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统计预测与决策实验报告

总成绩:江苏师范大学科文学院实验报告课程:统计预测与决策班级:姓名:学号:教师:实验一:多元线性回归模型实验目的与要求:熟练掌握建立多元线性回归模型的方法。

实验内容:问题:国际旅游外汇收入是国民经济发展的重要组成部分,影响一个国家或地区旅游收入的因素包括自然、文化、社会、经济、交通等多方面的因素,本例研究第三产业对旅游外汇收入的影响。

《中国统计年鉴》把第三产业划分为12个组成部分,分别为1x 农林牧渔服务业,2x 地质勘查水利管理业,3x 交通运输仓储和邮电通信业,4x 批发零售贸易和餐饮业,5x 金融保险业,6x 房地产业,7x 社会服务业,8x 卫生体育和社会福利业,9x 教育文化艺术和广播,10x 科学研究和综合艺术,11x 党政机关,12x 其他行业。

选取1998年我国31个省、市、自治区的数据(见实验一数据.xls )。

自变量单位为亿元人民币,以国际旅游外汇收入为因变量y (百万美元)。

试建立线性回归模型。

(要求用MATLAB 的stepwise 函数解决问题。

取05.0=进α,1.0=出α。

)解:实验步骤:1.File —Import Data —将data 重命名为A (建立数组A )—Finish2.File-Save workspace as -shiyan1_1_1.mat ;3.File —New —M-File —输入代码—Debug —Save As —文件名(Untitled )—保存; 程序代码:load shiyan1_1_1.mat [n,m]=size(A);X=A(:,1:m-1);Y=A(:,m);stepwise(X,Y,[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12],0.05,0.1)运行结果:由图可以看出所得的线性回归方程为:3891011184.763 4.3212120.20217.365311.618313.0049y x x x x x =-+-++-实验二:时间序列分解法建模实验目的与要求:熟练掌握运用时间序列分解法建模。

实验内容:问题:当将时间序列分解成长期趋势、季节变动、周期变动和不规则变动四个因素后,可以认为时间序列{}t Y 是这四个因素的函数,即:),,,(t t t t t I C S T f Y =时间序列分解方法有很多,相对而言,乘法模型(t t t t t I C S T Y ⋅⋅⋅=)应用得比较广泛。

试就文件(实验二数据.xls )提供的数据,将实际销售额(Y )分解为T 、S 、C 和I 的乘积。

(只需给出T 、S 和C 即可) 解:实验步骤:1、统计—时间序列—时间序列图—简单—确定—序列(C3:销售额Y )—数据增量(1)—确定;2、统计—时间序列—移动平均—变量(C3:销售额Y )—移动平均长度(4)—移动平均居中—时间(指数)—存储(移动平均)—确定;3、计算—计算器—将结果存储在变量中(C5)—表达式(C3/C5);4、数据—拆分列—拆分的数据在(C6)—使用的下标在(C1)—在最后使用的一列之后—确定;5、数据—转置列—转置以下列(C10-C13)—确定;6、计算—行统计量—均值—输入变量(C15-C26)—将结果存储在(C28)—确定—得到C28:同季平均;7、计算—计算器—将结果存储在变量中(C29)—表达式(C28 /SUM(C28) * 4)—得到C29:季节指数(%);8、在C2列依次输入1,2…48;9、统计—时间序列—趋势分析—变量(C3)—模型类型(线性)—时间(标记:t:C2)—确定—存储—拟合值—确定—得到拟合一:Tt ;10、计算—计算器—将结果存储在变量中(C9)—表达式(C5 / C8)—得到C (周期变动) 实验结果与分析: 销售额时序图为:由时序图可以看出销售额Y 有长期趋势,且周期的长度为4。

(1)季节指数S 的计算季节指数的计算是先用移动平均法剔除长期趋势和周期变动,然后按月(季)平均法求出季节指数45403530252015105155005000450040003500300025002000指数销售额Y (3)长度4移动平均平均百分误差 (MAPE)14平均绝对误差 (MAD)485平均偏差平方和309627准确度度量实际拟合值变量销售额Y (3) 的移动平均图(2)长期趋势T 的计算45403530252015105155005000450040003500300025002000指数销售额Y (3)平均百分误差 (MAPE)14平均绝对误差 (MAD)478平均偏差平方和316945准确度度量实际拟合值变量销售额Y (3) 的趋势分析图线性趋势模型Yt = 2736 + 39.0*t销售额Y 具有比较明显的上升趋势,可以用直线趋势拟合,以时间t 为自变量,销售额Y 为因变量,回归方程:(3)周期变动的因素C 的计算将序列TC 除以T ,即可得到周期变动因素C 。

Tt C 2775.06 * 2814.01 * 2852.96 0.97214 2891.92 0.97534 2930.87 0.96833 2969.83 0.96551 3008.78 0.96412 3047.74 0.96750 3086.69 0.98185 3125.64 1.00128 3164.601.02149实验三:皮尔曲线模型实验目的与要求:熟练掌握皮尔曲线模型。

实验内容:问题:已知某地区1992~2012年的人口资料(见实验三数据.xls),试用皮尔曲线模型预测该地区2013~2017年的人口总量。

解:实验步骤:1.将数据录入在c1,c2中2.统计-时间序列—时间序列图-简单-确定-序列(人口总量yt)-确定3.计算-计算器-将结果存储在变量中(c4)-表达式(1/yt)-确定4.统计-时间序列-差分-系列(1./yt)-将差分存储在c5(zt)中-滞后(1)-确定5. 统计-时间序列-差分-系列(zt)-将差分存储在c6(zt-1)中-滞后(1)-确定6. 计算-计算器-将结果存储在变量中(c7)-表达式(zt/zt-1)-确定7. 统计-时间序列-趋势分析-变量(人口总量yt)-模型类型(s曲线)-生成预测(5)-存储(拟合值)实验结果:1. 模型的识别由时序图可以看出人口总量基本符合皮尔曲线模型。

2.计算yt的倒数及其一阶差分的差比率尔曲线作为预测模型。

3. 求模型的参数由图得皮尔曲线方程为:51022.640517.6926*0.924807 t t y=+4. 模型的预测用所求曲线方程对22—26期人口总量作预测:实验四:修正指数曲线模型实验目的与要求:熟练掌握修正指数曲线模型。

实验内容:问题:根据实验四数据.xls 中的数据资料,用修正指数曲线模型预测2013年取暖器的销售量,并说明其最高限度。

解:修正指数曲线预测模型为: t t y a bc =+ (0<c<1)将修正指数曲线化为皮尔曲线模型:1111ttt a b a bc y c a==++ 实验步骤:1.将数据录入在c1,c2中2.统计-时间序列—时间序列图-简单-确定-序列(销售量yt )-确定3.计算-计算器-将结果存储在变量中(c3)-表达式(1/yt )-确定4.统计-时间序列-差分-系列(1./yt )-将差分存储在c4(zt)中-滞后(1)-确定5. 统计-时间序列-差分-系列(zt )-将差分存储在c5(zt-1)中-滞后(1)-确定6. 计算-计算器-将结果存储在变量中(c6)-表达式(zt/zt-1)-确定7. 统计-时间序列-趋势分析-变量(人口总量1/yt )-模型类型(s 曲线)-生成预测(1)-存储(拟合值)8. 计算——计算器——将结果存储在变量中:c8,表达式:1/0.0000169——确定 实验结果:由时序图可以看出取暖器销售量基本符合修正指数曲线模型。

2. 计算一阶差的一阶比率由表可以看出该时间序列yt的一阶差分的差比率大致相等。

3. 计算yt的倒数及一阶差分的差比率。

由表可得1/yt的一阶差分的差比率大致相等,选用皮尔曲线作为预测模型。

4. 求模型的参数将修正指数曲线化为皮尔曲线模型的结果为:拟合趋势方程1/yt = (10**-4) / (6.12068 - 1.88831*(0.804211**t))则皮尔曲线模型为:4110/6.121 1.89*0.804/6.12tty-=-5.模型的预测周期预测10 0.0000169即2013年取暖器的销售量的预测值为:1/0.0000169=59171(台)其最高限度L=1/( 410-/6.12)=61200 (台)实验五:时间序列平滑预测法建模实验目的与要求:熟练掌握运用二次曲线指数平滑法建模。

实验内容:问题:某地区统计了从1989年到2012年每年的消费品销售额(见实验五数据.xls ),请用二次曲线指数平滑法预测2013年的消费品销售额。

(取平滑常数5.0=α)解:实验步骤 1)将数据录入工作表中,c1为年度,c2为销售额(2)统计-时间序列-单指数平滑-变量(c2)-使用(0.5)-存储(修匀数据)-选项(K=1)-将C3命名为St(1)(3) 统计-时间序列-单指数平滑-变量(c3)-使用(0.5)-存储(修匀数据)-选项(K=1)-将C4命名为St(2)(4) 统计-时间序列-单指数平滑-变量(c4)-使用(0.5)-存储(修匀数据)-选项(K=1)-将C5命名为St(3)(5) 计算-计算器-将结果存储在变量中(c6)-表达式(3*c3-3*c4+c5)-确定-将C6命名为At(6)计算-计算器-将结果存储在变量中(c7)-表达式(3.5*c3-6*c4+2.5*c5)-确定-将C7命名为Bt(7) 计算-计算器-将结果存储在变量中(c8)-表达式(c3-2*c4+ c5)- 确定-将C8命名为Ct(8) 计算-计算器-将结果存储在变量中(c9)-表达式(c6+c7+ 1/2*c8)- 确定-将C9命名为Ft+m实验结果:(1)计算t 时期的单指数平滑值(1)t S(1)1(1)t t t S x S αα-=+-销售总额(亿元) 的单指数平滑数据 销售总额(亿元) 长度 24 平滑常量Alpha 0.5准确度度量平均百分误差 (MAPE) 10.0449 平均绝对误差 (MAD) 2.9602 平均偏差平方和 19.2161平滑图为:(2)计算t 时期的双指数平滑值(2)tS(2)(1)(2)1(1)t t t S S S αα-=+-修匀数据1 的单指数平滑数据 修匀数据1 长度 24 平滑常量Alpha 0.5准确度度量平均百分误差 (MAPE) 8.9837 平均绝对误差 (MAD) 2.4715 平均偏差平方和 12.9108(3)计算t 时期的三重指数平滑值(3)t S(3)(3)(3)1(1)t t t S S S αα-=+-修匀数据2 的单指数平滑数据 修匀数据2 长度 24 平滑常量Alpha 0.5准确度度量平均百分误差 (MAPE) 8.26700 平均绝对误差 (MAD) 2.11037 平均偏差平方和 8.85952(4)计算t 时期的水平值t A(1)(2)(3)33t t t t A S S S =-+(5)计算t 时期的线性增量t B2(1)(2)(3)2(65)(108)(43)(1)t t t t B S S S ααααα⎡⎤=---+-⎣⎦- (6) 计算t 时期的抛物线增量t C2(1)(2)(3)2(2)(1)t t t t C S S S αα=-+-(7)预测m 时期以后,即(t+m)时期的数值t m F +212t m t t t F A B m C m +=++当0.5α=,m=1时,2012161.7675F +=,即2013年消费品的销售额的预测值为61.77亿元实验六:自适应过滤法建模实验目的与要求:熟练掌握运用自适应过滤法建模。

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