Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
5415.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
13.11.2022
Размер:
1.38 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

1

16,5

16,6

16,9

17,0

1

17,1

 

 

 

 

 

2

2

1996 г.

y96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16,8 .

 

 

 

 

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1.1 – Результаты сглаживания по методу скользящих средних

Годы

Общая

пло-

 

 

Сглаженные уровни

 

 

 

щадь

жилых

 

 

 

 

 

 

 

 

Простая

скользящая

 

 

2

 

 

помещений,

 

 

( yi y)

 

 

средняя

 

 

 

 

 

 

приходящаяся

 

 

 

 

 

 

 

3-член-

4-член-

5-член-

 

3-член-

4-член-

5-член-

 

в среднем на 1

 

 

 

 

 

 

ная

ная

ная

 

жителя.кв.м,

ная, y

ная, y

ная, y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1992

15,4

-

-

-

 

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1993

16,1

16,0

-

-

 

0,01

-

-

1994

16,5

16,4

16,3

16,3

 

0,01

0,026

0,040

1995

16,6

16,7

16,6

16,6

 

0,004

0,001

0,000

1996

16,9

16,8

16,8

16,8

 

0,004

0,006

0,006

1997

17,0

17,0

17,1

17,1

 

0

0,003

0,010

1998

17,1

17,3

17,4

17,4

 

0,05

0,083

0,102

1999

17,9

17,7

17,7

17,7

 

0,03

0,026

0,026

2000

18,2

18,2

18,2

18,2

 

0,00

0,000

0,000

2001

18,5

18,7

18,7

18,7

 

0,03

0,031

0,032

2002

19,3

19,1

19.1

19,0

 

0,04

0,056

0,068

2003

19,5

19,5

19,4

19,4

 

0

0,006

0,014

2004

19,7

19,7

-

-

 

0

-

-

2005

19,9

-

-

-

 

-

-

-

Итого

248,6

-

-

-

 

0,179

0,239

0,299

Как видно из таблицы 2.1.1, трехчленная скользящая средняя демонстрирует выравненный динамический ряд с однонаправленной тенденцией движения уровней. Сглаживание по трехчленной скользящей средней дало более сглаженный ряд, так как для трехчленной скользящей

средней оказалась меньше сумма

квадратов отклонений фактических

 

 

2

= 0,179) (таблица 2.1.1). Иными

данных ( yi ) от сглаженных ( y ) (

( yi y)

 

словами, трехчленная скользящая средняя лучше всего представляет закономерность движения уровней динамического ряда.

2.2. Сглаживание временных рядов методом взвешенных скользящих средних

Поскольку укрупнение интервала сглаживания приводит к уменьшению числа сглаженных уровней ряда, а длина динамического ряда в экономике часто ограничена (максимум 10−15 лет), то многочленные скользящие

13

средние практически не применяются (исключение составляет применение скользящих средних при измерении сезонных колебаний).

Простые скользящие средние в ряде случаев позволяют выявить тенденцию лишь в общих чертах. Более совершенным приемом считается взвешенная скользящая средняя. При исчислении простой скользящей средней все уровни временного ряда считаются равноценными. При расчете взвешенной скользящей средней каждому уровню в пределах интервала сглаживания приписывается вес, зависящий от расстояния данного уровня до середины интервала сглаживания.

Веса для уровней ряда при сглаживании могут быть взяты как коэффициенты бинома Ньютона (таблица 2.2.1).

Таблица 2.2.1− Весовые коэффициенты

Интервал сглаживания

Коэффициенты ( f )

Сумма весов

 

 

 

 

 

 

3

1

2

1

 

4

 

 

 

 

 

 

5

1 4

6

4

1

16

 

 

 

7

1 6 15 20 15 6 1

64

 

 

 

 

 

 

Взвешенная скользящая средняя определяется как средняя арифметическая взвешенная:

 

 

n

 

 

 

 

yt

f

 

i

 

,

 

yt

 

 

 

n

 

 

 

 

f

 

 

i

 

 

где

 

 

 

 

yt − скользящая средняя;

 

 

 

yt − уровни динамического ряда, участвующие в расчете за интервал n ;

f − веса.

Для рассматриваемого примера трехчленная взвешенная скользящая средняя за 1993 г. будет равной:

 

 

 

16,03 ;

y93

(15,4 1 16,1 2

16,5 1) : 4

для 1994 г. соответственно получим:

 

 

 

 

 

16,43.

y94

(16,1 1 16,5 2

16,6 1) : 4

При пятичленной взвешенной скользящей средней для 1994 и 1995 гг. получим:

 

 

 

14

 

 

 

 

 

16,38 ;

y94

(15,4 1 16,1 4 16,5

6 16,6

4 16,9 1) :16

 

 

 

 

16,64 .

y95

(16,1 16,5 4 16,6 6

16,9 4

17,0 1) :16

Аналогично рассчитываются и для других лет взвешенные скользящие средние, результаты которых приведены в таблице 2.2.2.

Таблица 2.2.2 – Результаты расчетов по методу взвешенной скользящей средней

Годы

Общая

пло-

Взвешенная скользящая

 

( yi

yˆ)2

 

щадь

жилых

средняя

 

 

 

 

помещений,

3-членная

5-членная

 

3-членная

5-членная

 

приходящаяся

 

 

 

 

 

 

в среднем на 1

 

 

 

 

 

 

жителя, м2, yi

 

 

 

 

 

1992

15,4

-

-

 

-

-

1993

16,1

16,03

-

 

0,006

-

1994

16,5

16,42

16,38

 

0,006

0,014

1995

16,6

16,65

16,64

 

0,003

0,002

1996

16,9

16,85

16,84

 

0,003

0,004

1997

17,0

17,00

17,03

 

0,000

0,001

1998

17,1

17,30

17,33

 

0,031

0,053

1999

17,9

17,78

17,76

 

0,016

0,021

2000

18,2

18,20

18,2

 

0,000

0,000

2001

18,5

18,62

18,65

 

0,016

0,023

2002

19,3

19,15

19,10

 

0,023

0,038

2003

19,5

19,5

19,46

 

0,000

0,001

2004

19,7

19,7

-

 

0,000

-

2005

19,9

-

-

 

-

-

Итого

248,6

-

-

 

0,1006

0,1564

Как видно из расчетов, взвешенные скользящие средние несколько ближе подходят к фактическим данным. Для них меньше, чем для простых

средних

 

квадрат отклонения: для трехчленной взвешенной скользящей

 

2

= 0,1006, а для пятичленной −

 

2

= 0,1564.

( yi y)

 

( yi y)

 

Из расчетов видно, что трехчленная скользящая средняя лучше описывает закономерность движения уровней динамического ряда.

Веса при использовании скользящих средних могут быть подобраны не только как коэффициенты бинома Ньютона, но и путем подбора полинома второго и третьего порядка к группе наблюдений в пределах интервала сглаживания:

yˆ

t

a

0

a t

a

t 2 .

 

 

1

2

 

15

Выравнивание с помощью

взвешенной

скользящей средней по

полиному осуществляется следующим образом.

Для каждого активного участка подбирается полином вида

yˆ

t

a

a t

a

t 2 ...

a t n ,

 

 

0 1

2

 

n n

параметры которого оцениваются по методу наименьших квадратов. При этом начало отсчета переносится в середину активного участка. Например, для длины интервала сглаживания g 5 , индексы уровней активного участка будут:−2, −1, 0, 1, 2.

Тогда сглаженным значением для уровня, стоящего в середине активного участка, будет значение параметра a0 подобранного полинома. Причем при сглаживании по полиному k -й нечетной степени весовые коэффициенты будут такими же, как при сглаживании по полиному ( k 1) степени (таблица 2.2.3).

Таблица 2.2.3 − Весовые коэффициенты при сглаживании по полиномам второго и третьего порядка

Длина интервала сглаживания

 

 

Весовые коэффициенты

 

5

 

 

 

 

 

1

[ 3, 12, 17]

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

[

2,

3,

6,

7]

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

[ 21, 14, 39, 54, 59]

9

 

 

 

 

 

 

 

231

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

[

36,

 

9,

44,

69,

84,

89]

11

 

429

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

[

11,

 

9,

16,

21,

24,

25]

13

 

143

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как веса симметричны относительно центрального уровня, то в таблице использована символическая запись: приведены веса для половины уровней активного участка, выделен вес, относящийся к уровню, стоящему в центре участка сглаживания.

Например:

yˆ

1

15,4 (

3)

16,1 12

16,5 17

16,6 12

16,9

(

3)

16,46 ;

 

94

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yˆ

 

1

16,1 (

3)

16,5 12

16,6 17

16,9 12

17,0

(

3)

16,68 и т.д. (таблица

 

 

95

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.4).

0,1027 ).

16

Таблица 2.2.4 − Сглаживание полинома с помощью весовых коэффициентов

Годы

Общая

пло-

Взвешенная скользящая

( yi

yˆ)2

 

щадь

жилых

средняя

 

 

 

 

помещений,

5-членная

7-членная

5-членная

 

7членная

 

приходящаяся

 

 

 

 

 

 

в среднем на 1

 

 

 

 

 

 

жителя.кв.м,,

 

 

 

 

 

 

yi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1992

15,4

-

-

-

 

-

1993

16,1

-

-

-

 

-

1994

16,5

16,46

-

0,002

 

-

1995

16,6

16,68

16,71

0,006

 

0,012

1996

16,9

16,85

16,80

0,003

 

0,011

1997

17,0

16,96

17,00

0,002

 

0,000

1998

17,1

17,26

17,34

0,027

 

0,059

1999

17,9

17,75

17,68

0,021

 

0,501

2000

18,2

18,20

18,19

0,000

 

0,000

2001

18,5

18,64

18,72

0,019

 

0,048

2002

19,3

19,15

19,11

0,021

 

0,038

2003

19,5

19,55

-

0,003

 

-

2004

19,7

-

-

-

 

-

2005

19,9

-

-

-

 

-

Итого

248,6

-

-

0,103

 

0,218

Расчеты показали, что сглаживание по весовым коэффициентам дало наилучший вариант при сглаживании с помощью пятичленной взвешенной скользящей средней, так как оказалась наименьшей сумма квадратов отклонений эмпирических и теоретических даных ( ( yi yˆ)2

2.3.Экспоненциальное сглаживание

Внастоящее время для учета степени «устаревания» данных во взвешенных скользящих средних используются веса, подчиняющиеся экспоненциальному закону, т.е. применяется метод экспоненциальных средних.

Смысл экспоненциальных средних состоит в том, чтобы найти такие средние, в которых влияние прошлых наблюдений затухает по мере удаления от момента, для которого определяются средние. Веса в экспоненциальных средних устанавливаются в виде коэффициентов

17

(

 

1) . Веса по времени убывают экспоненциально, а сумма весов

 

 

 

 

стремится к 1.

Экспоненциальная средняя определяется по формуле Р. Брауна:

 

Qt

yt (1 ) Qt 1 ,

где Qt

− экспоненциальная средняя (сглаженное значение уровня ряда)

 

на момент t ;

 

 

− вес текущего наблюдения при расчете экспоненциальной

 

средней;

 

yt

− фактический уровень динамического ряда в момент времени t ;

Qt 1 − экспоненциальная средняя предыдущего периода.

Вес, с которым участвует каждый уровень динамического ряда в определении экспоненциальных средних, зависит от параметра сглаживания . Поэтому при использовании экспоненциальных средних в прогнозировании одной из важных проблем является выбор оптимального

параметра .

 

Если коэффициент

близок к 0, то веса, по которым взвешиваются

уровни динамического ряда, убывают медленно, и при прогнозе в этом случае учитываются все прошлые наблюдения. Если близок к 1, то при прогнозировании учитываются в основном наблюдения последних лет. Чем ближе к 1, тем в большей мере сглаженные уровни воспроизводят фактические уровни динамического ряда

Например: В качестве начального значения экспоненциальной средней возьмем среднее значение из 3 первых уровней (таблица 2.3.1.).

 

1

 

3

15,4

16,1

16,5

 

16 ;

 

Q0

 

 

 

yt

 

 

 

 

 

 

 

 

3 t

 

 

3

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Q1

 

 

 

y1

(1

)

Q9

 

0,1 15,4

(1

0,1) 16 15,94 ;

Q2

 

 

 

y1

(1

)

Q1

 

0,1 16,1

(1

0,1) 15,94 15,96 ;

Q3

0,1 16,5

(1

0,1)

16,01

16,01 .

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]