第十章 时间序列市场预测法(1)

第十章 时间序列市场预测法(1)
第十章 时间序列市场预测法(1)

第十章时间序列市场预测法(一)

——以平均数为基础的各种时序预测法时间序列市场预测法的步骤

第一节时间序列市场预测法的步骤

一、概念

时间序列市场预测法,是一种重要的定量预测方法。

1、时间序列预测法的定义

时间序列预测法是根据市场现象的历史资料,运用科学的数学方法建立预测模型,使市场现象的数量向未来延伸,预测市场现象未来的发展变化趋势,预计或估计市场现象未来表现的数量。时间序列市场预测法又称历史延伸法或趋势外推法。

时间序列市场预测法中所依据的时间序列,是对市场现象过去表现的资料整理和积累的结果。

2、时间序列的定义

就是将市场现象或影响市场各种因素的某种统计指标数值,按时间先后顺序排列而成的数列。时间序列也称动态数列或时间数列。时间序列中各指标数值在市场预测时被称为实际观察值。

3、时间序列的种类

(1)按时间序列排列指标的时间周期不同

时间序列可分为年时间序列,季度时间序列,月时间序列等

(2)时间序列按其所排列的市场现象指标种类不同

时间序列可分为绝对数时间序列,相对数时间序列,平均数时间序列等等。

时间序列市场预测法,是通过对市场现象时间序列的分析和研究,根据市场现象历史的发展变化规律,推测市场现象依此规律发展到未来所能达到的水平,这实际上是对市场现象时间序列的数量及其变动规律延伸。

时间序列市场预测法的理论依据是唯物辩证法中的基本观点,即认为一切事物都是发展变化的,事物的发展变化在时间上具有连续性,市场现象也是这样。市场现象过去和现在的发展变化规律和发展水平,会影响到市场现象末来的发展变化规律和规模水平;市场现象未来的变化规律和水平,是市场现象过去和现在变化规律和发展水平的结果。因此,时间序列市场预测法具有认识论上的科学性。

市场预测所研究的市场现象,一般都受到多种因素发展变化的影响。这些影响因素,有些是确定的,有些是不确定的;有些比较易于取得量化资料,有些难于或根本无法取得量化资料。对不确定性因素的研究与难于确定性因素的预测;对不易或不能取得量化资料因素的研究与预测难于可取得量化资料的因素是必然的。对确定性和不确定性可量化因素的影响,当然可以采取相关回归分析市场预测法进行研究。不论是确定的还是不确定的,不论是易于量化的还是难于量化的因素,都会对市场现象发生影响,这种影响表现为综合的。而不论市场现象表现得多么复杂,不论有多少影响因素,最终都集中或综合表现为市场现象随时间的延续而发展变化。

时间序列是市场现象指标数值按时间先后顺序排列而成的,其序列中各指标是各种因素综合影响后的结果,其中所表现出的市场现象的发展变化规律也是各种因素综合影响的反映。所以说时间序列预测法,实际上是考虑了所有影响因素综合影响的预测方法。

一般来说,时间序列市场预测法很适用于短期和近期市场预测。应用时间序列法做长期和中期市场预测,则需要考虑得更周到,客观依据要更先分。只有当肯定市场现象在中、长

期内发展变化的规律,与其过去和现在基本一致,或对预测期的现象新特点能确定的条件下,才能应用时间序列市场预测法,对市场

现象术来的发展变化趋势做出预测。

二、时间序列市场预测法的步骤

(一)搜集、整理市场现象的历史资料,编制时间序列,并根据时间序列绘制图形时间序列市场预测法,必须以市场现象较长时期的历史资料为依据。预测者所搜集的资料越完整,对现象从时间上观察得越充分;对市场现象的发展变化趋势和规律的分析就越深入,预测结果就越准确。

通过市场现象较长时期的历史资料可以看出,市场现象在不同的历史时期,往往表现出不同的发展变化规律或趋势。我国很多历史统计资料,如商品销售额,农副产品收购额,居民收入水平,居民消费水平的时间序列等等,都可表现出在第一个五年计划时期,在“大跃进”时期,在3年自然灾害时期,在“文化大革命”时期,在我同经济体制改革后等等不同的历史时期,市场现象的发展具有不同的变化趋势和特点。

在应用这些历史资料时,预测者必须对长期的市场现象资料进行分析研究,才能对市场现象在不同时期的变化规律和特点有正确的认识;也才能根据市场现象过去和现在的发展变化规律,对其未来的表现做出推确的预测。

在编制或应用市场现象历史资料的时间序列时,应特别注意现象各时期统计指标的可比性问题。在较长时期内,同一市场现象或同—名称的统计指标,往往不完全相同。

为了能够更加直观地观察市场现象的变化规律,利用时间序列进行市场预测,常常要将市场现象时间序列的指标绘制成图形。绘制图形的方法,是以时间t为横坐标,以被研究的市场现象观察值y为纵坐标,绘制成散点图或折线图。这个步骤很重要,利用图形观察市场现象的发展变化趋势成规律,是非常直观和奏效的。通过对图形的观察,可以清楚地观察到市场现象是呈直线还是呈某种曲线,为分析时间序列建立基础。

(二)对时间序列进行分析

在编制了时间序列,并绘制了图形之后,预测考必须对现象进行深入分析,才能确定采用什么具体方法进行预测。市场现象时间序列观察值,是影响市场变化的各因素共同作用的结果。

传统的时间序列分析法,把影响市场现象变动的各因素,按其特点和综合影响结果分为四种类型,即长期趋势变动、季节变动、循环变动、不规则变动。 1.长期趋势变动(1)定义

长期趋势是指时间序列观察值即市场现象,在较长时期内持续存在的总势态,反映市场预测对象在长时期内的变动趋势。

(2)长期趋势的具体表现

水平型变动、趋势型变动,

在趋势型变动中又分为上升、下降两种趋势。见图10-1、图l0-2。

习惯上,常常把水平型发展趋势的现象,称为无明显趋势变动,而把具有上升、下降变动的现象,称为有明显趋势变动。

在市场预测中,对水平型变动和趋势型变动的不同市场现象,必须按其不同的变动规律,采用不同的方法进行市场预测。

长期趋势变动,是现象发展的必然趋势,是现象不依人的意志为转移的客观表现。这种变动是大多数现象所具有的特点,也是分析时间序列,进行市场预测首先应该考虑的现象变动规律。

2.季节变动

季节变动一般是指市场现象以年度为周期,随着自然季节的变化,每年都呈现的有规律的循环变动。广的季节变动还包括以季度、月份以至更短时间为周期的循环变动。见图10-30

市场现象季节变动主要是由自然气候、风俗习惯、地理环境等因素引起的,我国地域广阔,大多数地区的四季变化很明显,这就便许多季节性生产或季节性消费的商品供求,呈现出明显的季节件规律变动。如我国民间对春节、端午节、中秋节、元旦、“十一”等节日,使一些节日消费的商品供求呈现明显的季节变动;90年代未所出现的假日消费现象也是广义上季节变动的内容。在各种经济现象中,市场现象的季节性变动是最明显的。

对于季节性变动的现象,有专门的季节变动预测法加以具体研究,反映和描述其变动特点和规律。

3.循环变动

循环变动原指资本主义经济,由于自由竞争和生产无政府状态利起的经济危机,间隔数年就出现一次的循环现象。它使时间序列形成循环变动规律。

循环变动也可泛指间隔数年就出现一次的市场现象变动规律。市场现象的循环变动形成的原因是多方面的,根本上是由经济运行周期决定的。

4.不规则变动

不规则变动是指现象由偶然因素引起的无规律的变动。如:自然灾害、地震、战争、政治运动等偶然因素对市场现象时间序列的影响。对于这些因素的影响,预测者虽然可以辨别,但对其发生时间和影响量却难于确定。所谓偶然因素也就是说这些因素发生的时间和影响量是偶然的,是不确定的。

当对时间序列进行分析.采取某种方法帧测时,往往是采取剔除偶然因亲的影响,来观察现象的各种规律性变动。

(三)选择预测方法,建立预测模型

根据对时间序列的认真分析,选择与时间序列变动规律相适应的预测方法,并建立相应的预测模型。

(四)测算预测误差,确定预测值

对于所建立的预测模型,通过测算其预测误差,可以判定模型是否能用于实际预测。若其误差值在研究问题所允许的范围内,即可应用预测模型确定市场现象的预测值。

第二节简易平均数市场预测法

一、概念

1、定义

简易平均市场预测法,是在对时间序列进行分析研究的基础上,计算时间序列观察值的某种平均数,并以此平均数为基础确定预测模型或预测值的市场预测方法。

二、分类

简易平均市场预测法由于所计算的平均数不同,可以具体分

为以下几种方法:

(一)时间序列序时平均数预测法

(1)内容

序时平均数,是对时间序列观察值计算的动态平均数。其平均数将现象在不同时间发展水平的差异抽象掉,表现某种现象在某段时期发展的一般水平。序列平均数预测法就是把这个动态平均数,作为预测值的基础。

序时平均数的计算,是以市场现象观察值数据之和除以观察值的期数。其公式为:

(2)序时平均法适用于两种情况。

一种是市场现象时间序列呈水平型发展趋势,不规则变动即随机因素的影响较小。这种情况下应用此方法,实际上是进一步消除不规则变动的影响,将水平型变动规律更清楚地反映出来。

另一种是市场现象在一年中各月的观察值有明显季节变动,而在几年之间不存在明显的趋势变动,且不规则变动即偶然因素的影响很小。

序时平均数法具有计算简单,方便易行等特点,但其适用现象比较窄,如若市场现象有明显趋势变功,用序时平均数法就无法解决问题了。

(二)时间序列平均增减量市场预测法

1、定义

平均增减量是时间序列各环比增减量的平均数。平均增减量预测法,就是当时间序列环比增减量相差不大的情况下,以平均增减量为依据,建立预测模型计算预测值的方法。

2、环比增减量的公式为:

平均增减量预测法,适用有趋势变动的市场现象时间序列,其趋势变动规律与环比增减量基本相同,且随机因素的影响不大。

(三)时间序列平均发展速度市场预测法

1、定义

平均发展速度,是对时间序列环比发展速度的连乘积开高次方,求出市场现象在一定时期内发展速度的一般水平。平均发展速度一般用几何平均法计算。平均发展速度预测法,是

当市场现象时间序列的环比发展速度基本一致情况下,以平均发展速度为依据建立预测模型,并对市场现象估计预测值的方法。

2、公式

时间序列环比发展速度,是各观察位与前一期观察值之比,其公式为:

平均发展速度的公式为:

平均发展速度的计算方法,一般是用几何平均法,即对环比发展速度的连乘积开高次方。升高次方如使用计算器专用功能,是很方便的,也可以用对数法来计算。

用对数法计算时,是对平均发展速度计算公式两边同时取对

数,即:

平均发展速度预测法,适用于有明显趋势的市场现象时间序列。其趋势变动规律表现为发展速度大致相同,并且随机因素的影响不明显。此预测模型用于近期预测比较适合,若用于中期预测则必须充分考虑现象在预测期的变化情况,对预测值加以调整。

(四)加权平均市场预测法

采取时间序列预测法,时间序列中餐期市场现象观察值,都会对预测慎产生影响。但事实上各观察值并不是以相同的程度对

预测值产生影响。

一般说来,距预测期远的观察值对预测值的影响小一些;距预测期近的观察值对预测值的影响大些。基于这种考虑,预测者可以用大小不同的权数,将市场现象观察值对预测期的不同影响程度加以量化。

1、定义

对影响大的近期观察值给予较大的权数,对远期影响小的观察值则给予较小的权数。这种根据观察值的重要性不同,分别给予相应的权数后,再计算加权平均数作为建立预测模型和计算预测值依据的方法,称加权平均预测法。

加权平均预测法,通常采用加权算术平均法来计算平均值。

2、公式:

式中:Y t 各期实际观察值(t =1,2,……n);

W t 各期权数。

加权平均预测法.必须确定适当的权数,才能得到满意的预测值。而权数的确定,只是根据预测者对时间序列的观察分析而定,尚无科学的数学方法,一般考虑两点,首先是考虑距预测期的远近,远期观察值极数小些,近期观察值权数大些。其次是考虑时间序列本身的变动幅度大小,对于波动幅度较大的时间序列,给予的权数差异就大些,而对于变动幅度小的时间序列,权数的差异就可以小些。

权数的取法,可以取小数,并使∑t W =1,这样就使∑=t

t W Y Y ,计算简便。也可以取等差,等比数列的权数。在预测者不能肯定如何分配权数最佳时,可以同时采用几个权数计算,最后视误差大小选择最适当的权数值。

第三节 移动平均市场预测法

1、 定义

移动平均市场预测法,是对时间序列观察值,由远向近按一定跨越期计算平均值的—种预测方法。随着观察值向后推移,平均值也跟着向后移动,形成一个由平均值组成的新的时间序列。对新时间序列中平均值加以一定调整后,可作为观察期内的估计值,最后一个移动平均值则是预测值计算的依据c

2、特点

移动平均法有两个显著持点:

第一,对于较长观察期内,时间序列的观察值变动方向和程度不尽一致,呈现波动状态,或受随机因素影响比较明显时,移功平均法能够在消除不规则变动的同时,又对其波动有所反映。也就是说,移动平均法在反映现象变动方面是较敏感的。

第二,移动平均预测法所需贮存的观察值比较少,因为随着移动,远期的观察值对预测期数值的确定就不必要了,这一点使得移动平均法可长期用于同一问题的连续研究,而不论延续多长时间,所保留的观察值是不必增加的,只需保留跨越期各个观察值就可以了。这个论是对于手工计算还是计算机计算都是有益的。

移动平均法的准确程度,主要取决于跨越期选择得是否合理。

3、跨越期的选择

预测者确定跨越期长短要根据两点:

一是要根据时间序列本身的特点;

二是要根据研究问题的需要。

如果时间序列的波动主要不是由随机因素引起的,而是现象本身的变化规律,这就需要预测值充分表现这种波动,把跨越期取得短些。这样既消除了一部分随机因素的影响,又表现了现象特有的变动规律。如果时间序列观察值的波动,主要是由随机因素引起的,研究问题的目的是观察预测事物的长期趋势值,则可以把跨越期取长些。

移动平均预测法,适合于既有趋势变动又有波动的时间序列。也适合有波动的季节变动现象的预测。其主要作用,是消除随机因素引起的不规则变动对市场现象时间序列的影响。移动平均的具体方法,有一次移动平均法.二次移动平均法,加权移动平均法。

一、一次移动平均预测法

1、内容

一次移动平均法,是对时间序列按一定跨越期,移动计算观察值的算术平均数,其平均数随着观察值的移动而向后移动。

2、 一次移动平均值的计算公式为:

一次移动平均值,表面上是一个简单算术平均数,而事实上它是给时间序列中最近几个观察值以相同的权数,而对以前的观察值则不给任何权数;还可以看出,计算一次移动平均值,只需有最近几个观察值就够了。在实际计算中,如n 即计算移动平均值的跨越期取得比较大,还可对上式再行简化成下面的形式。

因为第t 期的一次移动平均值为:

所以第t +1期的移动平均值可以简化为

由简化式明显看出,每个新的移动平均值,是对前一个移动平均值的调整。还可看出, 当n 越增大时,移动平均值序列表现得越平滑,只在每个移动平均值之间作了很小的调整。用简化公式计算,只要在前期移动平均预测值上加—个调整值n

Y Y n t t --即可。 从这个例子可以看出,一次移动平均可以消除由于偶然因素引起的不规则变动,同时又保留了原时间序列的波动规律。而不是像简易平均法那样,仅用若干个观察值的一个平均数作为预测值。另外,每一个移动平均值只需几个观察值就可计算,需要贮存的数据很少。

3、局限性

但是一次移动平均市场预测法,显然也有其局限性。一方面,这种方法只能向未来预测一期;另一方面,对于有明显趋势变动的市场现象时间序列,一次移动平均法是不适合的,它只适用于基本呈水平型变动,又有些波动的时间序列,可以消除不规则变动的影响。

二、二次移动平均市场预测法

1、定义

二次移动平均预测法,是对一次移动平均值再进行第二次移功平均、并存此基础上建立预测模型,求出预测值的预测方法。

由于一次移动平均法不适用于趋势变动时间序列,因为一次移动平均值大大滞后于实际观察值,为了解决这个矛盾,就在一次移动平均的基础上,建立了二次移动平均的方法,二次移动平均预测法解决了预测值滞后于实际观察值的矛盾,适用于有明显趋势变动的市场现象时间序列进行预测,同时它还保留了一次移动平均法的优点。

2、二次移动平均值的公式为:

二次移动平均预测法的预测模型

二次移动平均预测模型,其截距和斜率的确定,是以一次和二次移动平均值为依据的,且各期的截距、斜率是变化的。

由二次移动平均的预测过程可以看出,对于具有明显上升趋势的市场现象,二次移动平均预测法同样是很适应的。但它不是用一个固定的a t ,b t值,各期的a t ,b t值是有所变化的,这样就保留了而场现象客观存在的波动。最后一个a t ,b t值是固定的,不但可以用于短期预测,也可用于近期预测。二次移动平均法比一次移动平均法的适用面更广,在实践中应用较多。

三、加权移动平均法

1、定义

加权移动平均法,是对市场现象观察值按距预测期的远近,给予不同的权数,并求其按加权计算的移动平均值,以移动平均值为基础进行预测的方法。

权数的确定与前面所说加杖平均法一样,对距预测期近的观察值给予较大权数,对距预测期远的观察值给予小些的权数,借以调节各观察值对预测值的影响作用,使市场预测值能更好地反映市场现象未来的实际变化。

2、加权移动平均法的公式为

加权移动平均法,不但可如上例与一次移动平均法结合应用,同样也可与二次移动平均法结合应用。即计算二次移动平均值时用加权移动平均。

第四节指数平滑市场预测法

应用一、二次移动平均和加权移动平均市场预测法,虽然能解决不少市场现象的预测问题,但至少在两方面不能令预测者十分满意。

一是计算一个移动平均值,必须贮存几个观察期,也就是必须贮存跨越期个观察值,这就必然加大了市场预测的计算工作量。

二是,一、二次移动平均法,对市场现象时间序列最近几个观察值都给予相同的权数,即对每个观察值都给予1/n的权数。加权移动平均法,虽然对最近n个观察值给予不同的权数,但它对(t—n)期的观察值是完全不予考虑的,即给予的权数为0。

本节所述指数平滑法则克服了上述不足,所得出的预测值能更合理更客观。

1、定义

指数平滑法,实际上是一种特殊的加权移动平均法。

2、特点

其一,对离预测期最近的市场现象观察值,给予最大的权数,而对离预测期渐远的观察值给予递减的权数。使市场预测值能够在不完全忽视远期观察值影响的情况下,又能敏感地反映市场现象变化,减小了市场预测误差。

其二,对于同一市场现象连续计算其指数平滑值,对较早期的市场现象观察值不是一概不予考虑,而是给予递减的权数。市场现象观察值对预测值的影响,由近向远按等比级数减小,其级数首项是α,公比为1-α。这种市场预测法之所以被称为指数平滑市场预测法,就是因为如将市场现象观察值对预测值的影响,按等比级数绘成曲线,所呈现的是—条指数曲线。而并不是说这种预测法的预测模型是指数形式。

其三,指数平滑法中的α值。是一个可调节的权数值,它是一个0≤α≤1的值。

指数平滑法中的α值越小时,市场现象观察值对预测值的影响自近向远越缓慢减弱;当α值越大时,市场现象观察值对预测值的影响自近向远越迅速减涡。预测者可以通过调整α的大小,来调节近期观察值和远期观察值对预测值的不同影响程度。

3、分类

指数平滑法按市场现象观察值被平滑的次数不向,可分为单重指数平滑法和多重指数平滑法。

一、单重指数平滑法

1、定义

单重指数平滑法,也称一次指数平滑法。它是指对市场现象观察值计算一次平滑值,并以一次指数平滑值为基础,估计市场现象的预测值的方法。

2、一次指数平滑法中平滑值的计算公式为:

一次指数平滑值公式的实际意义是,被研究市场现象某一期的预测值,等于它前一期的一次指数平滑值,加上以平滑系数调整后的,市场现象前一期的实际观察值与一次平滑值的离差。由此公式,可以直接地观察到,一次指数平滑法具有移动平均值的特点。

在实际应用一次指数平滑法计算时,为了简化计算过程,常常将一次指数平滑值计算公式,变形为一次指数平滑的预测模型。其公式为:

其中:对于第一个指数平滑值)1(1S ,一般是采用下面两种方法之一来确定。

一是令)1(1S =Y 1,即采用市场现象的最初实际观察值,作为最初的一次指数平滑值。 二是令)1(1S =3

321Y Y Y ++,即用市场现象时间序列的前三个观察值的算术平均数,作为最初的一次指数平滑值。

一次指数平滑预测模型的实际意义是,某期市场现象预测值,等于以权数α调整的前一期市场现象实际观察值,加上以剩余权数(1—α)调整的前一期市场现象一次平滑值;一次指数平滑预测模型更直接地体现了,指数平滑法可以通过调整α的大小,来调整市场现象近期观察值和远期观察值对预测值的不同影响权数。

从一次指数平滑值公式和一次指数预测模型可见,指数平滑法是依次以旧平滑值或预测值,计算新平滑值或预测值的过程。它所需贮存的数据只有Y t ,S t ,这使预测过程得到简化。它克服了移动平均法中至少需要n 个观察值的不足,但实质上它仍是—种以平均值为基础,对市场现象进行预测的方法。

在一次指数平滑方法中,平滑常数α是一个非常重要的数值。此值的变动区间为0<α<l 。α值的大小,直接决定着市场现象各期实际观察值对预测值的影响作用。

一次指数平滑各值,克服一次移动平均值计算中,将(t —n)期以前的各市场现象实际观察值,完全给予零权数的不足。在一次指数平滑各值中,离预测期越远的市场现象实际观察值对预测值影响越小,呈减递规律。但其影响不论多小,还是认为它是存在的。当α值越接近于l 时,远期市场现象实际观察值对预测值的影响作用递减得越迅速;相对而言,最近期的市场现象实际观察值对预测值影响作用迅速加大。当α值越接近0时,市场现象各远期实际观察值对预测值的影响作用缓慢减弱,相对地市场现象近期实际观察值对预测值的影响作用逐渐加大。

3、α的确定

α值在理论上是一个0≤α≤1的值,在每一次应用一次指数平滑的市场预测中,α则是一个该区间内的确定值。由市场预测者确定出一个α值是非常重要的,它决定着市场预测误差的大小。预测者在确定α值时,必须根据市场现象时间序列本身的发展变化规律而定。当预测者并不能事先确定α值在多大时最合适,通常是对同一市场现象的预测中,同时选择几个α值进行测算,并分别测算出各α值预测结果的预测误差。最后通过预测结果误差大小的比较,选择误差最小时的α值,并对市场现象进行预测。

在一次指数平滑预测中,通过用不同的α值一次指数平滑值的测算,以明确两个问题。一是可确定被研究市场现象是否适合用一次指数平滑法进行预测;

二是可以通过误差大小的比较,提供最优α值确定的平滑系数。

4、特点

(1)首先,一次指数平滑法实际上是一种特殊的加权移动平均法,是用预测期前一期市场现象实际观察值与平滑值的离差,对前一期的平滑值进行修正,得到新的一次平滑值。其修正数值的大小在很大程度上取决于α的大小。

若α=0,则)1(1+t S =)1(t S ,从一次平滑公式的角度看,就是对前一期的一次指数平滑值

不用误差修正;从一次指数平滑模型的角度看,即完全不相信上一期市场现象实际观察值。

若α=1,则)1(1 t S =)1(t S +e t ,其中e t =Y t —)1(t S 。从一次指数平滑公式的角度看,就是

用全部误差修正上朗的平滑值;从一次指数平滑模型的角度看,即完全相信上期市场现象的实际观察值

若0<α<1,表示用部分误差修正前一期的一次指数平滑值。根据市场现象观察值的发展变化规律,选择适当的α值,使远期和近期市场现象实际观察值,都对预测值产生合理的影响。

(2)其次,一次指数平滑法在计算每一个平滑值时,只需用一个实际观察值和一个上期平滑值就可以了,它需要贮存的数据量很小。对于一种被连续观察预测的市场现象来说,甚至只要保留一期实际观察值就可进行预测。被保留的实际观察值用来表现最近期观察值对预测值的影响;被保留的上期平滑值用来表现以前各期观察值对市场预测的影响。一次指数平滑法的这种特点,不论是用手工计算还是用计算机计算,都省去了出于贮存数据过多带来的不便,计算过程简便,计算工作量不会过大。

(3)第三,一次指数平滑法只能向未来预测一期市场现象的表现,这在很多情况下造成了预测的局限性,不能满足市场预测者的需要。此外,一次指数平滑预测模型中的第一个平滑值)1(1S 和平滑系数α,在被确定时只是根据经验,尚无严格的数学理论加以证明。从前例的测其中可以看出,一次指数平滑法对无明显趋势变动的市场现象进行预测是适合的,但对于有趋势变动的市场现象则不适合。当市场现象存在明显趋势时,不论α值取多大,其一次指数平滑值也会滞后于实际观察值。

可见,一次指数平滑法既具有明显的优点,也存在明显的不足。预测者在选用此方法时,必须充分利用它的优点,避免其不足对预测的限制和影响。对于一次指数平滑法中存在的不足,用多重指数平滑法是可以弥补的。

二、多重指数平滑预测法

1、定义

多重指数平滑法.是对市场现象的实际观察值,计算二次或二次以上的指数平滑值,再以指数平滑值为基础建立预测模型,对市场现象进行预测的方法。

以二次指数平滑法为重点,说明多重指数平滑法的特点和应用过程。二次指数平滑市场预测法,即指对市场现象实际观察值测算两次平滑值,并在此为基础上建立预测模型,对市场现象进行预测的方法。二次指数平滑法与一次指数平滑法有着紧密的联系,二次指数平滑值必须在一次平滑值基础上计算。更主要的是,二次指数平滑法解决了一次指数平滑法不能解决的两个问题。一是解决了一次指数平滑不能用于有明显趋势变动的市场现象的预测;二是解决了一次指数平滑只能向未来预测一期的不足。

二次指数平滑法在其应用中,首先是计算出市场现象时间序列的一次、二次指数平滑值;然后在此基础上建立二次指数平滑预测模型;最后利用预测模型进行预测,并进行误差测算。

2、公式

二次指数平滑法的一次、二次指数平滑值的计算公式为:

从上式可看出,二次指数平滑值是在一次指数平滑值基础上测算的。其计算公式与一次指数平滑值的原理一样。二次指数平滑值公式,是将一次指数平滑公式中的有关项目替换,

即用)1(t S 替换Y t ,)2(1-t S 替换)1(1-t S

二次指数平滑法的预测模型为:

二次指数平滑法预测模型,实际上是近似的线性方程形式,αt 是截距,b t 是斜率。αt b t 值在这里是用一次、二次指数平滑值确定的.用公式表示为:

二次指数平滑这种线性平滑模型,在市场现象的观察期内,第t 期的模型参数αt 、b t ,是随着市场现象观察值Y t 和一次、二次指数平滑值)1(t S 、)2(t S 的变动而变动的,由此保留了市场现象的一些波动。在预测期内,αt 、b t 则是固定的,即以观察期内最后一期的αt 、b t ,值。根据二次指数平滑预测模型,预测者不仅可向未来预测一期,还可根据需要对市场现象向未来预测两期或两期以上,在预测期内采用固定的αt 、b t 参数值。显然,二次指数平滑预测模型克服了一次指数平滑法的明显不足,二次指数平滑预测模型,适用于具有明显趋势变动的市场现象的预测:可对市场现象向后预测两期或两期以上,它不但可用于短期市场预测, 而且可用于近朗或中期市场预测。它是比一次指数平滑法更进步的方法。

3、α及)2(1S 的确定

应用二次指数平滑公式计算平滑值时,其平滑系数α的确定原则与一次指数平滑值计算一致。在不知α取何值最合适的情况下,一般也是采用几个α值对同一市场现象进行测算。

二次指数平滑初始值)2(1S 的确定也与—次指数平滑法相似,其确定方法也有两种, 一种是以第一期的市场现象实际观察值代替,即令:)2(1S =)1(1S =Y 1 ;

另一种方法是,在令)1(1S =3321Y Y Y ++的同时,令3)1(3)1(2)1(1)2(1S S S S ++=

4、二次指数平滑预测法的特点。

首先,二次指数平滑法,可以完成一次指数平滑法不能解决的带趋势变动的市场现象的预测。二次指数平滑法是一种线性趋势方程,预测模型中的参数,又是根据一次、二次指数平滑值计算出来的。在观察期内,二次指数平滑法是以变化的斜率b t,和变化的截距αt,反映市场现象的线性变动趋势;在预测期内,则用一个不变的斜率和截距,以一条直线预测市场现象的未来表现。由此可见.二次指数平滑法既有移动平均法的特点,又有趋势预测法的特点。

其次,二次指数平滑法,可用于一期以上预测值的计算。

一次指数平滑法只能向未来预测一期,给预测者带来一些不便。而二次指数平滑预测模型,很好地解决了这个问题,它可以向未来预测两期以至两期以上的市场现象值。当然,在应用二次指数平滑法做两期以上的预测时,也和运用其他趋势预测法一样,要特别注意研究市场现象在预测期内有无新的变化特,而不能仅仅依赖预测模型。只有当市场现象在预测朔与实际观察期的变化规律基本一致时,用二次指数平滑去做两期以上的预测才是比较有把握的;如果市场现象的实际情况有变化,则不能盲目地应用预测模型做多期预测。

最后二次指数平滑法与一次指数平滑法一样,也具有贮存数据少的优点,给预测者带来很大方便。

在运用二次指数平滑法时,特别要注意具体问题具体分析,合理地使用所掌握的资料。

本章各节所介绍的方法,其共同特点是:以某种平均值为基础,建立预测模型,估计市场现象未来表现。适合研究市场现象趋势变动的方法有以下几种:平均增减量法、平均发展速度法、二次移动平均法、二次指数平滑法。而这几种方法所适用的现象趋势变动又各有其特定的规律。

课后作业

第十章时间序列分析

第十章 时间序列分析 Ⅰ.学习目的 本章阐述常规的时间序列分析方法,通过学习,要求:1.理解时间序列的概念和种类,掌握时间序列的编制方法;2.掌握时间序列分析中水平指标和速度指标的计算及应用;3.掌握时间序列中长期趋势、季节变动、循环变动及不规则变动等因素的基本测定方法;4.掌握基本的时间序列预测方法。 Ⅱ.课程内容要点 第一节 时间序列分析概述 一、时间序列的概念 将统计指标的数值按时间先后顺序排列起来就形成了时间序列。 二、时间序列的种类 反映现象发展变化过程的时间序列按其统计指标的形式不同,可分为总量指标时间序列、相对指标时间序列和平均指标时间序列三种类型。其中总量指标时间序列是基础序列,相对指标和平均指标时间序列是派生序列。 根据总量指标反映现象的时间状况不同,总量指标时间序列又可分为时期指标时间序列和时点指标时间序列。 三、时间序列的编制方法:(一)时间长短应一致;(二)经济内容应一致;(三)总体范围应一致;(四)计算方法与计量单位要一致。 第二节 时间序列的分析指标 一、时间序列分析的水平指标 (一)发展水平。发展水平是时间序列中与其所属时间相对应的反映某种现象发展变化所达到的规模、程度和水平的指标数值。 (二)平均发展水平。将一个时间序列各期发展水平加以平均而得的平均数,叫平均发展水平,又称为动态平均数或序时平均数。 1.总量指标时间序列序时平均数的计算 (1)时期序列:n y n y y y y i n ∑= +++=Λ21 (2)时点序列 ①连续时点情况下,又分为两种情形: a .若掌握的资料是间隔相等的连续时点 (如每日的时点) 序列,则n y n y y y y i n ∑= +++=Λ21 b .若掌握的资料是间隔不等的连续时点序列,则 ∑∑=++++++=i i i n n n f f y f f f f y f y f y y ΛΛ212211 ②间断时点情况下。间断时点也分两种情况: a .若掌握的资料是间隔相等的间断时点,则采用首末折半法:

时间序列分析_最经典的

【时间简“识”】 说明:本文摘自于经管之家(原人大经济论坛) 作者:胖胖小龟宝。原版请到经管之家(原人大经济论坛) 查看。 1.带你看看时间序列的简史 现在前面的话—— 时间序列作为一门统计学,经济学相结合的学科,在我们论坛,特别是五区计量经济学中是热门讨论话题。本月楼主推出新的系列专题——时间简“识”,旨在对时间序列方面进行知识扫盲(扫盲,仅仅扫盲而已……),同时也想借此吸引一些专业人士能够协助讨论和帮助大家解疑答惑。 在统计学的必修课里,时间序列估计是遭吐槽的重点科目了,其理论性强,虽然应用领域十分广泛,但往往在实际操作中会遇到很多“令人发指”的问题。所以本帖就从基础开始,为大家絮叨絮叨那些关于“时间”的故事!

Long long ago,有多long?估计大概7000年前吧,古埃及人把尼罗河涨落的情况逐天记录下来,这一记录也就被我们称作所谓的时间序列。记录这个河流涨落有什么意义?当时的人们并不是随手一记,而是对这个时间序列进行了长期的观察。结果,他们发现尼罗河的涨落非常有规律。掌握了尼罗河泛滥的规律,这帮助了古埃及对农耕和居所有了规划,使农业迅速发展,从而创建了埃及灿烂的史前文明。 好~~从上面那个故事我们看到了 1、时间序列的定义——按照时间的顺序把随机事件变化发展的过程记录下来就构成了一个时间序列。 2、时间序列分析的定义——对时间序列进行观察、研究,找寻它变化发展的规律,预测它将来的走势就是时间序列分析。 既然有了序列,那怎么拿来分析呢? 时间序列分析方法分为描述性时序分析和统计时序分析。 1、描述性时序分析——通过直观的数据比较或绘图观测,寻找序列中蕴含的发展规律,这种分析方法就称为描述性时序分析 ?描述性时序分析方法具有操作简单、直观有效的特点,它通常是人们进行统计时序分析的第一步。

平稳时间序列预测法

第七章 平稳时间序列预测法 基本内容 一、概述 1、 时间序列{}t y 取自某一个随机过程,如果此随机过程的随机特征不随时间变化,则我们称 过程是平稳的;假如该随机过程的随机特征随时间变化,则称过程是非平稳的。 2、 宽平稳时间序列的定义:设时间序列{}t y ,对于任意的t ,k 和m ,满足: ()()m t t y E y E += ()()k m t m t k t t y y y y ++++=,cov ,cov 则称{}t y 宽平稳。 3、Box-Jenkins 方法是一种理论较为完善的统计预测方法。他们的工作为实际工作者提供了对时间序列进行分析、预测,以及对ARMA 模型识别、估计和诊断的系统方法。使ARMA 模型的建立有了一套完整、正规、结构化的建模方法,并且具有统计上的完善性和牢固的理论基础。 4、ARMA 模型三种基本形式:自回归模型(AR :Auto-regressive ),移动平均模型(MA : Moving-Average )和混合模型(ARMA :Auto-regressive Moving-Average )。 (1) 自回归模型AR(p):如果时间序列{}t y 满足t p t p t t y y y εφφ+++=-- (11) 其中{}t ε是独立同分布的随机变量序列,且满足: ()0=t E ε,()02>=εσεt Var 则称时间序列{}t y 服从p 阶自回归模型。或者记为()k t t y y B -=φ。 平稳条件:滞后算子多项式()p p B B B φφφ++-=...11的根均在单位圆外,即 ()0=B φ的根大于1。 (2) 移动平均模型MA(q):如果时间序列{}t y 满足q t q t t t y -----=εθεθε...11 则称时间序列{}t y 服从q 阶移动平均模型。或者记为()t t B y εθ=。 平稳条件:任何条件下都平稳。 (3) ARMA(p,q)模型:如果时间序列{}t y 满足 q t q t t p t p t t y y y -------+++=εθεθεφφ (1111) 则称时间序列{}t y 服从(p,q)阶自回归移动平均模型。或者记为()()t t B y B εθφ=。

平稳时间序列预测法

7 平稳时间序列预测法 7.1 概述 7.2 时间序列的自相关分析 7.3 单位根检验和协整检验 7.4 ARMA模型的建模 回总目录 7.1 概述 时间序列取自某一个随机过程,则称: 一、平稳时间序列 过程是平稳的――随机过程的随机特征不随时间变化而变化过程是非平稳的――随机过程的随机特征随时间变化而变化回总目录 回本章目录 宽平稳时间序列的定义: 设时间序列 ,对于任意的t,k和m,满足: 则称宽平稳。 回总目录

回本章目录 Box-Jenkins方法是一种理论较为完善的统计预测方法。 他们的工作为实际工作者提供了对时间序列进行分析、预测,以及对ARMA模型识别、估计和诊断的系统方 法。使ARMA模型的建立有了一套完整、正规、结构 化的建模方法,并且具有统计上的完善性和牢固的理 论基础。 ARMA模型是描述平稳随机序列的最常用的一种模型; 回总目录 回本章目录 ARMA模型三种基本形式: 自回归模型(AR:Auto-regressive); 移动平均模型(MA:Moving-Average); 混合模型(ARMA:Auto-regressive Moving-Average)。回总目录 回本章目录 如果时间序列满足 其中是独立同分布的随机变量序列,且满足:

则称时间序列服从p阶自回归模型。 二、自回归模型 回总目录 回本章目录 自回归模型的平稳条件: 滞后算子多项式 的根均在单位圆外,即 的根大于1。 回总目录 回本章目录 如果时间序列满足 则称时间序列服从q阶移动平均模型。或者记为。 平稳条件:任何条件下都平稳。

三、移动平均模型MA(q) 回总目录 回本章目录 四、ARMA(p,q)模型 如果时间序列 满足: 则称时间序列服从(p,q)阶自回归移动平均模型。 或者记为: 回总目录 回本章目录 q=0,模型即为AR(p); p=0,模型即为MA(q)。 ARMA(p,q)模型特殊情况: 回总目录 回本章目录 例题分析 设 ,其中A与B 为两个独立的零均值随机变量,方差为1;

【经济预测与决策】时间序列分析预测法

经济预测与决策第四章时间序列分析预测法时间序列分析预测法时间序列分析预测法是将预测目标的历史数据按照时间的顺序排列成为时间序列,然后分析它随时间的变化趋势, 外推预测目标的未来值。本章学习目的与要求通过本章的学习,了解时间序列的概念;掌握移动平均法和指数平滑法。本章学习重点和难点重点是移动平均法;难点是指数平滑法。本章内容提示第一节时间序列第二节移动平均法第三节指数平滑法第一节时间序列一、时间序列二、时间序列的影响因素三、时间序列因素的组合形式四、时间序列预测的步骤一、时间序列时间序列是指某种经济统计指标的数值,按时间先后顺序排列起来的数列。时间序列是时间t 的函数,若用Y 表示,则有:Y=Y(t )。时间序列时间序列按其指标不同,可分为绝对数时间序列、相对数时间序列和平均数时间序列三种。 绝对数时间序列是基本序列。可分为时期序列和时点序列两种。时期序列是指由反映某种社会经济现象在一段时期内发展过程的总量指标所构成的序列。如各个年度的国民生产总值。时点序列是指由反映某种社会经济现象在一定时点上的发展状况的指标所构成的序列。如各个年末的人口总数。 二、时间序列的影响因素一个时间序列是多种因素综合作用的结果。这些因素可以分为四种:1. 长期趋势变动2. 季节变动3. 循环变动4. 不规则变动1. 长期趋势变动长期趋势变动又称倾向变动,它是指伴随着经济的发展,在相当长的持续时间内,单方向的上升、下降或水平变动的因素。它反映了经济现象的主要 变动趋势。长期趋势变动是时间t 的函数,它反映了不可逆转的倾向的变动。长期趋势变动通常用T表示,T=T( t )。2.循环变动循环变动是围绕于

(整理)Excel时间序列预测操作.

时间序列分析预测EXCEL操作 一、长期趋势(T)的测定预测方法 线性趋势→:: 用回归法 非线性趋势中的“指数曲线”:用指数函数LOGEST、增长函数GROWTH(针对指数曲线) 多阶曲线(多项式):用回归法 (一)回归模型法-------长期趋势(线性或非线性)模型法: 具体操作过程:在EXCEL中点击“工具”→“数据分析”→“回归”→分别在“Y值输入区域”和“X值输入区域”输人数据和列序号的单元格区域一选择需要的输出项目,如“线性拟合图”。回归分析工具的输出解释: 计算结果共分为三个模块: 1)回归统计表: Multiple R(复相关系数R):R2的平方根,又称为相关系数,它用来衡量变量xy之间相关程度的大小。R Square(复测定系数R2 ):用来说明用自变量解释因变量变差的程度,以测量同因变量y的拟合效果。Adjusted R Square (调整复测定系数R2):仅用于多元回归才有意义,它用于衡量加入独立变量后模型的拟合程度。当有新的独立变量加入后,即使这一变量同因变量之间不相关,未经修正的R2也要增大,修正的R2仅用于比较含有同一个因变量的各种模型。 标准误差:又称为标准回归误差或叫估计标准误差,它用来衡量拟合程度的大小,也用于计算与回归有

关的其他统计量,此值越小,说明拟合程度越好。 2)方差分析表:方差分析表的主要作用是通过F检验来判断回归模型的回归效果。 3)回归参数:回归参数表是表中最后一个部分: ?Intercept:截距a ?第二、三行:a (截距) 和b (斜率)的各项指标。 ?第二列:回归系数a (截距)和b (斜率)的值。 ?第三列:回归系数的标准误差 ?第四列:根据原假设Ho:a=b=0计算的样本统计量t的值。 第五列:各个回归系数的p值(双侧) 第六列:a和b 95%的置信区间的上下限。 (二)使用指数函数LOGEST和增长函数GROWTH进行非线性预测 在Excel中,有一个专用于指数曲线回归分析的LOGEST函数,其线性化的全部计算过程都是自动完成的。如果因变量随自变量的增加而相应增加,且增加的幅度逐渐加大;或者因变量随自变量的增加而相应减少,且减少的幅度逐渐缩小,就可以断定其为指数曲线类型。 具体操作过程: 1.使用LOGEST函数计算回归统计量 ①打开“第3章时间数列分析与预测.xls”工作簿,选择“增长曲线”工作表如下图所示。 ②选择E2:F6区域,单击工具栏中的“粘贴函数”快捷键,弹出“粘贴函数”对话框,在“函数分类”中选择 “统计”,在“函数名”中选择“LOGEST”函数,则打开LOGEST对话框,如下图11.20所示。

什么是时间序列预测法

什么是时间序列预测法? 一种历史资料延伸预测,也称历史引伸预测法。是以所能反映的社会经济现象的发展过程和规律性,进行引伸外推,预测其发展趋势的方法。 时间序列,也叫时间数列、历史复数或。它是将某种的数值,按时间先后顺序排到所形成的数列。时间序列预测法就是通过编制和分析时间序列,根据时间序列所反映出来的发展过程、方向和趋势,进行类推或延伸,借以预测下一段时间或以后若干年内可能达到的水平。其内容包括:收集与整理某种社会现象的历史资料;对这些资料进行检查鉴别,排成数列;分析时间数列,从中寻找该社会现象随时间变化而变化的规律,得出一定的模式;以此模式去预测该社会现象将来的情况。 时间序列预测法的步骤 第一步收集历史资料,加以整理,编成时间序列,并根据时间序列绘成。时间序列分析通常是把各种可能发生作用的因素进行分类,传统的分类方法是按各种因素的特点或影响效果分为四大类:(1)长期趋势;(2)季节变动;(3);(4)不规则变动。 第二步分析时间序列。时间序列中的每一时期的数值都是由许许多多不同的因素同时发生作用后的综合结果。 第三步求时间序列的长期趋势(T)季节变动(s)和不规则变动(I)的值,并选定近似的数学模式来代表它们。对于数学模式中的诸未知参数,使用合适的技术方法求出其值。 第四步利用时间序列资料求出长期趋势、季节变动和不规则变动的数学模型后,就可以利用它来预测未来的值T和季节变动值s,在可能的情况下预测不规则变动值I。然后用以下模式计算出未来的时间序列的预测值Y: 加法模式T+S+I=Y 乘法模式T×S×I=Y 如果不规则变动的预测值难以求得,就只求和季节变动的预测值,以两者相乘之积或相加之和为时间序列的预测值。如果经济现象本身没有季节变动或不需预测分季分月的资料,则长期趋势的预测值就是时间序列的预测值,即T=Y。但要注意这个预测值只反映现象未来的发展趋势,即使很准确的在按时间顺序的观察方面所起的作用,本质上也只是一个的作用,实际值将围绕着它上下波动。 []

时间序列分析讲义第10章协方差平稳向量过程

第十章 协方差平稳向量过程和向量自回归模型 在时间序列理论当中,涉及到向量时间序列的主要有两部分内容,一部分是多元动态系统,另一部分是向量自回归模型的估计和检验。在本章当中,我们主要讨论一些基本概念。 §10.1 向量自回归导论 仍然利用小写字母表示随机变量或者实现,只是现在讨论1?n 向量之间的动态交互作用。假设一个p 阶向量自回归模型可以表示为)(p VAR : t p t p 2t 21t 1t εY ΦY ΦY Φc Y +++++=--- (10.1) 其中p 1ΦΦ ,是n n ?阶系数矩阵,t ε是白噪声向量,满足: ? ? ?≠=Ω=t s t s E ,0,)(t s εε 其中Ω是n n ?阶正定矩阵。 可以利用分量形式将上述方程组的第一个方程表示为: t p t n p n p t p p t p t n n t t t n n t t t y y y y y y y y y c y 1,)(1,2)(12,1)(112,) 2(12,2)2(122,1)2(111 ,) 1(11,2)1(121,1)1(1111εφφφφφφφφφ++++++++++++++=--------- (10.2) 由此可见,在)(p VAR 模型当中,每个变量都表示成为常数项和其他所有变量的p 阶自回归的形式。此时与一元情形的一个显著的不同是,每个方程的残差项之间可能是相关的。 利用滞后算子形式,可以将)(p VAR 模型表示成为: t t p 21εc ΦΦΦ+=----y L L L I p n ][2 (10.3) 其中滞后算子多项式的元素可以表示成为: p p ij ij ij ij ij L L L L )(2)2()1()(φφφδ----= Φ 其中j i ij ==,1δ,j i ij ≠=,0δ 定义10.1 如果一个向量过程的一阶矩和二阶矩与时间无关,则称其是协方差平稳过程。此时下述变量与初始时间t 无关: )(t E y 和)(j t t E -'y y 命题10.1 如果一个向量过程满足)(p VAR 模型,且该过程是向量协方差平稳过程,则该过程的性质有: (1) 该过程的均值向量可以表示成为: c ΦΦΦI μp 211][-----= n (10.4) (2) )(p VAR 模型可以表示成为中心化形式: 12()()()()t t t t p t ----=-+-++-+12p y μΦy μΦy μΦy με (10.5) §10.2 向量自回归方程的表示和平稳性条件 与将高阶线性差分方程表示为一阶差分方程一样,我们也可以将一个普通的VAR (p )模型表示成为VAR (1) 的形式。为此,我们定义更高阶的向量为: 1(,,,)np ?'=t t-1t-p+1ξy -μy -μy -μ )0,,0,(1'=? t np V ε

时间序列分析方法第章预测

第四章 预 测 在本章当中我们讨论预测的一般概念和方法,然后分析利用),(q p ARMA 模型进行预测的问题。 §4.1 预期原理 利用各种条件对某个变量下一个时点或者时间阶段内取值的判断是预测的重要情形。为此,需要了解如何确定预测值和度量预测的精度。 4.1.1 基于条件预期的预测 假设我们可以观察到一组随机变量t X 的样本值,然后利用这些数据预测随机变量1+t Y 的值。特别地,一个最为简单的情形就是利用t Y 的前m 个样本值预测1+t Y ,此时t X 可以描述为: 假设*|1t t Y +表示根据t X 对于1+t Y 做出的预测。那么如何度量预测效果呢?通常情况下,我们利用损失函数来度量预测效果的优劣。假设预测值与真实值之间的偏离作为损失,则简单的二次损失函数可以表示为(该度量也称为预测的均方误差): 定理4.1 使得预测均方误差达到最小的预测是给定t X 时,对1 +t Y 的条件数学期望,即: 证明:假设基于t X 对1+t Y 的任意预测值为: 则此预测的均方误差为: 对上式均方误差进行分解,可以得到: 其中交叉项的数学期望为(利用数学期望的叠代法则): 因此均方误差为: 为了使得均方误差达到最小,则有: 此时最优预测的均方误差为: 211*|1)]|([)(t t t t t X Y E Y E Y MSE +++-= End 我们以后经常使用条件数学期望作为随机变量的预测值。 4.1.2 基于线性投影的预测 由于上述条件数学期望比较难以确定,因此将预测函数的范围限制在线性函数当中,我们考虑下述线性预测: 如此预测的选取是所有预测变量的线性组合,预测的优劣则体现在系数向量的选择上。 定义4.1 如果我们可以求出一个系数向量值α,使得预测误差)(1t t X Y α'-+与t X 不相关: 则称预测t X α'为1+t Y 基于t X 的线性投影。 定理4.2 在所有线性预测当中,线性投影预测具有最小的均方误差。

第十章--确定型时间序列预测法

第十章 确定型时间序列预测法 任何预测方法都是某种推测或推断,而对时间序列而言,推测与推断都是一种外推(由现在推测未来)。其中最为常用的一种方法就是“趋势外推法”,它是根据变量(预测目标)的时间序列数据资料,揭示其发展变化规律,并通过建立适当的预测模型推断其未来变化的趋势。前面介绍过的拟合方法就是趋势外推法,也就是根据已有的时间序列数据资料,采用直线或适当的曲线方程去拟合,从而得到拟合直线或曲线方程,进而利用所得方程进行预测的方法。其数学原理是最小二乘法,不过,有了MATLAB 等计算机软件,无论数据多少,利用软件进行拟合是非常方便的。这种方法是长期趋势预测的主要方法。 对长期趋势的预测方法往往对短期波动不敏感,下面介绍另外几种常用的时间序列预测方法,这些方法在一定程度上能够反映短期波动的变化。主要介绍:(1)移动平均法,(2)平均数趋势整理法。 10.1 移动平均法 10.1.1 简单移动平均法 移动平均法是根据时间序列资料,逐项推移,依次计算包含一定项数的平均数,以反映时间序列变化趋势的方法。 设时间序列为:12,,,,t y y y ,简单移动平均公式为: 11 ,t t t N t y y y M t N N --++++=≥ (10.1) 式中t M 为t 期的移动平均数,N 为移动平均项数。由上式可知 121t t t N t y y y M N ----++ += 因此,就有下面的递推公式 1,t t N t t y y M M t N N - --=+> (10.2) 当N 较大时,利用递推公式可以大大减少计算量。 预测公式为: 1?t t y M += (10.3) 即以第t 期的移动平均数作为第t+1期的预测值。对于更远期的预测,如第t+2期的预 测值,则将1?t y +作为第t+1期的实际值,再使用公式(10.3)预测。一般地,可相应地求得以后各期的预测值。但由于误差的积累,使得对越远时期的预测误差越大,因此,简单移动平均一般只应用于一个时期后的预测(由第t 期预测第t+1期)。 以时间序列序数为横坐标,以移动平均数为纵坐标的点连成的曲线叫移动平均线,根据项数N 的大小不同而分为长中短期移动平均线。 例10.1 某市2000年1月(份)——12月(份)接待海外旅游人数的统计数据如表10-1所示,试用简单移动平均法,预测下一年1月份的海外旅游人数。 解 分别取N=3,和N=6,按预测公式

第十章时间序列市场预测法(一)

第十章时间序列市场预测法(一) ——以平均数为基础的各种时序预测法 重点掌握: 一、间序列市场预测法的概念。 时间序列预测法是根据市场现象的历史资料,运用科学的数学方法建立预测模型,使市场现象的数量向未来延伸,预测市场现象未来的发展变化趋势,预计或估计市场现象未来表现的数量。时间序列市场预测法又称历史延伸法或趋势外推法。 时间序列市场预测法中所依据的时间序列,是对市场现象过去表现的资料整理和积累的结果。时间序列就是将市场现象或影响市场各种因素的某种统计指标数值,按时间先后顺序排列而成的数列。时间序列也称动态数列或时间数列。时间序列中各指标数值在市场预测时被称为实际观察值。 在应用时间序列法进行预测时,还应特别注意另一方面的问题,即市场现象未来发展变化规律和发展水平,不一定与其历史和现在的发展变化规律完全一致。 传统的时间序列分析法,把影响市场现象变动的各因素,按其特点和综合影响结果分为四种类型,即长期趋势变动、季节变动、循环变动、不规则变动。 二.移动平均市场预测法的概念及一次移动平均市场预测法的应用。 移动平均市场预测法,是对时间序列观察值,由远向近按一定跨越期计算平均值的一种预测方法。随着观察值向后推移,平均值也跟着向后移动,形成一个由平均值组成的新的时间序列。对新时间序列中平均值加以一定调整后,可作为观察期内的估计值,最后一个移动平均值则是预测值计算的依据。 移动平均法有两个显著特点: 第一,对于较长观察期内,时间序列的观察值变动方向和程度不尽一致,呈现波动状态,或受随机因素影响比较明显时,移动平均法能够在消除不规则变动的同时,又对其波动有所反映。也就是说,移动平均法在反映现象变动方面是较敏感的。 第二,移动平均预测法所需贮存的观察值比较少,因为随着移动,远期的观察值对预测期数值的确定就不必要了,这一点使得移动平均法可长期用于同一问题的连续研究,而不论延续多长时间,所保留的观察值是不必增加的,只需保留跨越期个观察值就可以了。 移动平均法的准确程度,主要取决于跨越期选择得是否合理。预测者确定跨越期长短要根据两点,一是要根据时间序列本身的特点;二是要根据研究问题的需要。如果时间序列的波动主要不是由随机因素引起的,而是现象本身的变化规律,这就需要预测值充分表现这种波动,把跨越期取得短些。 一次移动平均法,是对时间序列按一定跨越期,移动计算观察值的算术平均数,其平均数随着观察值的移动而向后移动。 二、加权平均市场预测法的含义。 加权移动平均法,是对市场现象观察值按距预测期的远近,给予不同的权数,并求其按加权计算的移动平均值,以移动平均值为基础进行预测的方法。 权数的确定与前面所说加权平均法一样,对距预测期近的观察值给予较大权数,对距预测期远的观察值给予小些的权数,借以调节各观察值对预测值的影响作用,使市场预测值能更好地反映市场现象未来的实际变化。 三、指数平滑法的含义及特点。 指数平滑法,实际上是一种特殊的加权移动平均法。它的特点在于,其一,对离预测期最近的市场现象观察值,给予最大的权数,而对离预测期渐远的观察值给予递减的权数。使市场预测值能够在不完全忽视远期观察值影响的情况下,又能敏感地反映市场现象变化,减小了市场预测误差。其二,对于同一市场现象连续计算其指数平滑值,对较早期的市场现象

时间序列分析法原理及步骤(精)

时间序列分析法原理及步骤 ----目标变量随决策变量随时间序列变化系统 一、认识时间序列变动特征 认识时间序列所具有的变动特征, 以便在系统预测时选择采用不同的方法 1》随机性:均匀分布、无规则分布,可能符合某统计分布(用因变量的散点图和直方图及其包含的正态分布检验随机性, 大多服从正态分布 2》平稳性:样本序列的自相关函数在某一固定水平线附近摆动, 即方差和数学期望稳定为常数 识别序列特征可利用函数 ACF :其中是的 k 阶自 协方差,且 平稳过程的自相关系数和偏自相关系数都会以某种方式衰减趋于 0, 前者测度当前序列与先前序列之间简单和常规的相关程度, 后者是在控制其它先前序列的影响后,测度当前序列与某一先前序列之间的相关程度。实际上, 预测模型大都难以满足这些条件, 现实的经济、金融、商业等序列都是非稳定的,但通过数据处理可以变换为平稳的。 二、选择模型形式和参数检验 1》自回归 AR(p模型

模型意义仅通过时间序列变量的自身历史观测值来反映有关因素对预测目标的影响和作用,不受模型变量互相独立的假设条件约束,所构成的模型可以消除普通回归预测方法中由于自变量选择、多重共线性的比你更造成的困难用 PACF 函数判别 (从 p 阶开始的所有偏自相关系数均为 0 2》移动平均 MA(q模型 识别条件

平稳时间序列的偏相关系数和自相关系数均不截尾,但较快收敛到 0, 则该时间序列可能是 ARMA(p,q模型。实际问题中,多数要用此模型。因此建模解模的主要工作时求解 p,q 和φ、θ的值,检验和的值。 模型阶数 实际应用中 p,q 一般不超过 2. 3》自回归综合移动平均 ARIMA(p,d,q模型 模型含义 模型形式类似 ARMA(p,q模型, 但数据必须经过特殊处理。特别当线性时间序列非平稳时,不能直接利用 ARMA(p,q模型,但可以利用有限阶差分使非平稳时间序列平稳化,实际应用中 d (差分次数一般不超过 2. 模型识别 平稳时间序列的偏相关系数和自相关系数均不截尾,且缓慢衰减收敛,则该时间序列可能是 ARIMA(p,d,q模型。若时间序列存在周期性波动, 则可按时间周期进

第十章时间序列预测法

第十章时间序列预测法 (共六节) 第十章时间序列预测法 (共六节) 时间序列预测法概述 简单平均法 移动平均法 指数平滑法 趋势外推法 季节系数法 第一节时间序列预测法概述 一、时间序列预测法的含义 是一种定量分析方法,它是在时间序列变量分析的基础上,运用一定的数学方法建立预测模型,使时间趋势向外延伸,从而预测未来市场的发展变化趋势,确定变量预测值。 也叫时间序列分析法、历史延伸法、外推法 二、时间序列的因素分解 (一)长期趋势(T) (二)循环变动(C) (三)季节变动(S) (四)不规则变动(I)也随机变动

时间序列的数学模型为: 战争、政变、 地震、水灾、 测量误差等 相乘关系式效果好 三、时间序列预测法的特点 时间序列预测法是撇开了事物发展的因果关系去分析事物的过去和未来的联系。 假定事物的过去趋势会延伸到未来; 预测所依据的数据具有不规则性; 撇开了市场发展之间的因果关系。 四、时间序列预测法的主要步骤 时间序列预测的原理:时间序列是指同一变量按事件发生的先后顺序排列起来的一组观察值或记录值。 构成时间序列的要素有两个: 其一是时间,其二是与时间相对应的变量水平。 实际数据的时间序列能够展示研究对象在一定时期内的发展变化趋势与规律,因而可以从时间序列中找出变量变化的特征、趋势以及发展规律,从而对变量的未来变化进行有效地预测。

(一)收集、整理历史资料,编制时间序列 (二)确定趋势变动形态 (四)确定预测值 (三)选择预测方法 第二节简单平均法(三) 一、简单算术平均法 是以观察期内时间序列的各期数据(观察变量)的简单算术平均数作为下期预测值的方法。 用算术平均法进行市场预测,需要一定的条件,只有当数据的时间序列表现出水平型趋势即无显著的长趋势变化和季节变动时,才能采用此法进行预测。 如果数列存在明显的长期趋势变动和季节变动时,则不宜使用。 世界上第一个股票价格平均——道琼斯股价平均数在1928年10月1日前就是使用简单算术平均法计算的。 简单算术平均法计算公式如下: 在简单平均数法中,极差越小、方差越小,简单平均数作为预测值的代表性越好。 缺陷:

时间序列分析方法第资料章范文预测

第四章 预 测 在本章当中我们讨论预测的一般概念和方法,然后分析利用),(q p ARMA 模型进行预测的问题。 § 预期原理 利用各种条件对某个变量下一个时点或者时间阶段内取值的判断是预测的重要情形。为此,需要了解如何确定预测值和度量预测的精度。 4.1.1 基于条件预期的预测 假设我们可以观察到一组随机变量t X 的样本值,然后利用这些数据预测随机变量1+t Y 的值。特别地,一个最为简单的情形就是利用t Y 的前m 个样本值预测1+t Y ,此时t X 可以描述为: 假设*|1t t Y +表示根据t X 对于1+t Y 做出的预测。那么如何度量预测效果呢?通常情况下,我们利用损失函数来度量预测效果的优劣。假设预测值与真实值之间的偏离作为损失,则简单的二次损失函数可以表示为(该度量也称为预测的均方误差): 定理 使得预测均方误差达到最小的预测是给定t X 时,对1+t Y 的条件数学期望,即: 证明:假设基于t X 对1+t Y 的任意预测值为: 则此预测的均方误差为: 对上式均方误差进行分解,可以得到: 其中交叉项的数学期望为(利用数学期望的叠代法则): 因此均方误差为: 为了使得均方误差达到最小,则有: 此时最优预测的均方误差为: 211*|1)]|([)(t t t t t X Y E Y E Y MSE +++-= End 我们以后经常使用条件数学期望作为随机变量的预测值。 4.1.2 基于线性投影的预测 由于上述条件数学期望比较难以确定,因此将预测函数的范围限制在线性函数当中,我们考虑下述线性预测: 如此预测的选取是所有预测变量的线性组合,预测的优劣则体现在系数向量的选择上。 定义 如果我们可以求出一个系数向量值α,使得预测误差)(1t t X Y α'-+与t X 不相关: 则称预测t X α'为1+t Y 基于t X 的线性投影。 定理 在所有线性预测当中,线性投影预测具有最小的均方误差。 证明:假设t X g '是任意一个线性预测,则对应的均方误差可以分解为: 由于t X α'是线性投影,则有:

实验四平稳时间序列模型预测

实验四平稳时间序列模型预测 一、实验目的 1、掌握平稳时间序列分析模型的分析方法和步骤 2、会求平稳时间序列的自相关函数和偏相关函数 3、掌握模型类别和阶数的确定 二、实验设备 计算机、Matlab软件 三、实验内容与步骤 已知平稳时间序列{}一个长为50的样本数据如下表:number Zi 1-10289 285 289 286 288 287 288 292 291 291 11-20292 296 297 301 304 304 303 307 299 296 21-30293 301 293 301 295 284 286 286 287 284 31-40282 278 281 278 277 279 278 270 268 272 41-50273 279 279 280 275 271 277 278 279 285 51-60301 295 281 278 278 270 286 288 279 279

每个同学以自己的学号为起点,循环计数50重新排序,如:学号为3的学生样本数据为:Z3,Z4……Z50,Z1,Z2,编程计算,并打印下列: 1、 2、 3、利用递推公式计算样本的偏相关系数 4、 5、确定模型的类别和阶数 四、实验原理 平稳时间序列的模型估计与预测原理 样本自协方差函数: 样本自相关函数: 样本偏相关函数 3、利用与的拖尾和截尾性质判定类型和阶数 五、实验报告要求 1、写出详细的计算步骤及设计原理; 2、按实验内容的要求打印图形; 3、附上程序和必要的注解。 六.实验过程 function y = experiment4 close all;clc; % r = [];p1 = [];p = []; % Fai = [];FAI = []; %学号21

第十章时间序列预测法-预测理论及平均数预测法

第十章 时间序列预测法 某企业近几年产品销售量利润如下表,要求预测2002年的销售利润。 逐期 增长量 60 65 65 70 65 70 引例 讲授内容 一、时间序列预测法概述 二、平均预测法 三、指数平滑法 三、趋势延伸法 四、季节指数预测法

返回 重难点 移动平均法 指数平滑法 趋势延伸法 季节变动法 第一次课讲授内容 一、时间序列预测法概述 二、平均预测法 简单算术平均法 增长量平均法 移动平均法 本节重难点 小结 练习 一、时间序列预测法概述 1、时间序列预测法的概念 什么是时间序列? 时间序列预测法 --就是根据时间数列所反映出来的经济现象的发展变化规律,将

时间序列外推或外延,以预测经济现象未来所达到的水平。 一、时间序列预测法概述 2、时间数列因受不同因素影响变化趋势表现为四大类: 长期趋势 季节变动 周期变动 不规则变动 季节指数法 平均预测法、指数平滑法、趋势延续法 二、平均预测法 1、简单算术平均法:适用于水平直线变动趋势 预测方法方法: 案例见教材P190小思考 2、增长量平均法 适用于线性增长(或下降)趋势 数据特征:逐期增长量大体相等 预测方法: 第一步:计算各期增长量平均值 案例见教材P192观念应用11-2 第二步:预测模型 3、发展速度平均法

适用指数曲线型变化趋势 数据特征:各期的环比发展速度接近 预测方法: 第一步:计算平均发展速度 第二步:预测模型 案例 4、移动平均法 适用于没有明显升降趋势和循环变动的时间数列 数据特征:数据上下波动 预测方法: 第一步: 计算连续N项的移动平均数(N可取3、4、5等) 第二步: 以最末项移动平均数为预测值,即 案例 本法的原理和作用: 逐步计算移动平均数可达到对原数列修匀的目的,移动平均动态数列能够反映原动态数列的总趋势。 练习 1、某商场1998―2005年洗衣机销售资料如下表所示,用适当的方法预测2006、2007年洗衣机销售量

时间序列分析实验平稳性

时间序列数据平稳性检验实验指导 一、实验目的: 理解经济时间序列存在的不平稳性,掌握对时间序列平稳性检验的步骤和各种方法,认识利用不平稳的序列进行建模所造成的影响。 二、基本概念: 如果一个随机过程的均值和方差在时间过程上都是常数,并且在任何两时期的协方差值仅依赖于该两个时期间的间隔,而不依赖于计算这个协方差的实际时间,就称它是宽平稳的。 时序图 ADF检验 PP检验 三、实验内容及要求: 1、实验内容: 用Eviews5.1来分析1964年到1999年中国纱产量的时间序列,主要内容: (1)、通过时序图看时间序列的平稳性,这个方法很直观,但比较粗糙; (2)、通过计算序列的自相关和偏自相关系数,根据平稳时间序列的性质观察其平稳性;(3)、进行纯随机性检验; (4)、平稳性的ADF检验; (5)、平稳性的pp检验。 2、实验要求: (1)理解不平稳的含义和影响; (2)熟悉对序列平稳化处理的各种方法; (2)对相应过程会熟练软件操作,对软件分析结果进行分析。 四、实验指导 (1)、绘制时间序列图 时序图可以大致看出序列的平稳性,平稳序列的时序图应该显示出序列始终围绕一个常数值波动,且波动的范围不大。如果观察序列的时序图显示出该序列有明显的趋势或周期,那它通常不是平稳序列,现以1964-1999年中国纱年产量序列(单位:万吨)来说明。 在EVIEWS中建立工作文件,在“Workfile structure type”栏中选择“Dated-regular frequency”,在右边的“Date specification”中输入起始年1964,终止年1999,点击ok则建立了工作文件。找到中国纱年产量序列的excel文件并导入命名该序列为sha,见图1-2。 图1-1 建立工作文件

平稳时间序列分析

第3章平稳时刻序列分析 本章教学内容与要求:了解时刻序列分析的方法性工具;理解并掌握ARMA模型的性质;掌握时刻序列建模的方法步骤及预测;能够利用软件进行模型的识不、参数的可能以及序列的建模与预测。 本章教学重点与难点:利用软件进行模型的识不、参数的可能以及序列的建模与预测。 打算课时:21(讲授16课时,上机3课时、习题3课时)教学方法与手段:课堂讲授与上机操作 §3.1 方法性工具 一个序列通过预处理被识不为平稳非白噪声序列,那就讲明该序列是一个蕴含着相关信息的平稳序列。在统计上,我么通常是建立一个线性模型来拟合该序列的进展,借此提取该序列中的

有用信息。ARMA(auto regression moving average)模型是目前最常用的一个平稳序列拟合模型。 时刻序列分析中一些常用的方法性工具能够使我们的模型表达和序列分析更加简洁、方便。 一、差分运算 (一)p 阶差分 相距一期的两个序列值之间的减法运算称为1阶差分运算。记▽t x 为t x 的1阶差分: ▽1t t t x x x --= 对1阶差分后的序列再进行一次1阶差分运算称为2阶差分,记▽ 2 t x 为t x 的 2阶差分: ▽ 2 t x =▽t x -▽1-t x 以此类推,对p-1阶差分厚序列再进行一次1阶差分运算称为p 阶差分。记▽ p t x 为t x 的 p 阶差分: ▽ p t x =▽ p-1 t x -▽p-1 1-t x (二)k 步差分 相距k 期的两个序列值之间的减法运算称为k 步差分运算。记▽k t x 为t x 的k 步差分: ▽k =k t t x x --

(优质)(时间管理)第三章平稳时间序列分析

(时间管理)第三章平稳时 间序列分析

t P p t t t t t x B x x B x Bx x ===--- 221第3章 平稳时间序列分析 一个序列经过预处理被识别为平稳非白噪声序列,那就说明该序列是一个蕴含着相关信息的平稳序列。 3.1方法性工具 3.1.1差分运算 一、p 阶差分 记为的1阶差分: 记为的2阶差分: 以此类推:记为的p 阶差分: 二、k 步差分 记为的k 步差分: 3.1.2延迟算子 一、定义 延迟算子相当与一个时间指针,当前序列值乘以一个延迟算子,就相当于把当前序列值的时间向过去拨了一个时刻。记B 为延迟算子,有 延迟算子的性质: 1. 2.若c 为任一常数,有 3.对任意俩个序列 {}和{},有 4. 5. 二、用延迟算子表示差分运算

1、p阶差分 2、k步差分 3.2ARMA模型的性质 3.2.1AR模型 定义具有如下结构的模型称为p阶自回归模型,简记为AR(p): (3.4) AR(p)模型有三个限制条件: 条件一:。这个限制条件保证了模型的最高阶数为p。 条件二:。这个限制条件实际上是要求随机干扰序列为零均值白噪声序列。 条件三:。这个限制条件说明当期的随机干扰与过去的序列值无关。 通常把AR(p)模型简记为: (3.5) 当时,自回归模型式(3.4)又称为中心化AR(p)模型。非中心化AR(p)序列可以通过下面变化中心化AR(p)系列。 令 则{}为{}的中心化序列。 AR(p)模型又可以记为: ,其中称为p阶自回归系数多项式 二、AR模型平稳性判断 P45【例3.1】考察如下四个AR模型的平稳性: 拟合这四个序列的序列值,并会绘制时序图,发现(1)(3)模型平稳,(2)(4)模型非平稳 1、特征根判别

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