Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
новая папка / Lw_1 / MxPSER_LW1.doc
Скачиваний:
18
Добавлен:
19.04.2013
Размер:
5.84 Mб
Скачать

Построение авторегрессионной модели.

Построим авторегрессионые модели ряда отклонений 1-го, 2-го и 3-го порядков.

Построение моделей и оценку параметров произведем для уровней ряда отклонений с 1 по 30 период для последующей сравнительной оценки степени точности прогноза на участке с 31 по 35 период. Результаты построения вышеперечисленных моделей приведены в Приложениях 3.1-3.3. Результаты оценки параметров моделей, расчеты t-статистики и F-статистики:

Значение

Sb

tрасч

tтабл(0.05,29)

a1

0.362

0.164

2.205

2.045

Fрасч=4.860

Fтабл(0.05,1,28)=4.196

Значение

Sb

tрасч

tтабл(0.05,28)

a1

0,527

0,185

2,844

2,048

a2

-0,301

0,178

-1,692

Fрасч=4,239

Fтабл(0.05,2,27)=3,354

Значение

Sb

tрасч

tтабл(0.05,27)

a1

0,545

0,204

2,676

2,052

a2

-0,326

0,220

-1,481

a3

0,071

0,209

0,342

Fрасч=2,519

Fтабл(0.05,3,26)=2,975

Приведем сравнительные характеристики моделей:

Модель

S

R2

Коэффициенты

Модель

Вывод

1

1,068

0,148

0,973

Значимы

Значима

2

1,042

0,246

0,943

Незначимы

Значима

Принимаем

3

1,082

0,239

0,976

Незначимы

Незначима

Все модели имеют приблизительно равные среднеквадратические ошибки, достаточно низкие коэффициенты детерминации и относительно одинаковые коэффициенты несоответствия. Последняя модель незначима и имеет незначимые коэффициенты, поэтому ее можно отбросить сразу. Модель №2 имеет больший коэффициент детерминации, несколько меньшую среднеквадратическую ошибку и коэффициент несоответствия, чем модель №1. Но у модели №2 незначим коэффициент a2(при уровне значимости=0.05, но он становится значимым, если увеличить уровень значимости до=0.103). Поэтому в качестве наиболее приемлемой, выбираем модель авторегрессии 2-го порядка.

Построим модель авторегрессии ряда отклонений 2-го порядка по 35 данным. Результаты построения представлены в Приложениях 3.4 и3.5. Полученная модель имеет следующий вид:.

Проверим полученный ряд остатков остатков zна нормальность и отсутствие автокорреляции:

Т.к. ни одна из систем неравенств не выполняется, нельзя ни принять гипотезу о нормальном характере распределения, ни отвергнуть ее.

Табличные значения границ критерия при уровне значимости =0.05:d1=1.38,d2=1.51. Т.к., то автокорреляция отсутствует.

Модель авторегрессии уровней исходного ряда (Приложениях 3.6и3.7) примет вид:.

Для дальнейшего использования построим модель авторегрессии для данных с 1 по 30 период (Приложения 3.8и3.9):.

Построение arima-модели.

Результаты построения ARIMA(1,0,1)-модели для уровней исходных данных с 1 по 30 период и прогнозные значения на 31-35 периоды, полученные с ее помощью, представлены вПриложениях 4.1и4.2.

Построение прогноза.

Проведем сравнительную оценку степени точности прогноза для модели авторегрессии и ARIMA-модели:

Модель

Вывод

0,010

Принимаем

ARIMA(1,0,1)

0,048

Для построения прогноза больше подходит модель авторегрессии 2-го порядка.

Построим прогноз на 36 период, используя модель:

.

Точечный прогноз:

Интервальный прогноз:

Приложение 1.1

Исходные данные.

t

Y

1

14,5

2

14,9

3

16,6

4

20,1

5

21,9

6

23,9

7

27,9

8

33,1

9

33,3

10

33,8

11

35,1

12

39,2

13

42,6

14

44,4

15

46,5

16

48,8

17

50,4

18

54,0

19

57,3

20

58,9

21

62,7

22

64,6

23

67,2

24

69,0

25

72,9

26

75,7

27

77,5

28

82,4

29

83,5

30

84,7

31

87,2

32

87,9

33

91,7

34

95,3

35

97,7

Приложение 1.2

Динамика развития наблюдаемого явления.

Приложение 1.3

Проверка гипотез о не значимости различия между выборочными дисперсиями и средними значениями уровней двух интервалов исходного ряда.

длина

F-критерий

граница

t-критерий

граница

гипотеза

интервал 1

интервал 2

верхняя

нижняя

верхняя

нижняя

вспомогательная

основная

1

2

33

7384,50

1002,45

0,18

-2,47

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

2

3

32

446,35

39,47

0,24

-3,21

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

3

4

31

80,32

14,08

0,28

-3,88

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

4

5

30

45,95

8,47

0,31

-4,56

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

5

6

29

30,15

6,24

0,33

-5,28

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

6

7

28

17,24

5,09

0,34

-5,95

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

7

8

27

9,52

4,39

0,35

-6,49

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

8

9

26

7,28

3,94

0,36

-7,15

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

9

10

25

6,05

3,61

0,37

-7,93

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

10

11

24

5,07

3,38

0,37

-8,83

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

11

12

23

3,98

3,20

0,38

-9,63

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

12

13

22

3,09

3,06

0,38

-10,34

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

13

14

21

2,46

2,95

0,38

-11,08

2,03

-2,03

принимается

отвергается

14

15

20

1,97

2,86

0,38

-11,80

2,03

-2,03

принимается

отвергается

15

16

19

1,57

2,79

0,37

-12,46

2,03

-2,03

принимается

отвергается

16

17

18

1,25

2,74

0,37

-13,12

2,03

-2,03

принимается

отвергается

17

18

17

1,01

2,74

0,37

-13,50

2,03

-2,03

принимается

отвергается

18

19

16

1,28

2,79

0,37

-13,61

2,03

-2,03

принимается

отвергается

19

20

15

1,65

2,86

0,38

-13,65

2,03

-2,03

принимается

отвергается

20

21

14

2,10

2,95

0,38

-13,38

2,03

-2,03

принимается

отвергается

21

22

13

2,70

3,06

0,38

-13,02

2,03

-2,03

принимается

отвергается

22

23

12

3,52

3,20

0,38

-12,52

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

23

24

11

4,81

3,38

0,37

-11,92

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

24

25

10

6,45

3,61

0,37

-11,14

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

25

26

9

8,63

3,94

0,36

-10,29

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

26

27

8

12,40

4,39

0,35

-9,31

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

27

28

7

14,78

5,09

0,34

-8,59

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

28

29

6

17,98

6,24

0,33

-7,92

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

29

30

5

23,45

8,47

0,31

-7,19

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

30

31

4

28,38

14,08

0,28

-6,64

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

31

32

3

60,17

39,47

0,24

-5,06

2,03

-2,03

отвергается

отвергается

32

33

2

202,00

1002,45

0,18

-2,99

2,03

-2,03

принимается

отвергается

Приложение 1.4

lin Regression

COMPUTE PRED_ = A0 + A1 * t.

Nonlinear Regression Summary Statistics Dependent Variable Y

Source DF Sum of Squares Mean Square

Regression 2 84921,71512 42460,85756

Residual 28 41,94488 1,49803

Uncorrected Total 30 84963,66000

(Corrected Total) 29 14163,16800

R squared = 1 - Residual SS / Corrected SS = ,99704

Asymptotic 95 %

Asymptotic Confidence Interval

Parameter Estimate Std. Error Lower Upper

A0 9,727586157 ,458332607 8,788734370 10,666437943

A1 2,506607344 ,025817288 2,453723027 2,559491661

Asymptotic Correlation Matrix of the Parameter Estimates

A0 A1

A0 1,0000 -,8731

A1 -,8731 1,0000

Qua Regression

COMPUTE PRED_ = A0 + A1 * t + A2 * t ** 2.

Nonlinear Regression Summary Statistics Dependent Variable Y

Source DF Sum of Squares Mean Square

Regression 3 84930,80036 28310,26679

Residual 27 32,85964 1,21702

Uncorrected Total 30 84963,66000

(Corrected Total) 29 14163,16800

R squared = 1 - Residual SS / Corrected SS = ,99768

Asymptotic 95 %

Asymptotic Confidence Interval

Parameter Estimate Std. Error Lower Upper

A0 11,087684687 ,646888198 9,760379741 12,414989632

A1 2,251588876 ,096193885 2,054215328 2,448962425

A2 ,008226402 ,003010865 ,002048617 ,014404187

Asymptotic Correlation Matrix of the Parameter Estimates

A0 A1 A2

A0 1,0000 -,8816 ,7695

A1 -,8816 1,0000 -,9703

A2 ,7695 -,9703 1,0000

Cub Regression

COMPUTE PRED_ = A0 + A1 * t + A2 * t ** 2 + A3 * t ** 3.

Nonlinear Regression Summary Statistics Dependent Variable Y

Source DF Sum of Squares Mean Square

Regression 4 84930,83423 21232,70856

Residual 26 32,82577 1,26253

Uncorrected Total 30 84963,66000

(Corrected Total) 29 14163,16800

R squared = 1 - Residual SS / Corrected SS = ,99768

Asymptotic 95 %

Asymptotic Confidence Interval

Parameter Estimate Std. Error Lower Upper

A0 10,979051197 ,934868619 9,057401229 12,900701165

A1 2,290488023 ,256902098 1,762418198 2,818557849

A2 ,005140221 ,019089560 -,034098931 ,044379373

A3 ,000066369 ,000405196 -,000766523 ,000899262

Asymptotic Correlation Matrix of the Parameter Estimates

A0 A1 A2 A3

A0 1,0000 -,8928 ,7873 -,7094

A1 -,8928 1,0000 -,9719 ,9244

A2 ,7873 -,9719 1,0000 -,9870

A3 -,7094 ,9244 -,9870 1,0000

Приложение 1.5

Regression

Приложение 2.1

Исходные данные, значения уровней линейного тренда и ряд остатков.

t

Y

Yмод

e

1

14,50

12,32

2,18

2

14,90

14,82

0,08

3

16,60

17,32

-0,72

4

20,10

19,81

0,29

5

21,90

22,31

-0,41

6

23,90

24,81

-0,91

7

27,90

27,31

0,59

8

33,10

29,80

3,30

9

33,30

32,30

1,00

10

33,80

34,80

-1,00

11

35,10

37,30

-2,20

12

39,20

39,79

-0,59

13

42,60

42,29

0,31

14

44,40

44,79

-0,39

15

46,50

47,29

-0,79

16

48,80

49,78

-0,98

17

50,40

52,28

-1,88

18

54,00

54,78

-0,78

19

57,30

57,27

0,03

20

58,90

59,77

-0,87

21

62,70

62,27

0,43

22

64,60

64,77

-0,17

23

67,20

67,26

-0,06

24

69,00

69,76

-0,76

25

72,90

72,26

0,64

26

75,70

74,76

0,94

27

77,50

77,25

0,25

28

82,40

79,75

2,65

29

83,50

82,25

1,25

30

84,70

84,75

-0,05

31

87,20

87,24

-0,04

32

87,90

89,74

-1,84

33

91,70

92,24

-0,54

34

95,30

94,73

0,57

35

97,70

97,23

0,47

Приложение 2.2

Уровни исходного ряда, линейного тренда и ряда остатков.

Приложение 2.3

Последовательности «восходящих» и «нисходящих» серий. Вспомогательная таблица для расчета коэффициентов асимметрии и эксцесса.

t

e

знак

1

2,18

2

0,08

-

3

-0,72

-

4

0,29

+

5

-0,41

-

6

-0,91

-

7

0,59

+

8

3,30

+

9

1,00

-

10

-1,00

-

11

-2,20

-

12

-0,59

+

13

0,31

+

14

-0,39

-

15

-0,79

-

16

-0,98

-

17

-1,88

-

18

-0,78

+

19

0,03

+

20

-0,87

-

21

0,43

+

22

-0,17

-

23

-0,06

+

24

-0,76

-

25

0,64

+

26

0,94

+

27

0,25

-

28

2,65

+

29

1,25

-

30

-0,05

-

31

-0,04

+

32

-1,84

-

33

-0,54

+

34

0,57

+

35

0,47

-

t

e

1

2,18

4,7420

10,3263

22,4868

2

0,08

0,0064

0,0005

0,0000

3

-0,72

0,5142

-0,3687

0,2644

4

0,29

0,0816

0,0233

0,0067

5

-0,41

0,1695

-0,0698

0,0287

6

-0,91

0,8264

-0,7513

0,6830

7

0,59

0,3523

0,2091

0,1241

8

3,30

10,8652

35,8145

118,0535

9

1,00

0,9978

0,9967

0,9956

10

-1,00

0,9969

-0,9953

0,9937

11

-2,20

4,8214

-10,5867

23,2460

12

-0,59

0,3518

-0,2086

0,1237

13

0,31

0,0958

0,0297

0,0092

14

-0,39

0,1504

-0,0583

0,0226

15

-0,79

0,6164

-0,4840

0,3800

16

-0,98

0,9652

-0,9483

0,9317

17

-1,88

3,5337

-6,6426

12,4868

18

-0,78

0,6040

-0,4694

0,3648

19

0,03

0,0007

0,0000

0,0000

20

-0,87

0,7601

-0,6626

0,5777

21

0,43

0,1856

0,0800

0,0345

22

-0,17

0,0277

-0,0046

0,0008

23

-0,06

0,0041

-0,0003

0,0000

24

-0,76

0,5794

-0,4410

0,3357

25

0,64

0,4115

0,2640

0,1693

26

0,94

0,8914

0,8416

0,7946

27

0,25

0,0609

0,0150

0,0037

28

2,65

7,0197

18,5984

49,2759

29

1,25

1,5678

1,9631

2,4581

30

-0,05

0,0020

-0,0001

0,0000

31

-0,04

0,0018

-0,0001

0,0000

32

-1,84

3,3852

-6,2284

11,4595

33

-0,54

0,2886

-0,1551

0,0833

34

0,57

0,3197

0,1808

0,1022

35

0,47

0,2191

0,1026

0,0480

0,00

46,4164

40,3706

246,5446

/35

0,00

1,3262

1,1534

7,0441

Приложение 2.4

Автокорреляционная и частная автокорреляционная функции.

ACF

Autocorrelations: E e

Auto- Stand.

Lag Corr. Err. -1 -.75 -.5 -.25 0 .25 .5 .75 1 Box-Ljung Prob.



1 ,352 ,162 . *****.* 4,709 ,030

2 -,116 ,160 . ** . 5,236 ,073

3 -,151 ,157 . *** . 6,155 ,104

4 -,139 ,155 . *** . 6,957 ,138

5 ,011 ,152 . * . 6,962 ,223

6 ,120 ,150 . ** . 7,606 ,268

7 ,177 ,147 . **** . 9,062 ,248

8 -,035 ,144 . * . 9,120 ,332

9 -,186 ,142 . **** . 10,837 ,287

Plot Symbols: Autocorrelations * Two Standard Error Limits .

Total cases: 35 Computable first lags: 34

_

Partial Autocorrelations: E e

Pr-Aut- Stand.

Lag Corr. Err. -1 -.75 -.5 -.25 0 .25 .5 .75 1



1 ,352 ,169 . *******

2 -,273 ,169 . ***** .

3 -,003 ,169 . * .

4 -,125 ,169 . *** .

5 ,096 ,169 . ** .

6 ,039 ,169 . * .

7 ,138 ,169 . *** .

8 -,173 ,169 . *** .

9 -,042 ,169 . * .

Plot Symbols: Autocorrelations * Two Standard Error Limits .

Total cases: 35 Computable first lags: 34

Приложение 3.1

Модель авторегрессии 1-го порядка.

Regression

Приложение 3.2

Модель авторегрессии 2-го порядка.

Regression

Приложение 3.3

Модель авторегрессии 3-го порядка.

Regression

Приложение 3.4

Модель авторегрессии ряда отклонений.

Regression

Приложение 3.5

Ряд остатков, авторегрессионая модель остатков и ряд остатков остатков.

t

e

e мод

z

1

2,1776

 

 

2

0,0803

 

 

3

-0,7171

-0,5977

-0,1194

4

0,2856

-0,3842

0,6698

5

-0,4117

0,3538

-0,7655

6

-0,9091

-0,2908

-0,6183

7

0,5936

-0,3366

0,9302

8

3,2962

0,5649

2,7313

9

0,9989

1,4841

-0,4852

10

-0,9984

-0,4633

-0,5351

11

-2,1958

-0,7949

-1,4009

12

-0,5931

-0,8119

0,2188

13

0,3096

0,3450

-0,0355

14

-0,3878

0,3295

-0,7173

15

-0,7851

-0,2858

-0,4994

16

-0,9825

-0,2813

-0,7012

17

-1,8798

-0,2641

-1,6157

18

-0,7771

-0,6577

-0,1195

19

0,0255

0,1599

-0,1344

20

-0,8718

0,2405

-1,1124

21

0,4308

-0,4460

0,8768

22

-0,1665

0,4722

-0,6387

23

-0,0638

-0,2100

0,1461

24

-0,7612

0,0167

-0,7779

25

0,6415

-0,3642

1,0057

26

0,9441

0,5457

0,3985

27

0,2468

0,2870

-0,0401

28

2,6495

-0,1525

2,8020

29

1,2521

1,2604

-0,0082

30

-0,0452

-0,1465

0,1013

31

-0,0425

-0,3896

0,3471

32

-1,8399

-0,0082

-1,8317

33

-0,5372

-0,9130

0,3758

34

0,5654

0,2689

0,2966

35

0,4681

0,4418

0,0263

t

z

1

 

 

2

 

 

3

-0,1194

0,0143

-0,0017

0,0002

4

0,6698

0,4486

0,3005

0,2013

5

-0,7655

0,5860

-0,4486

0,3434

6

-0,6183

0,3823

-0,2364

0,1461

7

0,9302

0,8653

0,8049

0,7487

8

2,7313

7,4601

20,3758

55,6527

9

-0,4852

0,2354

-0,1142

0,0554

10

-0,5351

0,2863

-0,1532

0,0820

11

-1,4009

1,9625

-2,7492

3,8513

12

0,2188

0,0479

0,0105

0,0023

13

-0,0355

0,0013

0,0000

0,0000

14

-0,7173

0,5145

-0,3690

0,2647

15

-0,4994

0,2494

-0,1245

0,0622

16

-0,7012

0,4916

-0,3447

0,2417

17

-1,6157

2,6104

-4,2175

6,8141

18

-0,1195

0,0143

-0,0017

0,0002

19

-0,1344

0,0181

-0,0024

0,0003

20

-1,1124

1,2373

-1,3764

1,5310

21

0,8768

0,7689

0,6742

0,5911

22

-0,6387

0,4079

-0,2605

0,1664

23

0,1461

0,0214

0,0031

0,0005

24

-0,7779

0,6051

-0,4706

0,3661

25

1,0057

1,0113

1,0171

1,0228

26

0,3985

0,1588

0,0633

0,0252

27

-0,0401

0,0016

-0,0001

0,0000

28

2,8020

7,8510

21,9981

61,6378

29

-0,0082

0,0001

0,0000

0,0000

30

0,1013

0,0103

0,0010

0,0001

31

0,3471

0,1205

0,0418

0,0145

32

-1,8317

3,3552

-6,1459

11,2577

33

0,3758

0,1412

0,0531

0,0199

34

0,2966

0,0880

0,0261

0,0077

35

0,0263

0,0007

0,0000

0,0000

-1,2299

33,9671

26,6028

144,1074

/33

-0,0373

1,0293

0,8061

4,3669

Приложение 3.6

Модель авторегрессии уровней исходного ряда.

Regression

Приложение 3.7

Исходные данные, модель авторегрессии уровней исходного ряда и ряд остатков.

t

Y

Yмод

z

1

14,50

 

 

2

14,90

 

 

3

16,60

16,59

0,0144

4

20,10

19,30

0,7988

5

21,90

22,53

-0,6316

6

23,90

24,40

-0,5038

7

27,90

26,86

1,0356

8

33,10

30,26

2,8446

9

33,30

33,66

-0,3632

10

33,80

34,26

-0,4554

11

35,10

36,44

-1,3358

12

39,20

38,93

0,2750

13

42,60

42,57

0,0330

14

44,40

45,06

-0,6568

15

46,50

46,96

-0,4578

16

48,80

49,47

-0,6678

17

50,40

51,99

-1,5902

18

54,00

54,11

-0,1092

19

57,30

57,42

-0,1178

20

58,90

60,00

-1,1022

21

62,70

61,83

0,8668

22

64,60

65,24

-0,6406

23

67,20

67,08

0,1242

24

69,00

69,80

-0,8040

25

72,90

71,94

0,9646

26

75,70

75,33

0,3654

27

77,50

77,59

-0,0856

28

82,40

79,66

2,7406

29

83,50

83,55

-0,0526

30

84,70

84,68

0,0242

31

87,20

86,94

0,2572

32

87,90

89,82

-1,9232

33

91,70

91,44

0,2600

34

95,30

95,11

0,1934

35

97,70

97,78

-0,0816

Приложение 3.8

Модель авторегрессии уровней исходного ряда (1-30 период).

Regression

Приложение 3.9

Исходные данные, модель авторегрессии уровней исходного ряда (1-30 период) и прогноз значений (31-35 период).

t

Y

Yмод

1

14,50

 

2

14,90

 

3

16,60

16,49

4

20,10

19,22

5

21,90

22,47

6

23,90

24,34

7

27,90

26,81

8

33,10

30,22

9

33,30

33,65

10

33,80

34,22

11

35,10

36,40

12

39,20

38,90

13

42,60

42,57

14

44,40

45,07

15

46,50

46,96

16

48,80

49,48

17

50,40

52,01

18

54,00

54,14

19

57,30

57,46

20

58,90

60,06

21

62,70

61,89

22

64,60

65,32

23

67,20

67,15

24

69,00

69,89

25

72,90

72,02

26

75,70

75,44

27

77,50

77,70

28

82,40

79,77

29

83,50

83,69

30

84,70

84,80

31

87,20

87,08

32

87,90

89,97

33

91,70

91,58

34

95,30

95,28

35

97,70

97,96

Приложение 4.1

Приложение 4.2

Соседние файлы в папке Lw_1