- •Лабораторная работа №1
- •Этап 1. Анализ динамики исходного временного ряда.
- •Проверка ряда на стационарность. Гипотеза о равенстве средних.
- •Гипотеза о равенстве дисперсий.
- •Графический анализ.
- •Проверка ряда на случайность. Расчет критерия серий по медиане выборки.
- •Расчет критерия восходящих и нисходящих серий.
- •Этап 2. Моделирование временного ряда с помощью алгоритмических моделей. Метод адаптивной скользящей средней.
- •Коэффициент несоответствия Тейла:
- •Стандартная ошибка модели (rmse):
- •Отсутствие автокорреляции в остатках.
- •Метод экспоненциального сглаживания (модель Брауна).
- •Отсутствие автокорреляции в остатках.
- •Постоянство дисперсии.
- •Равенство нулю математического ожидания остатков.
- •Этап 3. Моделирование временного ряда с помощью аналитических методов. Выделение тренда в исходном ряде.
- •Выявление сезонной составляющей.
- •Отсутствие автокорреляции в остатках.
- •Этап 4. Моделирование временного ряда применяя методологию Бокса-Дженкинса.
- •Этап 5. Выбор лучшей модели прогноза.
- •Этап 6. Построение прогноза по полученной модели.
- •Приложение.
Графический анализ.
Построим график автокорреляционной функции, воспользовавшись возможностями Statgraphics:
Рисунок 2. Автокорреляционная функция.
Как видно из рисунка 2 довольно большая часть коэффициентов не значима (находится ниже линий значимости), но пять довольно высоких значений корреляции между исходными данными и их лаговыми значениями говорит о том, что связь все же имеет место быть, поэтому это еще раз подтверждает предположение о нестационарности данного процесса.
Так же рассмотрим график частной автокорреляционной функции:
Рисунок 3. Частная автокорреляционная функция.
В ЧАКФ устраняется зависимость между промежуточными наблюдениями (наблюдениями внутри лага). Другими словами, частная автокорреляция на данном лаге аналогична обычной автокорреляции, за исключением того, что при вычислении из нее удаляется влияние автокорреляций с меньшими лагами. На лаге 1 (когда нет промежуточных элементов внутри лага), частная автокорреляция равна, обычной автокорреляции. Однако, для третьего, одиннадцатого, восемнадцатого лагов коэффициент корреляции получился значимым, таким образом, процесс снова демонстрирует характеристики нестационарности.
В итоге, можно заключить, что все примененные тесты показали нестационарность временного ряда, т.е. в изменениях индекса РТС по финансам можно выделить трендовую составляющую.
Проверка ряда на случайность. Расчет критерия серий по медиане выборки.
Для этого воспользуемся функцией Descriptive Methods программы Statgraphics, в результате чего получим:
(1) Runs above and below median
Median = 11,5525
Number of runs above and below median = 11
Expected number of runs = 48,0
Large sample test statistic z = 7,57019
P-value = 3,76366E-14
Нулевой гипотезой является утверждение о том, что ряд стохастически-независим, тогда на основе полученных результатов мы имеем право ее отвергнуть, т.е. в исходном временном ряду присутствует тенденция.
Расчет критерия восходящих и нисходящих серий.
Так же воспользуемся возможностями Statgraphics.
(2) Runs up and down
Number of runs up and down = 48
Expected number of runs = 62,3333
Large sample test statistic z = 3,41706
P-value = 0,000633122
По аналогии с предыдущим пунктом нулевая гипотеза отвергается, что говорит о наличии тенденции в исследуемом ряде.
Этап 2. Моделирование временного ряда с помощью алгоритмических моделей. Метод адаптивной скользящей средней.
Метод адаптивной скользящей средней относится к числу наиболее простых методов сглаживания фактических уровней временного ряда. Он применяется для краткосрочного прогнозирования. Адаптивная скользящая средняя – скользящая средняя, относимая к концу интервала, определяется по формуле:
,
где:
- адаптивная скользящая средняя;
m
– продолжительность интервала сглаживания
(при нечетном m используется
параметр
).
Таким образом, прогнозирование на один временной интервал можно записать:
.
Приведем несколько разных моделей с разными длительностями интервала сглаживания m = (2 (модель A), 3 (B), 4 (C), 5 (D), n=122 (Mean)).
Для оценки точности прогнозирования используются:
Коэффициент несоответствия Тейла:
,
где:
прогнозируемое
значение показателя на момент времени
i;
объем
экзаменующей выборки.
