
- •Глава 5. Методы распознавания типа тренда и оценки его параметров
- •5.1. Применение графического изображения для распознавания типа тенденции
- •5.2. Методика проверки статистических гипотез о типе тренда
- •5.3. Оценка параметров линейного, параболического и гиперболического трендов
- •Проверка гипотезы о линейном тренде урожайности зерновых культур, ц/га
- •Результаты дисперсионного анализа различий между средними абсолютными изменениями
- •5.3.1. Уравнение прямой линии тренда
- •5.3.2. Уравнение параболического (II порядка) тренда
- •5.3.3. Гиперболическое уравнение тренда
- •5.4. Оценка параметров экспоненциального, логарифмического и логистического уравнений тренда
- •5.4.1. Экспоненциальное уравнение тренда
- •Расчет экспоненциального тренда численности населения Земли в 1950-2000 гг.
- •5.4.2. Логарифмическое уравнение тренда
- •5.4.3. Логистическое уравнение тренда
- •5.5. Многократное скользящее выравнивание
- •Расчет логистического тренда
5.4.2. Логарифмическое уравнение тренда
Особенность этого типа тренда заключается
в том, что логарифмировать необходимо
номера периодов (моментов) времени:
=
a+b
lnt.Следовательно, все номера должны быть
положительными числами. Однако это
вовсе не означает, что нумерацию следует
начинать с числа 1. Дело в том, что
величина логарифма быстро возрастает
при переходе от единицы к двум: натуральный
логарифм единицы равен нулю, а логарифм
двух равен 0,693, имеем рост на 0,693; в то же
время логарифм четырех равен 1,386, а
логарифм пяти равен 1,609, имеем прирост
лишь на 0,223 и т.д. Если и уровень изучаемого
ряда вначале возрастает втрое быстрее,
чем между четвертым и пятым периодом,
тогда нумерация от единицы допустима.
Если же уменьшение прироста уровней
происходит значительно медленнее,
нумерацию периодов (моментов) следует
начинать не с единицы, а с большего
числа.
Покажем методику расчета логарифмического уравнения тренда на примере динамики валового сбора чая в Китае (см. рис. 4.5; табл. 5.7).
Временной ряд прежде всего нужно разделить на несколько частей, например на три части, и в каждой части вычислить средний уровень, тыс. т:
1978-1983 гг.-331,7;
1984-1989 г. 482,7;
1990-1994 гг. - 566,0.
Эти усредненные уровни относятся соответственно к середине между 1980 и 1981 гг., к середине между 1986 и 1987 гг. и к 1992 г. Если первую дату обозначить годом номер х,то вторая будет годом номерх + 6, а третья - годом номерх + 11,5. Исходя из уравнения логарифмического тренда имеем уравнения:
Таблица 5.7
Расчет логарифмического тренда валового сбора чая в Китае
Год
|
|
|
ln |
|
|
|
|
1978
|
268
|
4
|
1,386
|
221
|
47
|
2209
|
235
|
1979
|
277
|
5
|
1,609
|
272
|
5
|
25
|
-50
|
1980
|
304
|
6
|
1,792
|
314
|
-10
|
100
|
60
|
1981
|
343
|
7
|
1,946
|
349
|
-6
|
36
|
-102
|
1982
|
397
|
8
|
2,079
|
380
|
17
|
289
|
-102
|
1983
|
401
|
9
|
2,197
|
407
|
-6
|
36
|
102
|
1984
|
414
|
10
|
2,303
|
431
|
-17
|
289
|
357
|
1985
|
432
|
11
|
2,398
|
453
|
-21
|
441
|
252
|
1986
|
461
|
12
|
2,485
|
473
|
-12
|
144
|
-216
|
1987
|
509
|
13
|
2,565
|
491
|
18
|
324
|
648
|
1988
|
545
|
14
|
2,639
|
509
|
36
|
1296
|
396
|
1989
|
535
|
15
|
2,708
|
524
|
11
|
121
|
11
|
1990
|
540
|
16
|
2,773
|
539
|
1
|
1
|
-11
|
1991
|
542
|
17
|
2,833
|
553
|
-11
|
121
|
66
|
1992
|
560
|
18
|
2,890
|
566
|
-6
|
36
|
-132
|
1993
|
600
|
19
|
2,944
|
578
|
22
|
484
|
-44
|
1994
|
588
|
20
|
2,996
|
590
|
-2
|
4
|
-
|
Итого
|
7716
|
-
|
-
|
7650
|
k=6
|
652,6
|
1470
|
Делим второй результат на первый:
Это число говорит о степени замедления роста средних уровней между подпериодами ряда. Теперь необходимо подобрать такое значение х,при котором получаем наибольшее приближение к рассчитанному показателю замедления роста уровней.
При х= 2 получим:,
что слишком мало.
Увеличим хдо 6:
,-
все еще ниже наблюдаемой величины.
Примемх =8:
- что уже больше наблюдаемого значения.
При х = 7 имеем:
- немного больше необходимого.
Можно, принимая дробные значения х, подойти еще ближе к фактическому
значению, однако вряд ли целесообразно
применять мелкодробные номера
периодов времени, да и сам процесс
усреднения уровней по подпериодам ряда
включает субъективные моменты, поэтому
лучше ограничиться приближениемх6,5
лет, следовательно, середина между 1980
и 1981 гг. - это номер 6,5 от начала отсчета
номеров лет, тогда 1978г. - это номерt= 4. Исходя из этого нумеруем все года в
табл. 5.7, начиная сt= 4 доt= 20.
Зная величину x= 6,5, подставляем ее в уравнения (5.21) и (5.22), чтобы вычислить по ним величину параметраb.Из (5.21):
откуда b= 230,9.
Из уравнения (5.22):
откуда b =228,4.
Принимаем среднее из двух независимых оценок параметра b,равное 229,6.
Теперь, подставляя значения хиbв уравнения (5.18), (5.19) и (5.20), получим три независимые оценки параметра а:
Средняя оценка параметра аравна (-97,6). Итак, уравнение логарифмического тренда имеет вид:
где t=0 в 1974г.
По этому уравнению рассчитаны уровни
тренда
в табл. 5.7. Хотя суммы уровней немного
разошлись, кривая, как видно на рис. 4.5,
хорошо отражает тенденцию.