
книги из ГПНТБ / Коломников, В. П. Динамика объемов и продолжительности производства продукции
.pdfи столбцов, не изменяющих предыдущие элементы. Если бы симметричность матрицы нарушалась с вве дением какой-либо линеаризованной функции, то ничего не оставалось бы, как программировать все заново.
Линеаризация функций в методе наименьших квад ратов заключается в конечном счете в том или ином преобразовании исходной информации. Существующие аналогичные программы предусматривают попросту несколько вариантов преобразования (обычно это логарифмирование, возведение в квадрат или куб) и
только. В |
данной программе это равносильно выбору |
||
лишь одной регрессии |
st |
(при соответствующих |
|
значениях |
S и У ). |
Они |
не предусматривают ком |
бинаций между самими вариантами цреобразования, т.е. между регрессиями S^ , что значитель
но сужает число и класс используемых функций. На пример, при старом подходе пришлось бы для транс
цендентной функции |
составлять |
свою программу, |
||
так как |
даже |
в линеаризованной форме она состоит |
||
из двух |
вариантов преобразования, вернее из двух |
|||
неоднородных линейных регрессий |
St и SK . |
|||
Кроме того, |
в существующих программах то или |
иное преобразование касается всех исходных факторов без исключения, т.е. предполагается, что все они находятся с функцией в зависимости одного и того же рода: линейной, логарифмической, квадратичной и т.д. Принцип "сложения" регрессий позволяет диф ференцированно подходить к каждому включенному
в анализ фактору (группе факторов) и проверять отно сительно его (ее) различные гипотезы с добавлением (исключением) определенных поправок на его (ее)
особое воздействие на функцию. Этой цели служат задаваемые исследователем границы изменения Sv[v=itjj,
В самом деле, пусть часть исходных факторов находится с функциональным признаком в одной за висимости, а другая часть - в иной, т.е. требуется искать связь функционального признака с двумя вида ми функций. Без принципа "сложения" регрессий здесь не обойтись.
- 31
Непосредственного отсева факторов из модели про грамма не производит ввиду того, что это сопряжено со своими проблемами. Лучше всего иметь для этого отдельную программу, которую можно объединить с программой факторного анализа в одно целое. При вычислении частных, коэффициентов корреляции после довательно отсеивается из модели каждый из факторов.
Фактор, |
исключенный на |
L |
-й итерации, присутству |
|
ет на |
и |
1 -й . Показатели |
выдаются на печать как по |
|
полной |
|
( tfl - факторов), |
так и по сокращенной модели |
|
{Щ - |
1) |
факторов. Это дает |
богатую почву для "'руч |
ного" отсеивания факторов.
В общем случае программа определяет коэффициен ты не одной, а нескольких регрессий, составляющих полную регрессию S m :
Где 5^ , f S j} |
- |
соответствующие линеаризованные |
„ |
|
регрессии; |
&V ( V = 1 - 5 J |
— |
индексы факторов, входящих в ту |
(tj J u «) J v v
' , V
t +кп) |
“ “ иную регрессийю; |
которые об |
||
|
J - |
факторы регрессий, |
||
|
|
разуются |
посредством соответст |
|
|
|
вующего |
преобразования факторов, |
|
|
|
относящихся к предыдущим ре |
||
|
|
грессиям, указанным в скобках |
||
|
|
при данном факторе; |
|
|
|
-количество факторов в регрессии; |
|||
т |
- |
общее число факторов в регресси- |
ЯХ |
o t ) |
*>!( 1 |
t |
> |
ВХОДЯЩИХ |
в |
полную регрессию |
|
• : |
|
|||
В зависимости от значения параметра |
с имеем |
те |
||||
или иные регрессии S . |
, |
, S , |
в |
отдельности |
или |
- 32 -
комбинации между собой. Такой подход 'сложения' регрессий является гибким и перспективным.
Задавая соответствующим образом параметры, мож но получить следующие регрессии:
полиномную у = ва |
|
|
|
|
(5) |
|
t =1 |
<Ж1 |
1 =г |
|
|
мультипликативную |
|
е |
л - |
, |
(8 ) |
( I |
х с |
||||
|
i - f |
|
|
|
|
транцендентную |
<? |
Л" |
-У Х .; |
(7) |
|
у » а п |
х. £ |
^ i |
и многие др.
Вид регрессии задается на основании заранее пред полагаемой зависимости между фактором-функцией и фактором-фактором.
Программа обеспечивает соответствующую_^бработку
исхо дной информации |
V = ■ |
[ |
|
j |
- |
|
||||||
Где |
|
|
- |
индекс |
фактора^/ |
= О |
- |
индекс функ |
||||
ции и признака, |
J. |
|
- |
индекс наблюдения, |
исходя |
из |
||||||
тех или иных |
значений^ управляющих параметров |
|
||||||||||
C} d} St f , h t |
^v ( v |
= 1,7) |
, форму связи |
выбирает и з а -, |
||||||||
дает исследователь, ориентируясь по тем или иным |
||||||||||||
таблицам. Преобразование исходной информации про |
||||||||||||
исходит по табл. .4, |
составляющей основу р егр есси и ^ . |
|||||||||||
|
управляющие параметры соответствующего пре |
|||||||||||
образования информации V - f V ijy |
н |
V ={ ^ ‘- |
I |
|||||||||
Причем параметр |
d |
|
связан с |
множеством |
i |
|||||||
т.е. с данными, |
относящимися к зависимой переменной, |
|||||||||||
а параметры |
S } |
ф - |
|
данными, |
относящимися к факто |
|||||||
рам |
L = f j e |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
То или иное |
значение |
и |
действительно для |
того |
||||||||
или |
иного сочетания |
|
S, |
и наоборот, |
т.е. параметр |
- 33 -
Т а б л и ц а
П реобразование lf= |
для регрессии S r |
|
d ( j |
= i,n ) |
О |
1 |
г |
|
?У II |
|
и |
3 |
vjj |
= А %•/ |
|
|
|
|
5 ( i = 1,т ; ) ~ 1 , п ) |
|
|||
О |
|
1 |
|
|
г |
|
3 |
|
4=0 |
4 * а |
|
4—0 |
4 *- о |
4=0 |
|
Ч V |
Н |
vr k j |
|
|
V |
& Vcj 'Ss?* |
Ч |
|
|
и |
|||||
V -= V . |
|
|
|
|
Т .~ |
7 |
|
3
- * ь /
4
4 * 0
к |
>Уа |
|
и |
d; с одной стороны, и параметры $, У) с другой, яв
ляются независимыми друг от друга.
То или иное преобразование происходит по всем наблюдениям преобразуемого фактора у = / /7 , Что
касается самих факторов, то преобразование начинает
ся с |
факто-ра и кончается |
4? |
фактором |
вклю |
|||
чительно, т.е. |
14 5^ ^ |
d |
• |
Если |
= 4 ), |
то, пре |
|
образуется |
один |
$2~й - фактор. Требуется, чтобы |
|||||
Ф О, |
О |
при |
S фО |
и, наоборот, 6^ = 4j ~ О |
при S = О.
Выбор той или иной комбинации регрессий JT, , 5^ , входящих в полную регрессию Sm = BQ + St + S к +
*St + S u rinроизводится по значёнию параметра |
с в |
|
соответствии с табл. 5. |
|
|
Знаки +, - , |
f означают соответственно |
выбор |
или 'невыбор' стоящей в горизонтальной строке ре грессии при соответствующем значении параметра с. Таким образом, для выбора нужной комбинации регресс
сий S^ |
, S K j |
S£ S ^ |
достаточно |
задать |
соответствую |
|||||||||
щие значения |
параметра |
с . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Поясним |
остальные записи в |
табл. 5: |
|
|
|
|
||||||||
|
|
- |
|
сплошной интервал |
фактор-факторов, оста |
|||||||||
ющихся непреобразованными и входящих во множест |
||||||||||||||
венную |
линейную регрессию |
|
|
- сплошной интер |
||||||||||
вал фактор-факторов, входящих в линеаризованную по |
||||||||||||||
табл. |
1 |
регрессию |
; |
начиная cS^ -2 0 |
и |
кончая |
О3 |
|||||||
включительно, т.е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
сплошной |
интервал |
фактор-факторов, |
составляю |
|||||||||||
щих |
|
регрессию. |
|
все |
факторы |
которого |
|
начи |
||||||
ная |
с |
d^ ~ 2 0 |
и кончая |
|
|
включительно, воз |
||||||||
водятся в степень при значении |
параметра ИФО . |
|
||||||||||||
Сплошной интервал |
|
|
должен быть задан тако |
|||||||||||
вым, чтобы он лежал внутри |
фактор-факторов, |
входящих |
||||||||||||
в регрессии |
|
5^. |
и |
5 * |
(если последние |
при |
данном |
|||||||
значении с |
присутствуют |
в |
регрессии S т |
, т.е. имеют |
||||||||||
вместе с регрессией). Например, при с , |
■ -3 |
долж |
||||||||||||
но удовлетворяться |
1 4 1 ^ 4 ^ 4 ^ |
|
при с |
|
|
|
|
|||||||
при С= 3 -(Т4 ^ 4 |
|
где |
Qt |
- |
общее количество |
фак |
||||||||
торов |
в регрессиях |
, |
SK |
‘ |
|
при |
|
|
|
|
S
St
Sk
4
-А -з -2 -1 |
о |
—— — — —
— |
+ |
■+ |
|
|
I |
1 7 |
i |
||
|
||||
+ |
|
|
|
|
1 |
Щ ] |
— |
t |
|
т |
||||
|
|
— |
— |
|
т |
т |
а д |
|
|
|
|
|
Т |
а б л и ц а |
5 |
|
Выбор вида 4 , |
|
|
|
|
|
||
|
с |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
A |
s |
6 |
7 |
w |
[i},l № |
[ { f t № |
а й |
Ш |
а д |
— |
||
|
|||||||
Ф |
№ |
В Д а д |
— |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
||||
— |
|
[ f a |
— |
Щ |
а д |
— а д |
|
|
|
|
|||||
— |
— |
Ф |
а д |
— |
ч5н а д |
1 — |
|
|
|||||||
|
|
|
|
при С = 10-(§г & ^ |
) |
и Т . Д . ; |
С “в > 4 г7 — |
сплошной интервал фактор-факторов, |
|
составляющих регрессию |
Sw , все факторы кото-рого |
представляют попарное произведение между собой фак торов этого интервала без произведения самого на
себя |
и повторений |
произведения |
последующего ф уто |
ра на |
предыдущий, |
так как это |
уже имело место в |
свое время при произведении предыдущего на последую
щий. |
Интервал Cos ,$7] |
должен |
лежать внутри регрес |
|||||
сий |
St , Su } S?, если, они присутствуют вместе |
с регрес |
||||||
сией |
|
в полной регрессии, т„е. |
имеют |
сов |
||||
местно с |
при |
данном значении |
параметра |
с. |
||||
Например, |
при с = 4 |
должно быть |
|
|
^ > |
при |
||
с = 3 |
- ( 1^ |
5г & S3) |
, |
наконец, |
при |
с - 7 |
- (l^8f 4§7^S,) |
|
|
- означает, что находящаяся |
в |
плюсовой |
|||||
клетке регрессия $к |
или |
включает |
в себя @ |
факторов, состоящих как из преобразованных, так и из
непреобразованных факторов. В этом |
отличие / |
от И . |
||||||||||
Если речь идет о регрессии |
|
, |
то |
£ |
олицетворяет |
|||||||
собой |
(S 3 -U £ -+ l) |
преобразованных |
факторов интерва |
|||||||||
ла |
|
и |
|
|
* 1) |
непРе°бразованных факто |
||||||
ров при условии, |
что 1* |
|
$ & • |
Если дело |
каса |
|||||||
ется |
регрессии |
|
, |
то |
£ |
по дразумевает |
|
|
||||
преобразованных факторов сплошного |
и н т е р в а л а $$■] |
|||||||||||
и n - (S s - |
+■!) |
|
оставшихся |
неизменными факторов, |
||||||||
могущих лежать |
|
по разные |
стороны |
интервала, |
если |
|||||||
u S ^ 8s ^e. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Относительно |
|
табл. |
5 сделаем |
добавочные пояснения |
||||||||
1. |
При с = 0 |
выбирается |
либо регрессия S# |
, либо |
||||||||
5г |
(см. |
знаки |
+ .,+ ). Это |
зависит только от того, |
||||||||
равны ли нулю параметры 3 , h |
|
(подробно смысл каж |
||||||||||
дого параметра см. далее). |
Когда |
выбирается |
, |
то |
||||||||
следует положить |
б Ф О , |
h = о , |
а |
во |
втором случае |
|
||||||
ИФО, |
6 = 4=0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. |
Регрессия |
|
сама |
по |
себе |
без |
сочетания |
с |
||||
какой-либо из регрессий |
St |
} 5ц , S г |
не |
выбирается. |
||||||||
Регрессия •5^ |
выбирается |
при нулевых значениях |
|
|||||||||
входных параметров |
|
|
|
|
|
|
|
|
- 37 -
|
Если |
же все |
эти |
параметры равны |
нулю, |
кроме ^Ф-Oj |
|||||||||
а 0[ принимает |
значение |
|
|
|
то |
мы |
имеем |
ре |
|||||||
грессию |
SK 7 а не |
5^. . |
Совпадение S^ |
с S t |
происхо |
||||||||||
дит, когда все указанные параметры, включая и |
|
с/, |
|||||||||||||
задаются нулевыми, Регрессия St |
нужна, |
когда |
к |
||||||||||||
уравнению прямой нужно "добавить" |
другие |
функции. |
|||||||||||||
|
3 . |
При всех допустимых |
значениях |
параметра с, |
|||||||||||
кроме |
с = 1 0 , после |
выполнения |
требований |
параметра |
|||||||||||
d |
выполняются требования |
параметров |
0 , 3 } У. |
Поэто |
|||||||||||
му параметр fa |
при |
0 *= |
10 имеет |
дело |
с |
уже |
пре |
||||||||
образованными |
( d Ф О) |
или непреобразованными (3 = Q ) |
|||||||||||||
фактор-факторами. |
Когда же С =10, |
то регрессия |
|||||||||||||
включает в себя возведенные в степень |
h |
фО исход |
|||||||||||||
ные факторы, не взирая на значения параметра |
d . |
||||||||||||||
В |
этом |
отличие |
13-го |
варианта |
|
(с = 10) |
от |
4 -го (с = -1 ) . |
|||||||
|
Схематично |
общий |
вид регрессии |
S |
|
можно |
пред |
||||||||
ставить |
следующим |
образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
С 4 0 |
|
|
I |
t o |
|
|
h t O |
|
|
|
|
сиг |
|
|
|
St |
|
<~(t] |
|
|
|
|
|
- ( t |
+ K + t ) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
4 |
4 |
|
|
4 |
4 |
|
|
4 |
d6 |
|
|
S7 |
|
|
Здесь стоящие в правом верхнем углу обозначения |
||||||||||||||
говорят |
о том, когда данная |
регрессия |
будет |
при |
|||||||||||
сутствовать в полной |
регрессии |
S m . |
Наличие |
|
плю |
сов подразумевает, что удовлетворяются соответствую
щие |
значения параметров, указанные в данной схеме. |
||
Изображение О М 2 |
означает: "при значениях парамет-| |
||
ра с, |
для которых |
регрессия S ^ |
имеет "+ " . Нижние |
8^ [О =t)?J свидетельствуют о тех |
факторах, с которыми |
||
имеет |
дело данная регрессия, a ( t + K) или (t+ K + 7 j |
||
о тех |
регрессиях, |
которым принадлежат эти факторы. |
Для иллюстрации возможности программы приведем несколько видов функций, параметры которых опреде ляются ею на базе метода наименьших квадратов.
В скобках указываются значения соответствующих вход ных параметров.
- 38 -
v
"Чистая" множественная линейная регрессия
( с - d * J - 4 T ~ h - Sv - o ; V= iT ? ), |
|
|||||
S = S + Z L 8, x , = S. + S ^ . |
|
|
||||
°m |
о f n |
L |
1 0 |
t |
|
|
"Полная" линейная регрессия. |
г |
л |
||||
( c ^ t e S - ^ - S ^ o ; « - г в ; Ss - 1; o ^ ? ) t |
||||||
$>m = &0 +St + 7 - X I |
9с, X~^i ~^сс |
+ |
• |
|||
|
£=/ K=iH |
|
|
|
||
"Чистый" полином третьей степени |
|
|||||
( с = 2 ; d = 0; |
f * 4; *f=2 ) h = 1; o r S |
^ S ^ 1 - S f b ^ e - |
||||
Ss =S 7 = o ). |
^ |
|
^ |
|
|
|
% ^ s £ b * i + Z .P i x -\+Z.*i *?■ -4* V V S . |
||||||
|
i=I |
i' =!/ |
L>'- / |
|
|
|
"Полная" параболическая регрессия |
|
|||||
( c * 4 ; d » 0 ; 3 = 4 ; |
4>=2) h = 0 ; S = o3 = S = f ; |
|
||||
S ^ S ^ I - J |
~Ss ‘ 0) , |
|
|
|
||
sm - Ь * £ $ Х ; |
|
|
|
|
||
|
С-/ |
|
l =/ |
i =j k=ih |
|
|
= ^o +^t *^K+ Sw |
|
|
|
|
"Чистая" гиперболическая регрессия
( d * /; С = Jf= / = fi = Sj =0 ; >1=1,7),
~ 1l[& o |
6i X ih ~ j[^ ° * ^ 1 |
‘ |
|
|
Регрессия, представляющая собой гибрид линейной, |
||||
гиперболической функции с |
квадратными |
корнями |
||
( С = 2 ; d = 0; |
|
|
9*r7s;Ss =S7 * o ) , |
|
Sm ~4> * Z - 4 ' |
/-Г/У. |
f ^ - i |
~ |
b S 7 ' |
/ —/ |
;_X |
|
|
- 39 -
Мультипликативная функция Кобба-Дугласа
е
=а П X,-
а , - а f c x <.f i '
которую можно линеаризовать путем логарифмирования
е
вп |
net |
, |
|
L =/ |
|
образуется |
при С =Oj d = Z ' } |
3 =2 j 4 = 0 j h = S = & y = 0 ■ |
U ~Ч} 1 ) |
|
> |
Г д е в0 -£ п < Х .
Кинетическая производственная функция, относящая ся к классу трансцендентных функций, т.е.
посредством логарифмирования приводится к виду
|
e n ^ r e n % X X i x ‘ ' |
|
|
|||
|
|
1= |
1 |
|
|
|
где |
U - функция |
Кобба-Дугласа. |
<• |
г |
__ |
|
|
c = i - d = l ; S = 2 ; Ч = о i h = 0 ;d ,= S ; §г =1; |
|
. |
|||
|
Регрессия, образующаяся на экспоненциальной кри- |
|||||
вой, т.е . |
|
|
. |
|
|
|
|
и |
/ * о + |
Г Л х 0 |
|
|
|
|
J3 = С |
<-=! |
' |
|
|
линеаризуется посредством логарифмирования данных, относящихся к фактор-функции
Она представляет собой в нашем случае
Sm Ч |
, С“ >;* - г ; з - Y - h - f a o ; t - i , ? . |
- 40 -