إلى خمسة مستويات: يوم دافئ، دافئ قليلاً، مستقر، تبريد طفيف، يوم تبريد، مع توفير مستوى ثقة أيضًا.

ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لديها تباين كبير في الدقة عبر المواسم المختلفة.

الأكثر دقة في الشتاء: عندما تصل الهواء البارد، يرتفع الضغط الجوي بشكل حاد، وتقوى الرياح الشمالية، والإشارة واضحة جدًا، لذا يمكن للنموذج التعرف عليها بسهولة من لمحة.

الأقل دقة في الخريف: عندما تتصارع كتل الهواء الدافئ والبارد، مع ارتفاع درجات الحرارة يومًا وانخفاضها في اليوم التالي، تصبح الأنماط التاريخية غير صالحة بسرعة أكبر في هذا الموسم.

طرق تم استبعادها:

1. توقع رقمي فورييه

في البداية تم محاولة استخدام تحليل فورييه لتناسب الأنماط الدورية لبيانات درجة الحرارة التاريخية لمعرفة ما إذا كان يمكنه التنبؤ مباشرة بأعلى درجة حرارة في اليوم.

كانت النتيجة أنه يمكنه فقط إخبارك "ما كانت درجة الحرارة المتوسطة في هذا الموسم تاريخيًا." عشوائية طقس شنغهاي مرتفعة للغاية، وتنتج ملاءمة فورييه منحنى متوسط سلس، وليس التقلبات اليومية الفعلية. مع خطأ قدره 3.6 درجة مئوية وتقدير منهجي ناقص بنسبة 100%، تم إلغاء هذه الطريقة مباشرة.

2. تنبؤ لحظة الذروة ERA5

ERA5 هو مجموعة بيانات إعادة تحليل تاريخية عالمية لمركز التنبؤات الجوية متوسطة المدى الأوروبي، تُستخدم للتنبؤ بوقت اليوم الذي يحدث فيه أعلى درجة حرارة.

بعد اختبار الأداء،

· الدقة ضمن ≤1 ساعة هي 59.6%

· الدقة ضمن ≤2 ساعات هي 81.3%

على الرغم من أن هذا يبدو جيدًا، إلا أن دقة PM أعلى، ونافذة الوقت المتاحة للتجار لاتخاذ القرارات قصيرة جدًا. إذا لم يكن من الممكن تحقيق توقع القيمة القصوى في غضون نصف ساعة، فمن الأفضل النظر في بيانات Polymarket. لذلك، تم استبعاد هذه الطريقة.

III. القتال الفعلي للنظام: حالتان وانعكاس النقائص

سوق الطقس في Polymarket يفتح للتداول قبل أربعة أيام، مع نطاقات درجات الحرارة الشائعة عادة ما تكون مسعرة بالكامل في وقت مبكر من السوق. الشراء مباشرة عند مستويات الاحتمالية العالية يؤدي إلى نسبة مخاطر إلى مكافآت سيئة.

لذلك، الاستراتيجية التي يعتمدها المؤلف هي: الانتظار للإشارة، الانتظار لنافذة وقت الاحترار قبل دخول السوق.

بعد ذلك، استنادًا إلى النظام الجوي الذي تم تطويره ذاتيًا، تم تنفيذ العمليات التالية:

الحالة 1:

في صباح السادس عشر، أصدرت قناة تيليجرام تقريرًا عن وضع الليل: غدًا هو يوم تبريد. السبب هو أن الليل كان مليئًا بالسحب الكثيفة، وكلا من الموسم وعدد الأيام في السنة يشير إلى اتجاه تبريد.

في ذلك الوقت، لم يضع المحرر رهانًا فوريًا. كانت إشارة الصباح الباكر هي فقط أول نقطة مرجعية.

بحلول الساعة 11 صباحًا، أرسل النظام تقريرًا في الوقت الحقيقي عن فترة الاحترار. في ذلك الوقت، كانت أعلى درجة حرارة مسجلة بالفعل 12 درجة مئوية، مع نتيجة احتمال +1 درجة مئوية: فرصة 42% لزيادة أخرى بمقدار 1 درجة مئوية اليوم، مع ميل نحو عدم وجود مزيد من الاحترار.

من خلال دمج إشارة الانحدار اللوجستي في الصباح الباكر التي تشير إلى التبريد، توافقت كلا الوحدتين في نفس الاتجاه. كانت الإشارة أوضح بكثير مما كانت عليه في الصباح الباكر. لذلك، تم وضع رهان على أن الحد الأقصى لدرجة الحرارة في 16 لن يتجاوز 13 درجة مئوية.

التسوية في ذلك اليوم: 12 درجة مئوية. كانت درجة الحرارة في اليوم السابق، 15، 15 درجة مئوية، بانخفاض كامل قدره 3 درجات.

الحالة 2:

على سبيل المثال، عند النظر إلى الطقس اليوم في شنغهاي في 17، لا يزال بإمكان نظام الطقس تقديم وظيفة تحذير: دفع تم استلامه في الساعة 7 صباحًا أظهر وقت ذروة غير عادي: 22:00.

في يوم مشمس عادي، تحدث أعلى درجة حرارة في فترة ما بعد الظهر بين الساعة 1-3 مساءً. ومع ذلك، فإن ذروة اليوم هي في الساعة 10 مساءً، مما يشير إلى أن هذا ليس احترارًا ناتجًا عن ضوء الشمس ولكن نقل الهواء الدافئ والرطب في الليل. أمطر طوال اليوم، مع تغطية سحابية بنسبة 97-100% وأشعة شمس شبه معدومة.

فتح بوليماركت في هذه النقطة، ورؤية تسعير 12 درجة مئوية لا يزال عند 53%. بعض الأشخاص في المجتمع مرتبكون: لقد حان بالفعل وقت بعد الظهر، ودرجة الحرارة فقط 11 درجة مئوية. لقد مرت ذروة الوقت المعتادة، فلماذا لا يزال الناس يشترون عند 12 درجة مئوية؟

خلف هذا الارتباك هو أن الناس لا يزالون يستخدمون منطق الأيام المشمسة لتقييم سوق الأيام الممطرة.

النظام ليس مرتبكًا. لقد حدد بشكل صحيح نوع الطقس اليوم في الصباح، مع ذروة غير عادية، مما يظهر انحرافًا واضحًا بين درجة الحرارة الحالية وتوقعات السوق. هذا الاختلاف في المعلومات هو فرصة تداول.

هذه هي أهمية وجود هذا النظام: يجعل من السهل تحديد الفرص في مواجهة الفرص وينبه بشكل أسرع في مواجهة المخاطر.

ما هي بعض قيود النظام؟

تم تنفيذ نظام خلال عطلة نهاية الأسبوع، من المستحيل أن يكون بدون عيوب:

· الدقة في الخريف هي فقط 63.7%، قريبة من رمية عملة.

· الكتل الهوائية الباردة والدافئة تتصارع مرارًا وتكرارًا خلال هذا الموسم، مع ارتفاع درجة حرارة اليوم يتبعه انخفاض غدًا، الأنماط التاريخية هي الأقل موثوقية في الخريف.

· خصائص الضغط غير متاحة في التداول المباشر. تم استخدام تغييرات الضغط كميزة عند تدريب النموذج، وكانت نتائج الاختبار الخلفي جيدة.

· إشارة مرور الهواء البارد واضحة جدًا. ومع ذلك، خلال التداول المباشر، لا توفر الواجهة الحالية بيانات الضغط في الوقت الحقيقي.

· تصحيح الساحل لا يزال في انتظار تفعيل البيانات. تأثير نسيم البحر في مطار بودونغ هو بالفعل حقيقي، وقد أنشأ النظام وحدة تصحيح مناسبة، لكن عينات الاختبار الخلفي غير كافية.

نظام يعمل لمدة عطلة نهاية أسبوع يمكنه بالفعل تحديد هذه القضايا، وهو ما يعتبر مكسبًا. تشمل الخطوات التالية تصحيح الأخطاء أثناء التشغيل.

الرابع. الخاتمة

تطورت الأرصاد الجوية على مدى مئات السنين، مع دمج الأقمار الصناعية، والحواسيب العملاقة، والنماذج العالمية، ومع ذلك لا تزال توقعات الطقس لا تجرؤ على ضمان دقة 100% للغد. ليس لأن العلماء لا يعملون بجد كافٍ، ولكن الغلاف الجوي نفسه فوضوي. يمكن أن يؤدي اختلاف طفيف في الظروف الأولية إلى نتائج مختلفة تمامًا.

هذا النظام الذي عمل على مدار عطلة نهاية الأسبوع، بالطبع، سيخطئ. معدل الدقة في الخريف قريب من رمية عملة، إذا وصلت الهواء البارد مبكرًا، قد لا يستجيب النظام في الوقت المناسب، ولم يتم التقاط تأثير نسيم البحر بالكامل حتى الآن.

لكن هذا ليس مهمًا. توقع السوق لا يتطلب أن تكون على حق في كل مرة، بل يحتاج فقط إلى أن يكون لديك ميزة في الاحتمالات، ورؤية طبقة واحدة إضافية من المعلومات أكثر من السوق.

رابط المقال الأصلي