Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математика общий.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
572.83 Кб
Скачать

Модели, учитывающие сезонность

Сезонность можно учитывать, создавая модель временного ряда.

Эти ряды и их колебания можно представить как генерируемые моделями двух основных типов: моделями с мультипликативными и с аддитивными коэффициентами сезонности.

Модели первого типа имеют вид:

,

где динамика величины характеризует тенденцию развития процесса;

, ,..., — коэффициенты сезонности;

— количество фаз в полном сезонном цикле (если ряд представляет месячные наблюдения, то в экономике обычно = 12, при квартальных данных = 4 и т. п.);

— неавтокоррелированный шум с нулевым математическим ожиданием.

Модели второго типа записываются как:

,

где величина описывает тенденцию развития процесса;

, ,..., — аддитивные коэффициенты сезонности;

— количество фаз в полном сезонном цикле;

— неавтокоррелированный шум с нулевым математическим ожиданием.

Адаптивная модель с мультипликативной сезонностью была предложена П. Р. Уинтерсом.

Аддитивная модель рассмотрена Г. Тейлом и С. Вейджем. Уинтерс поставил задачу разработать модель для прогнозирования объемов сезонных продаж с использованием ЭВМ. Модель должна быть такой, чтобы: а) прогнозы рассчитывались на основе одних и тех же программ для большого количества продуктов; б) вычисления производились быстро и дешево; в) использовался минимальный объем памяти для информации; г) учитывались изменяющиеся условия. Поэтому целесообразно в прогностических моделях учитывать конкретный характер тенденции и сезонных колебаний. Это и сделал Уинтерс с помощью экспоненциальной схемы. Модель при этом становится сложнее, зато и точность прогнозов для большинства товаров существенно возрастает.

Прогнозирование с коэффициентами сезонности

Данная модель содержит только сезонный эффект.

Модель имеет вид:

,

,

является взвешенной суммой текущей оценки , полученной путем очищения от сезонных колебаний фактических данных и предыдущей оценки . В качестве коэффициента сезонности берется его наиболее поздняя оценка, сделанная для аналогичной фазы цикла. Затем величина , полученная по первому уравнению, используется для определения новой оценки коэффициента сезонности по второму уравнению.

Величины и могут быть записаны через прошлые данные и начальные условия:

,

где — начальное значение ;

— начальное значение в соответствующей фазе (месяце) цикла (года);

— наибольшая целая часть .

8.Стохастические модели. Модель ariva. Стохастические модели с дискретным временем

Базовая модель динамики цен финансовых инструментов — модель геометрического броуновского движения , согласно которой доходности (непрерывные, логарифмические) инструментов подчиняются процессу случайного блуждания :

где   — белый шум

Данная модель удовлетворяет гипотезе эффективного рынка. В рамках данной гипотезы предполагается невозможность прогнозирования доходностей на будущие периоды на основании какой-либо информации, в том числе на основании информации о прошлых значениях доходностей.

В моделях ARIVA предполагается возможность прогнозирования доходностей на основе прошлых значений доходностей.

ARIVA – процессы Бокса-Дженкинса представляют собой довольно простые и гибкие линейные модели, которые могут неплохо описывать широкий спектр поведения различных временных рядов, в том числе и кратокосрочные, и среднесрочные всплески и падения, так называемого экономического цикла.

ARIMA

Авторегрессионное интегрированное скользящее среднее (autoregressive integrated moving average, ARIMA) является обобщением модели авторегрессионного скользящего среднего. Эти модели используются при работе с временными рядами для более глубокого понимания данных или предсказания будущих точек ряда. Обычно модель упоминается, как ARIMA(p,d,q), где p,d и q — целые неотрицательные числа, характеризующие порядок для частей модели (соответственно авторегрессионной, интегрированной и скользящего среднего).

Пусть задан временной ряд  , где t — целый индекс и   — вещественные числа. Тогда модель ARMA(p,q) задаётся следующем образом: 

где L — оператор задержки,   — параметры авторегрессионной части модели,   — параметры скользящего среднего, а   — значения ошибки. Обычно предполагают, что ошибки   являются независимыми одинаково распределёнными случайными величинами из нормального распределения с нулевым средним.

ARIMA(p,d,q) получается интегрированием ARMA(p,q).

де d — положительное целое, задающее уровень дифференцирования (если d=0, эта модель эквивалентна авторегрессионному скользящему среднему). И наоборот, применяя почленное дифференцирование d раз к модели ARMA(p,q), получим модель ARIMA(p,d,q). Заметим, что дифференцировать надо только авторегрессионную часть.

Важно отметить, что не все сочетания параметров дают «хорошую» модель. В частности, чтобы получить стационарную модель требуется выполнение некоторых условий.

Существует несколько известных частных случаев модели ARIMA. Например, ARIMA(0,1,0), задающая 

является моделью случайных блужданий.

Используется большое количество вариаций модели ARIMA. Например, если исследуются несколько рядов, то   можно трактовать как векторы. Тогда мы приходим к модели VARIMA. Иногда в модели может иметься сезонный фактор. Примером может послужить модель объёма трафика за день. На выходных поведение ряда будет заметно отличаться от рабочих дней. В этом случае вместо того, чтобы наращивать порядки скользящего среднего и авторегрессионной части модели, лучше прибегнуть к модели сезонного авторегрессионного скользящего среднего (SARIMA). Если имеется некоторая долгосрочная зависимость, параметр d может быть заменён нецелыми значениями, приводя к авторегрессионному дробноинтегрированному процессу скользящего среднего (FARIMA или ARFIMA).