移动平均法
移动平均法
移动平均法移动平均法是一种简单平滑预测技术，它的基本思想是：根据时间序列资料、逐项推移，依次计算包含一定项数的序时平均值，以反映长期趋势的方法。
因此，当时间序列的数值由于受周期变动和随机波动的影响，起伏较大，不易显示出事件的发展趋势时，使用移动平均法可以消除这些因素的影响，显示出事件的发展方向与趋势（即趋势线），然后依趋势线分析预测序列的长期趋势。
1. 移动平均法的基本理论①简单移动平均法设有一时间序列，则按数据点的顺序逐点推移求出N个数的平均数，即可得到一次移动平均数：式中为第t周期的一次移动平均数；为第t周期的观测值；N为移动平均的项数，即求每一移动平均数使用的观察值的个数。
这个公式表明当t向前移动一个时期，就增加一个新近数据，去掉一个远期数据，得到一个新的平均数。
由于它不断地“吐故纳新”，逐期向前移动，所以称为移动平均法。
由于移动平均可以平滑数据，消除周期变动和不规则变动的影响，使得长期趋势显示出来，因而可以用于预测。
其预测公式为：即以第t周期的一次移动平均数作为第t+1周期的预测值。
②趋势移动平均法当时间序列没有明显的趋势变动时，使用一次移动平均就能够准确地反映实际情况，直接用第t周期的一次移动平均数就可预测第t+1周期之值。
但当时间序列出现线性变动趋势时，用一次移动平均数来预测就会出现滞后偏差。
因此，需要进行修正，修正的方法是在一次移动平均的基础上再做二次移动平均，利用移动平均滞后偏差的规律找出曲线的发展方向和发展趋势，然后才建立直线趋势的预测模型。
故称为趋势移动平均法。
设一次移动平均数为，则二次移动平均数的计算公式为：再设时间序列从某时期开始具有直线趋势，且认为未来时期亦按此直线趋势变化，则可设此直线趋势预测模型为：式中t为当前时期数；T为由当前时期数t到预测期的时期数，即t以后模型外推的时间；为第t+T期的预测值；为截距；为斜率。
，又称为平滑系数。
根据移动平均值可得截距和斜率的计算公式为：在实际应用移动平均法时，移动平均项数N的选择十分关键，它取决于预测目标和实际数据的变化规律。
12项移动平均法
12项移动平均法
12项移动平均法是一种时间序列分析方法，用于平滑数据并识别长期趋势。
它的基本原理是通过计算连续12个时间点的平均值来平滑数据，并将结果作为预测值。
该方法常用于预测季节性和周期性趋势。
步骤如下：
1. 对原始数据进行平滑处理，计算前12个时间点的平均值作为第一个预测点，即第13个时间点的预测值。
2. 移动平均法的特点是每次只移除最早的一个数据点，同时添加一个新的数据点。
因此，计算第二个预测点时，只需移除第一个数据点，并添加第13个数据点，再计算这12个数据点的平均值作为预测值。
以此类推，依次计算第3个、第4个……最后一个预测点。
3. 最后得到的预测点序列是平滑后的数据，并能反映出长期趋势。
12项移动平均法对长期趋势有一定的平滑效果，但可能会对短期波动的反应较慢。
因此，该方法更适合分析季节性和周期性变化较为显著的数据。
在应用时，可以根据具体情况调整移动平均的窗口大小，以达到较好的平滑效果。
移动平均法概述
移动平均法概述移动平均法是一种常用的时间序列预测方法，它通过计算一组最近的实际数据值的平均值来预测未来一期或几期内的公司产品的需求量、公司产能等。
移动平均法的基本原理是消除偶然因素和随机因素对时间序列的影响，突出长期趋势和变化。
移动平均法可以分为简单移动平均和加权移动平均两种类型。
简单移动平均法的计算公式为：下一期预测值= (前期实际值1 + 前期实际值2 + ... + 前期实际值n) / n，其中n为移动平均的时期个数。
这种方法赋予每个时期的权重相等，适用于数据变化较为平稳的情况。
加权移动平均法则对每个时期的数据给予不同的权重，通常越近期的数据权重越大，以反映数据的重要性和影响程度。
加权移动平均法的计算公式为：下一期预测值= w1*前期实际值1 + w2*前期实际值2 + ... + wn*前期实际值n，其中w1，w2，...，wn为各个时期的权重，且它们的和为1。
移动平均法适用于即期预测，当产品需求既不快速增长也不快速下降，且不存在季节性因素时，移动平均法能有效地消除预测中的随机波动，是非常有用的。
此外，移动平均法还可以用于分析时间序列的长期趋势和变化，帮助决策者做出更为准确的预测和决策。
然而，移动平均法也存在一些局限性，例如对于数据的变化趋势和季节性因素考虑不足，可能导致预测结果的偏差。
此外，移动平均法还需要选择合适的移动平均时期个数和权重。
总之，移动平均法是一种基于时间序列数据的预测方法，它通过计算一组最近的实际数据值的平均值来预测未来一期或几期内的数值。
移动平均法可以分为简单移动平均和加权移动平均两种类型，适用于不同的预测场景。
虽然移动平均法具有一定的局限性，但在实际应用中，它仍然是一种有效的预测工具，可以帮助决策者做出更为准确的预测和决策。
移动平均法ppt课件
xtn
得到预测的通式，即 ：
F x ( 1 ) F t 1 t t
由一次指数平滑法的通式可见：
一次指数平滑法是一种加从而可以大大减少数据存储问题，甚 至有时只需一个最新观察值、最新预测值和α值 ，就可以进行预测。它提供的预测值是前一期预 测值加上前期预测值中产生的误差的修正值。
一次移动平均
1.一次移动平均方法的内涵 一次移动平均方法是收集一组观察值，计算这 组观察值的均值，利用这一均值作为下一期的预 测值。 在移动平均值的计算中包括的过去观察值的实 际个数，必须一开始就明确规定。每出现一个新 观察值，就要从移动平均中减去一个最早观察值， 再加上一个最新观察值，计算移动平均值，这一 新的移动平均值就作为下一期的预测值。
拟选用α=0.3，α=0.5，α=0.7试预测。
结果列入下表：
由上表可见：
α=0.3，α=0.5，α=0.7时，均方误差分别
为：
MSE=287.1 MSE=297.43 MSE=233.36
。
最小
因此可选α=0.7作为预测时的平滑常数 1981年1月的平板玻璃月产量的预测值为：
0 . 7 259 . 5 0 . 3 240 . 1 25 . 6
3.一次移动平均方法的应用公式 设时间序列为
,移动平均法可以表示为：
式中： 为第t周期的一次移动平均数； 为第t周期的观测值；N为移动平均的项数，即求 每一移动平均数使用的观察值的个数. 由移动平均法计算公式可以看出，每一新预测 值是对前一移动平均预测值的修正，N越大平滑效 果愈好。
这个公式表明当t向前移动一个时期，就增加一 个新近数据，去掉一个远期数据，得到一个新的平 均数。由于它不断地“吐故纳新”，逐期向前移动， 所以称为移动平均法。 由于移动平均可以平滑数据，消除周期变动和不 规则变动的影响，使得长期趋势显示出来，因而可 以用于预测。其预测公式为：
管理预测5.2 移动平均法
如本例，要确定N＝3，还是N＝5合适。可通过计算这两 个预测公式的均方误差MSE，选取使MSE较小的那个N
当N=3时
MSE 1 9
12 4
yt yˆt 2
28836 9
3204
计算当结N=果5时表M明SE：N71 ＝162 5y时t ，yˆt 2MS11E174较3 小 15，92故选取 N＝5。
利用加权移动平均数来作预测的公式为 yˆt1 M tw
即以第t期加权移动平均数作为第 t+1期的预测值。
例5-2 我国1979～1988年原煤产量如表5-2所示，试用加权移动平均
法预测1989年的产量（取 w1 3, w2 2, , w3 1）。
表5-2 我国原煤产量统计数据及加权移动平均预测值表（单位：亿吨）
设时间序列为 y , y , y 加权移动平均公式为:
1
2
t
M tw w1 yt
式中：
w2 yt1 w1 w2
wN wN
ytN 1
,t≥N
（5-4）
Mtw为 t 期加权移动平均数；
w i 为yti1的权数，它体现了相应的y在加权平均数中的重要性
6.66 6.24 6.31% 6.66
将相对误差列于表5-3中，再计算总的平均相对误差：
1
yˆt yt
100%
1
52.89 58.44
100%
9.50%
由于总预测值的平均值比实际值低9.50%，所以可将1989 年
的预测值修正为
9.48 10.48 亿吨
数据，得到一个新的平均数。
移动平均法的计算公式
移动平均法的计算公式移动平均法是一种常用的统计分析方法，用于对数据序列进行平滑处理和趋势预测。
其计算公式为：移动平均值 =（数据点1 + 数据点2 + 数据点3 + ... + 数据点n）/ n其中，n为移动平均的时间窗口大小，表示取前n个数据点进行平均计算。
移动平均法的主要作用是降低数据的随机波动，使趋势更加明显，方便分析和预测。
移动平均法的应用非常广泛，例如在股票市场中，可以通过计算股价的移动平均值，判断股票价格的长期趋势，以及超买超卖的情况。
在经济领域，也可以利用移动平均法对经济指标进行分析，预测经济走势。
移动平均法的计算步骤如下：1. 确定移动平均的时间窗口大小n。
这个窗口大小根据具体的应用需求来确定，一般需要根据数据的周期性和波动性来选择。
2. 从数据序列的第一个数据点开始，依次计算移动平均值。
对于第一个移动平均值，需要使用前n个数据点进行计算；对于后续的移动平均值，每次向后滑动一个数据点，并重新计算平均值。
3. 将计算得到的移动平均值记录下来，作为平滑后的数据序列。
通过移动平均法可以有效地去除数据序列中的随机波动，从而使趋势更加明显。
然而，移动平均法也有一些局限性，例如对于非常短期的波动或突发事件，移动平均法可能无法及时反应，因为它使用了过去一段时间的数据进行平均计算。
移动平均法还有一些变种形式，例如加权移动平均法和指数移动平均法。
加权移动平均法给予不同时间段的数据点不同的权重，可以更加灵活地适应不同的数据变化；指数移动平均法则更加注重近期数据点的影响，对于快速变化的数据序列更为敏感。
移动平均法是一种简单而有效的数据平滑和趋势分析方法。
通过计算移动平均值，可以降低数据的随机波动，突出数据的长期趋势，方便分析和预测。
然而，在应用时需要根据具体情况选择合适的时间窗口大小，并结合其他方法进行综合分析，以得到更准确的结果。
移动平均法
移动平均法
移动平均法(Moving Average Method)是一种常用的数理统计方法，它通过移动的方
式对数据进行平均处理，使得原始数据上下波动形成一个趋势线，从而更容易判断出这种
趋势。
如果单独处理一段时间区间内数据，可能会受到一定范围内偶然因素的影响，而通
过移动平均法就可以将偶然因素抵消，更精准地把握数据的大致趋势。
移动平均法是用前面几个数据点的平均值来代替当前点的一种方法，从而形成一条趋
势线，与原始数据的波动相比更容易分析。
它把一段时间上的数据抽象为某种特征，通常
是将多个数据当成一个数据看待，只要综合看出其变化特征就可以对未来发展进行预测。
使用移动平均法分析数据时，我们需要设定移动步长。
即每次移动多少个数据点，比
如前期移动3个数据点，则取前3个数据点的平均值作为当前点的值，然后向后移动1个
数据点，重新取3个数据点的平均值，以此类推。
还可以设定长期步长来分析影响数据的
长期因素。
移动步长的选择对结果影响较大，应根据实际分析目的来考虑数据的变化节律，确定合理的移动步长。
移动平均法是目前最为常用的数据分析方法之一，它简单有效，被广泛应用于定量分
析中。
它可以获取数据的重要趋势信息，从而帮助决策者更好的把握市场变化，对相关决
策做出最佳决定。
移动平均法
由上表可见：
α=0.3，α=0.5，α=0.7时，均方误差分别
为：
MSE=287.1 MSE=297.43 MSE=233.36 最小 因此可选α=0.7作为预测时的平滑常数
。 1981年1月的平板玻璃月产量的预测值为：
0 .7 2.5 5 0 .3 9 2.1 4 20 .6 5
一次指数平滑法比较简单，但也有问题。问
题之一便是力图找到最佳的α值，以使均方差最
小，这需要通过反复试验确定
例2 利用下表数据运用一次指数平滑法对1981年1月
我国平板玻璃月产量进行预测（取α=0.3，0.5 ， 0.7）。并计算均方误差选择使其最小的α进行预测
。
拟选用α=0.3，α=0.5，α=0.7试预测。
3.一次移动平均方法的应用公式
设时间序列为
,移动平均法可以表示为：
式中： 为第t周期的一次移动平均数； 为第t周期的观测值；N为移动平均的项数，即求 每一移动平均数使用的观察值的个数.
由移动平均法计算公式可以看出，每一新预测 值是对前一移动平均预测值的修正，N越大平滑效 果愈好。
这个公式表明当t向前移动一个时期，就增加一 个新近数据，去掉一个远期数据，得到一个新的平 均数。由于它不断地“吐故纳新”，逐期向前移动， 所以称为移动平均法。
• 某公司2003年—2010年某种产品产量如下表所示：
分别以时距长度N=3和N=5计算的各期预测值如下表所示：
一次指数平滑法
一次指数平滑法是利用前一期的预测值 F t 代替
x t n 得到预测的通式，即 ：
F t1xt (1)F t
由一次指数平滑法的通式可见：
一次指数平滑法是一种加权预测，权数为α
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移动平均法
移动平均法是一种简单平滑预测技术，它的基本思想是：根据时间序列资料、逐项推移，依次计算包含一定项数的序时平均值，以反映长期趋势的方法。
因此，当时间序列的数值由于受周期变动和随机波动的影响，起伏较大，不易显示出事件的发展趋势时，使用移动平均法可以消除这些因素的影响，显示出事件的发展方向与趋势（即趋势线），然后依趋势线分析预测序列的长期趋势。
1. 移动平均法的基本理论
①简单移动平均法
设有一时间序列，则按数据点的顺序逐点推移求出N个数的平均数，即可得到一次移动平均数：
式中为第t周期的一次移动平均数；为第t周期的观测值；N为移动平均的项数，即求每一移动平均数使用的观察值的个数。
这个公式表明当t向前移动一个时期，就增加一个新近数据，去掉一个远期数据，得到一个新的平均数。
由于它不断地“吐故纳新”，逐期向前移动，所以称为移动平均法。
由于移动平均可以平滑数据，消除周期变动和不规则变动的影响，使得长期趋势显示出来，因而可以用于预测。
其预测公式为：
即以第t周期的一次移动平均数作为第t+1周期的预测值。
②趋势移动平均法当时间序列没有明显的趋势变动时，使用一次移动平均就能够准确地反映实际情况，直接用第t周期的一次移动平均数就可预测第t+1周期之值。
但当时间序列出现线性变动趋势时，用一次移动平均数来预测就会出现滞后偏差。
因此，需要进行修正，修正的方法是在一次移动平均的基础上再做二次移动平均，利用移动平均滞后偏差的规律找出曲线的发展方向和发展趋势，然后才建立直线趋势的预测模型。
故称为趋势移动平均法。
设一次移动平均数为，则二次移动平均数的计算公式为：
再设时间序列从某时期开始具有直线趋势，且认为未来时期亦按此直线趋势变化，则可设此直线趋势预测模型为：
式中t为当前时期数；T为由当前时期数t到预测期的时期数，即t以后模型外推的时间；
为第t+T期的预测值；为截距；为斜率。
，又称为平滑系数。
根据移动平均值可得截距和斜率的计算公式为：
在实际应用移动平均法时，移动平均项数N的选择十分关键，它取决于预测目标和实际数据的变化规律。
2. 应用举例
已知某商场1978～1998年的年销售额如下表所示，试预测1999年该商场的年销售额。
年份销售额年份销售额
1978 32 1989 76
1979 41 1990 73
1980 48 1991 79
1981 53 1992 84
1982 51 1993 86
1983 58 1994 87
1984 57 1995 92
1985 64 1996 95
1986 69 1997 101
1987 67 1998 107
1988 69
下面使用移动平均工具进行预测，具体操作步骤如下：
选择工具菜单中的数据分析命令，此时弹出数据分析对话框。
在分析工具列表框中，选择移动平均工具。
这时将弹出移动平均对话框，如图8－1所示。
在输入框中指定输入参数。
在输入区域框中指定统计数据所在区域B1:B22；因指定的输入区域包含标志行，所以选中标志位于第一行复选框；在间隔框内键入移动平均的项数5（根据数据的变化规律，本例选取移动平均项数N=5）。
在输出选项框内指定输出选项。
可以选择输出到当前工作表的某个单元格区域、新工作表或是新工作簿。
本例选定输出区域，并键入输出区域左上角单元格地址C2；选中图表输出复选框。
若需要输出实际值与一次移动平均值之差，还可以选中标准误差复选框。
单击确定按钮。
这时，Excel给出一次移动平均的计算结果及实际值与一次移动平均值的曲线图，如图8－2所示。
图8－1
图8－2
从图8－2可以看出，该商场的年销售额具有明显的线性增长趋势。
因此要进行预测，还必须先作二次移动平均，再建立直线趋势的预测模型。
而利用Excel 2000提供的移动平均工具只能作一次移动平均，所以在一次移动平均的基础上再进行移动平均即可。
二次移动平均的方法同上，求出的二次移动平均值及实际值与二次移动平均值的拟合曲线，如图8－3所示。
再利用前面所讲的截距和斜率计算公式可得：
图8－3 于是可得t=21时的直线趋势预测模型为：
预测1999年该商场的年销售额为：
指数平滑法
移动平均法的预测值实质上是以前观测值的加权和，且对不同时期的数据给予相同的加权。
这往往不符合实际情况。
指数平滑法则对移动平均法进行了改进和发展，其应用较为广泛。
1. 指数平滑法的基本理论
根据平滑次数不同，指数平滑法分为：一次指数平滑法、二次指数平滑法和三次指数平滑法等。
但它们的基本思想都是：预测值是以前观测值的加权和，且对不同的数据给予不同的权，新数据给较大的权，旧数据给较小的权。
①一次指数平滑法
设时间序列为，则一次指数平滑公式为：
式中为第t周期的一次指数平滑值；为加权系数，0＜＜1。
为了弄清指数平滑的实质，将上述公式依次展开，可得：
由于0＜＜1，当→∞时，→0，于是上述公式变为：
由此可见实际上是的加权平均。
加权系数分别为，
，…，是按几何级数衰减的，愈近的数据，权数愈大，愈远的数据，
权数愈小，且权数之和等于1，即。
因为加权系数符合指数规律，且又具有平滑数据的功能，所以称为指数平滑。
用上述平滑值进行预测，就是一次指数平滑法。
其预测模型为：
即以第t周期的一次指数平滑值作为第t+1期的预测值。
②二次指数平滑法
当时间序列没有明显的趋势变动时，使用第t周期一次指数平滑就能直接预测第t+1期之值。
但当时间序列的变动出现直线趋势时，用一次指数平滑法来预测仍存在着明显的滞后偏差。
因此，也需要进行修正。
修正的方法也是在一次指数平滑的基础上再作二次指数平滑，利用滞后偏差的规律找出曲线的发展方向和发展趋势，然后建立直线趋势预测模型。
故称为二次指数平滑法。
设一次指数平滑为，则二次指数平滑的计算公式为：
若时间序列从某时期开始具有直线趋势，且认为未来时期亦按此直线趋势变化，则与趋势移动平均类似，可用如下的直线趋势模型来预测。
式中t为当前时期数；T为由当前时期数t到预测期的时期数；为第t+T期的预测值；为截距，为斜率，其计算公式为：
③三次指数平滑法
若时间序列的变动呈现出二次曲线趋势，则需要用三次指数平滑法。
三次指数平滑是在二次指数平滑的基础上再进行一次平滑，其计算公式为：
三次指数平滑法的预测模型为：
其中：
④加权系数的选择
在指数平滑法中，预测成功的关键是的选择。
的大小规定了在新预测值中新数据和原预测值所占的比例。
值愈大，新数据所占的比重就愈大，原预测值所占比重就愈小，反之亦然。
若把一次指数平滑法的预测公式改写为：
则从上式可以看出，新预测值是根据预测误差对原预测值进行修正得到的。
的大小表明了修正的幅度。
值愈大，修正的幅度愈大，值愈小，修正的幅度愈小。
因此，值既代表了预测模型对时间序列数据变化的反应速度，又体现了预测模型修匀误差的能力。
在实际应用中，值是根据时间序列的变化特性来选取的。
若时间序列的波动不大，比较平稳，则应取小一些，如0.1～0.3；若时间序列具有迅速且明显的变动倾向，则应取大一些，如0.6～0.9。
实质上，是一个经验数据，通过多个值进行试算比较而定，哪个值引起的预测误差小，就采用哪个。
2. 应用举例
已知某厂1978～1998年的钢产量如下表所示，试预测1999年该厂的钢产量。
年份钢产量年份钢产量
1978 676 1989 2031
1979 825 1990 2234
1980 774 1991 2566
1981 716 1992 2820
1982 940 1993 3006
1983 1159 1994 3093
1984 1384 1995 3277
1985 1524 1996 3514
1986 1668 1997 3770
1987 1688 1998 4107
1988 1958
选择工具菜单中的数据分析命令，此时弹出数据分析对话框。
在分析工具列表框中，选择指数平滑工具。
这时将出现指数平滑对话框，如图8－4所示。
图8－4
在输入框中指定输入参数。
在输入区域指定数据所在的单元格区域B1:B22；因指定的输入区域包含标志行，所以选中标志复选框；在阻尼系数指定加权系数0.3。
在输出选项框中指定输出选项。
本例选择输出区域，并指定输出到当前工作表以C2为左上角的单元格区域；选中图表输出复选框。
单击确定按钮。
这时，Excel给出一次指数平滑值，如图8－5所示。
图8－5 从图8－5可以看出，钢产量具有明显的线性增长趋势。
因此需使用二次指数平滑法，即在一次指数平滑的基础上再进行指数平滑。
所得结果如图8－6所示。
图8－6 利用前面的截距和斜率计算公式可得：
于是，可得钢产量的直线趋势预测模型为：预测1999年的钢产量为：。