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第五讲 时间序列平滑预测法.
2018/9/16
不论是经济领域中某一产品的年产量、月销 售量、工厂的月库存量、某一商品在某一市 场上的价格变动等,或是社会领域中某一地 区的人口数、某医院每日就诊的患者人数、 铁路客流量等,还是自然领域中某一地区的 温度、月降雨量等等,都形成了时间序列。 时序分析是一种根据动态数据揭示系统动态 结构和规律的统计方法,是统计学科的一个 分支。其基本思想是根据系统有限长度的运 行记录(观察数据),建立能够比较精确地 反映时间序列中所包含的动态依存关系的数 学模型,并借以对系统的未来行为进行预报。
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例1 某市汽车配件销售公司某年1月至12月的化油器销售量如 表所示。试用简单移动平均法,预测下年1月的销售量。 化油器销售量及移动平均预测值表 单位:只
5个月移动平均预测值
月份t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2018/9/16 —
实际销售量 423 358 434 445 527 429 426 502 480 384 427 446 —
预测公式为:
ˆ t 1 M t y
(4-2)
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(4-3)
即以第 2018/9/16 t 期移动平均数作为第t+1期的预测值。
预测的局限性
ˆ 作为第t+1期的实际值,于是就可 如果将 X t 1 同理计算出第t+2期的预测值,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, 因此一次移动平均法一般只应用于一个时期 后的预测(即预测第t+1期)。
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时间序列平滑预测法
时间序列预测技术可分为随机型和确定型两 大类,随机型时间序列预测技术使用了概率 的方法,而确定型时间序列预测技术则使用 非概率的方法。 包括:(1)时间序列与时序分析;(2)移 动平均法;(3)指数平滑法;(4)时间序 列分解法。
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时间序列与时序分析
时间序列平滑预测法
移动平均法 指数平滑法
差分指数平滑法
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时间序列平滑预测法
时间序列预测方法,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,并建立数学模型 进行外推的定量预测方法。 时间序列预测技术在国外早已有应用,国内 在20世纪60年代就应用于水文预测研究。 到20世纪70年代,随着电子计算机技术的发 展,气象、地震等方面也已广泛应用时间序 列的预测方法。 目前,时间序列分析已成为世界各国进行经 济分析和经济预测的基本方法之一。
4时序分析特点 2018/9/16
第一,时序分析是根据预测目标过去至现在 的变化趋势预测未来的发展,它的前提是假 设预测目标的发展过程规律性会继续延续到 未来,即以惯性原理为依据。 第二,时间序列数据的变化存在着规律性与 不规律性。 1.长期趋势(T) 2.季节变动(S) 3.循环变动(C) 4.不规则变动(I)
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各类影响因素的共同作用,使时间序列数据发生变 化,有的具有规律性,如长期趋势变动和季节性变 动;有些就不具有规律性,如不规则变动以及循环 变动(从较长的时期观察也有一定的规律性,但短 时间的变动又是不规律的)。时间序列分析法,就 是要运用统计方法和数学方法,把时间序列数据分 解为T,S,C,I四类因素或其中的一部分,据此预 测时间序列的发展规律 第三,时间序列是一种简化。时间序列预测方法, 假设预测对象的变化仅仅与时间有关,根据它的变 化特征,以惯性原理推测其未来状态。
计算3个月和5个月移动平均预测值。
当N=3时
当N=5时
计算结果表明:N=5时,MSE较小,故选取
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1 12 11143 2 ˆt ) MSE ( yt y 1591 .86 7 t 6 7
1 12 28893 2 ˆt ) MSE ( yt y 3210 .33 9 t 9
y t 1 y t 2 y t N M t 1 由(4-1)式可知: Ny y y y y t t 1 t N 1 tN tN 因此
Mt Mt N N yt yt N M t 1 N N
y t y t 1 y t N 1 Mt tN (4-1) N 式中:Mt为t期移动平均数;N为移动平均的项数。
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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时序平均数,以反 映长期趋势的方法。 移动平均预测法是对时间序列观察值由远及 近按一定跨越期计算出平均值来进行预测的 一种预测方法。 移动平均法有简单移动平均法,加权移动平 均法,趋势移动平均法等。
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3个月移动平均预测值
— — — 405 412 469 467 461 452 469 456 430 419
— — — — — 437 439 452 466 473 444 444 448
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解:分别取N=3和N=5,按预测公式:
yt yt 1 yt 2 ˆ t 1 y 3 yt yt 1 yt 2 yt 3 yt 4 ˆ t 1 y 5
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一次移动平均法
一次移动平均法是在算术平均法的基础上加 以改进的。其基本思想是,每次取一定数量 周期的数据平均,按时间顺序逐次推进。每 推进一个周期时,舍去前一个周期的数据, 增加一个新周期的数据,再进行平均。
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一、简单移动平均法
设时间序列为: y1 , y 2 ,, yt , ; 简单移动平均公式为:
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例题
某市汽车配件销售公司某年1月至12月的化油 器销售量如表所示。试用一次移动平均法, 预测下一年一月的销售量。
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1
Xt
423 358 434 445 527 429 426 502 480 384 427 446
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