Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Эконометрика_Практикум

.pdf
Скачиваний:
80
Добавлен:
01.06.2015
Размер:
820.09 Кб
Скачать
T E yt Si
Эти значения рассчитываются в каждый момент времени и содержат только тенденцию и случайную компоненту (колонка 4 следующей таблицы):
Таблица 3
S4 2,6885
S2 1,299
S2 1,974
S1 0,5844
Таким образом получили:
I квартал:
II квартал:
III квартал:
IV квартал:
III. Исключаем влияние сезонной компоненты, вычитая её значения из каждого уровня исходного временного ряда. Получаем величины:
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Рассчитаем скорректированные значения сезонной компоненты (они записаны в последнем столбце таблицы) как разность между средней оцен-
4
кой и поправкой: Si Si . При этом сумма Si 0.
i 1

t

y

 

S

 

T E

 

T

 

T S

 

Et yt

 

E 2

t

i

t

t

i

(Tt Si

)

 

 

 

t

 

t

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

 

5

6

 

7

 

8

1

7,0

0,5844

6,4156

6,9215

7,5059

-0,5059

 

0,2559

2

5,5

-1,9740

7,474

7,1061

5,1321

0,3679

 

0,1354

3

6,0

-1,2990

7,299

7,2907

5,9917

0,0083

 

0,0001

4

10,0

2,6885

7,3115

7,4753

10,1638

-0,1638

 

0,0268

5

8,2

0,5844

7,6156

7,6599

8,2443

-0,0443

 

0,0020

6

5,8

-1,9740

7,774

7,8445

5,8705

-0,0705

 

0,0050

7

7,0

-1,2990

8,299

8,0291

6,7301

0,2699

 

0,0728

8

11,0

2,6885

8,3115

8,2137

10,9022

0,0978

 

0,0096

9

9,0

0,5844

8,4156

8,3983

8,9827

0,0173

 

0,0003

10

6,6

-1,9740

8,574

8,5829

6,6089

-0,0089

 

0,0001

11

7,4

-1,2990

8,699

8,7675

7,4685

-0,0685

 

0,0047

12

12,0

2,6885

9,3115

8,9521

11,6406

0,3594

 

0,1292

13

10,0

0,5844

9,4156

9,1367

9,7211

0,2789

 

0,0778

14

7,6

-1,9740

9,574

9,3213

7,3473

0,2527

 

0,0639

15

8,0

-1,2990

9,299

9,5059

8,2069

-0,2069

 

0,0428

16

11,8

2,6885

9,1115

9,6905

12,379

-0,579

 

0,3352

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1615

81

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

IV. Определим трендовую компоненту данной модели. Для этого прове-

дем выравнивание ряда (T E ) с помощью линейного тренда (см. пример 3):

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

T = 0,1846t + 6,7369

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2 = 0,9089

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Квартал

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом уравнение линейного тренда:

 

 

 

 

 

 

T 6,7369 0,1846 t;

R2 0,9089.

t

 

Подставляя в это уравнение значения t 1,2,...,16 , найдем уровни Т для

каждого момента времени (колонка 5 таблицы3).

V. Найдем значения уровней ряда, полученные по аддитивной модели. Для этого прибавим к уровням Т значения сезонной компоненты для соответствующих кварталов, т.е. к значениям в колонке 5 таблицы 3 прибавим значения в колонке 3. Результаты операции представлены в колонке 6 таблицы 3.

VI. В соответствии с методикой построения аддитивной модели расчет ошибки производим по формуле: Et yt (Tt Si ).

Это абсолютная ошибка. Численные значения абсолютных ошибок приведены в колонке 7 таблицы 3.

По аналогии с моделью регрессии для оценки качества построения модели или для выбора наилучшей модели применим сумму квадратов полученных абсолютных ошибок. Вычислим общую сумму квадратов отклонений уровней ряда от его среднего уровня при помощи встроенной функции КВАДРОТКЛ. Показатель детерминации:

R

2

1

E2

1

1,1615

0,9825 .

 

 

 

 

 

 

(yt y)2

66,5494

 

 

 

 

 

Следовательно, можно сказать, что аддитивная модель объясняет 98,25% общей вариации уровней временного ряда потребления электроэнергии за последние 16 кварталов.

82

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

Б) Прогнозное значение уровня временного ряда Yt в аддитивной модели есть сумма трендового значения Tt и соответствующего значения сезонной компоненты Si : Yt Tt Si .

Для расчёта трендовых значений используем уравнение тренда, полученное при построении модели:

T17 6,7369 0,1846 17 9,8751;

T18 6,7369 0,1846 18 10,0597.

Соответствующие значения сезонных компонент:

S1 0,5844; S2 1,974.

Вывод: Таким образом, прогнозные значения потребления электроэнергии жителями республики на первый и второй кварталы следующего года составят:

Y17 T17 S1 10,4595;

Y18 T18 S2 8,0857.

Замечание. В MS Excel прогнозные значения можно получить, добавив в 1-й столбец таблицы 3 17-й и 18-й кварталы, а также соответствующие значения сезонных компонент в 3-й столбец и «протянув» результаты 4-го, 5- го и 6-го столбца:

t

yt

Si

Tt Et

T t

Tt Si

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

1

7,0

0,5844

6,4156

6,9215

7,5059

2

5,5

-1,9740

7,474

7,1061

5,1321

3

6,0

-1,2990

7,299

7,2907

5,9917

4

10,0

2,6885

7,3115

7,4753

10,1638

5

8,2

0,5844

7,6156

7,6599

8,2443

6

5,8

-1,9740

7,774

7,8445

5,8705

7

7,0

-1,2990

8,299

8,0291

6,7301

8

11,0

2,6885

8,3115

8,2137

10,9022

9

9,0

0,5844

8,4156

8,3983

8,9827

10

6,6

-1,9740

8,574

8,5829

6,6089

11

7,4

-1,2990

8,699

8,7675

7,4685

12

12,0

2,6885

9,3115

8,9521

11,6406

13

10,0

0,5844

9,4156

9,1367

9,7211

14

7,6

-1,9740

9,574

9,3213

7,3473

15

8,0

-1,2990

9,299

9,5059

8,2069

16

11,8

2,6885

9,1115

9,6905

12,379

17

 

0,5844

 

9,8751

10,4595

18

 

-1,974

 

10,0597

8,0857

83

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

Пример 5. Пусть имеются поквартальные данные о прибыли компании (в у.е.) за последние четыре года (16 кварталов):

Квартал

 

 

Год

 

1

2

 

3

4

 

 

I

64

60

 

52

42

II

90

82

 

70

50

III

80

70

 

58

42

IV

54

48

 

38

20

Необходимо:

А) Построить мультипликативную модель временного ряда.

Б) На основе построенной модели дать прогноз прибыли компании за первое полугодие (первый и второй кварталы) следующего (пятого) года.

Решение:

А) График временного ряда свидетельствует о наличии сезонных колебаний периодичностью 4 квартала и общей убывающей тенденции уровней ряда:

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прибыль

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

13

14

15 16

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Квартал

 

 

 

 

 

Поскольку амплитуда сезонных колебаний уменьшается, можно предположить существование мультипликативной модели. Определим её компоненты.

I. Проведем выравнивание исходных уровней ряда методом скользящей средней. Результаты расчетов оценок сезонной компоненты представлены в таблице:

84

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

 

 

 

 

Таблица 4

Квар-

Прибыль

Скользящая

Центрированная

Оценка сезонной

тал,

компании,

средняя за четы-

скользящая

компоненты

t

yt

ре квартала

средняя

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

1

64

-

-

-

2

90

-

-

-

3

80

72

71,5

1,1189

4

54

71

70

0,7714

5

60

69

67,75

0,8856

6

82

66,5

65,75

1,2471

7

70

65

64

1,0938

8

48

63

61,5

0,7805

9

52

60

58,5

0,8889

10

70

57

55,75

1,2556

11

58

54,5

53,25

1,0892

12

38

52

49,5

0,7677

13

42

47

45

0,9333

14

50

43

40,75

1,2270

15

42

38,5

-

-

16

20

-

-

-

 

 

 

 

Скользящее среднее

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прибыль

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16

 

 

 

 

 

 

 

Квартал

Найдем оценки сезонной компоненты как частное от деления фактических уровней ряда на центрированные скользящие средние (колонка 5 табли-

цы 4).

85

S1 0,8982 ;

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

II. Оценки сезонной компоненты используем для расчёта значений сезонной компоненты S. Для этого найдём средние за каждый квартал (по всем годам) оценки сезонной компоненты Si :

Результаты расчетов сведем в таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

№ квар-

 

 

Год

 

 

 

 

Показатели

тала, i

1

 

2

 

3

4

Среднее,

 

Скорректированная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сезонная компо-

 

 

 

 

 

 

 

Si

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нента, Si

I

-

 

0,8856

 

0,8889

0,9333

0,9026

 

0,8982

II

-

 

1,2471

 

1,2556

1,2270

1,2432

 

1,2372

III

1,1189

 

1,0938

 

1,0892

-

1,1006

 

1,0952

IV

0,7714

 

0,7805

 

0,7677

-

0,7732

 

0,7694

 

 

Сумма

 

 

4,0197

 

4,0000

 

Поправка,

 

 

0,9951

 

 

Взаимопогашаемость сезонных воздействий в мультипликативной модели выражается в том, что сумма значений сезонной компоненты по всем кварталам должна равняться числу периодов в цикле. В нашем случае число периодов одного цикла (год) равно четырем кварталам.

Здесь сумма средних оценок сезонных компонент по всем четырем кварта-

лам равна Si 4,0197 не равна четырем. Вычислим поправочный коэффициент

 

4

0,9951.

4,01967

 

 

Умножим каждое среднее на поправочный коэффициент:

 

 

 

 

 

 

Si Si k,

i 1,4.

4

При этом сумма Si 4. Таким образом получили:

i 1

I квартал:

IIквартал: S2 1,2372; III квартал: S3 1,0952 ; IV квартал: S4 0,7694 .

III. Исключаем влияние сезонной компоненты, разделив каждый уровень исходного ряда на соответствующие значения сезонной компоненты:

T E yt . Si

Эти значения содержат только тенденцию и случайную компоненту (колонка 4 следующей таблицы):

86

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

 

 

 

T E

 

 

 

y

 

 

E yt

 

 

 

t

yt

Si

 

yt

 

T

T S

E

t

 

 

E 2

 

 

 

(T S)

 

 

T S

 

 

 

 

Si

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

 

5

6

7

 

 

8

 

9

 

1

64

0,8982

71,2536

78,2590

70,2922

0,9105

 

-6,2922

 

39,5922

 

2

90

1,2372

72,7449

75,4490

93,3455

0,9642

 

-3,3455

 

11,1924

 

3

80

1,0952

73,0460

72,6390

79,5542

1,0056

 

0,4458

 

0,1987

 

4

54

0,7694

70,1846

69,8290

53,7264

1,0051

 

0,2736

 

0,0748

 

5

60

0,8982

66,8003

67,0190

60,1965

0,9967

 

-0,1965

 

0,0386

 

6

82

1,2372

66,2787

64,2090

79,4394

1,0322

 

2,5606

 

6,5568

 

7

70

1,0952

63,9153

61,3990

67,2442

1,0410

 

2,7558

 

7,5945

 

8

48

0,7694

62,3863

58,5890

45,0784

1,0648

 

2,9216

 

8,5359

 

9

52

0,8982

57,8936

55,7790

50,1007

1,0379

 

1,8993

 

3,6073

 

10

70

1,2372

56,5794

52,9690

65,5332

1,0682

 

4,4668

 

19,9519

 

11

58

1,0952

52,9584

50,1590

54,9341

1,0558

 

3,0659

 

9,3995

 

12

38

0,7694

49,3891

47,3490

36,4303

1,0431

 

1,5697

 

2,4639

 

13

42

0,8982

46,7602

44,5390

40,0049

1,0499

 

1,9951

 

3,9803

 

14

50

1,2372

40,4138

41,7290

51,6271

0,9685

 

-1,6271

 

2,6475

 

15

42

1,0952

38,3492

38,9190

42,6241

0,9854

 

-0,6241

 

0,3895

 

16

20

0,7694

25,9943

36,1090

27,7823

0,7199

 

-7,7823

 

60,5636

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

176,7875

 

IV. Определим трендовую компоненту данной модели. Для этого про-

ведем выравнивание ряда (T E ) с помощью линейного тренда:

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕ

50

 

 

 

Т

= -2,81t + 81,069

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2 = 0,9241

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Квартал

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение тренда имеет вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T 81,069 2,81 t,

R2 0,9241.

Подставляя в это уравнение значения t 1,2,...,16 , найдем уровни Т для каждого момента времени (колонка 5 таблицы 6).

87

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

V. Найдем уровни ряда по мультипликативной модели, умножив уровни T на значения сезонной компоненты для соответствующих кварталов (колонка 6 таблицы 6).

VI. Расчет ошибок в мультипликативной модели произведем по фор-

муле: E yt (колонка 7 таблицы 6).

T S

По аналогии с аддитивной моделью для сравнения мультипликативной модели с другими моделями временного ряда можно использовать сумму квадратов абсолютных ошибок. Абсолютные ошибки в мультипликативной модели определяются как: E yt (T S).

В данной модели сумма квадратов абсолютных ошибок составляет 176,7875. Общая сумма квадратов отклонений фактических уровней этого ряда от среднего значения равна 4980.

R

2

1

E2

1

176,7875

0,9645 .

 

 

 

 

 

 

 

(yt y)2

4980

 

 

 

 

 

Таким образом, доля объясненной дисперсии уровней ряда составляет

96,45%.

Б) Прогнозное значение уровня временного ряда Yt в мультипликативной модели вычисляется как произведение трендового значения Tt и соответствующего значения сезонной компоненты Si : Yt Tt Si .

Дополним таблицу 6 аналогично случаю прогнозирования по аддитивной модели:

T E

t

yt

Si

 

yt

 

T

T S

Si

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

 

5

6

1

64

0,8982

71,2536

78,2590

70,2922

2

90

1,2372

72,7449

75,4490

93,3455

3

80

1,0952

73,0460

72,6390

79,5542

4

54

0,7694

70,1846

69,8290

53,7264

5

60

0,8982

66,8003

67,0190

60,1965

6

82

1,2372

66,2787

64,2090

79,4394

7

70

1,0952

63,9153

61,3990

67,2442

8

48

0,7694

62,3863

58,5890

45,0784

9

52

0,8982

57,8936

55,7790

50,1007

10

70

1,2372

56,5794

52,9690

65,5332

11

58

1,0952

52,9584

50,1590

54,9341

12

38

0,7694

49,3891

47,3490

36,4303

13

42

0,8982

46,7602

44,5390

40,0049

14

50

1,2372

40,4138

41,7290

51,6271

15

42

1,0952

38,3492

38,9190

42,6241

88

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

T E

t

yt

Si

 

yt

 

T

T S

Si

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

 

5

6

16

20

0,7694

25,9943

36,1090

27,7823

17

 

0,8982

 

 

 

33,2990

29,9092

18

 

1,2372

 

 

 

30,4890

37,7210

Вывод: Таким образом, прогноз ожидаемой прибыли компании на первое полугодие ближайшего следующего года составит:

29,9092 37,7210 67,6302(у.е.).

Задачи:

1. В таблице приведены данные за 25 лет о расходах на жилищные услуги (в постоянных ценах) y (у.е.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

y

t

y

 

t

y

t

y

t

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

60,9

6

77,4

 

11

98,4

16

124,2

21

154,8

 

2

64

7

81,6

 

12

102

17

128,3

22

159,8

 

3

67

8

85,3

 

13

106,4

18

134,9

23

164,8

 

4

70,7

9

89,1

 

14

112,5

19

141,3

24

167,5

 

5

74

10

93,5

 

15

118,2

20

148,5

25

171,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Требуется:

А) Охарактеризовать структуру ряда, используя графическое изображение;

Б) Рассчитать коэффициенты автокорреляции уровней ряда до 8-го порядка.

В) При помощи анализа автокорреляционной функции и коррелограммы выявить структуру ряда.

2. Анализируются данные о числе родившихся человек yt (тыс.чел) в

Республике Татарстан:

t

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

yt

50,16

44,99

41,144

41,811

39,07

38,08

37,268

 

 

 

 

 

 

 

 

t

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

yt

37,182

35,073

35,446

35,877

38,178

38,461

38,661

89

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

Требуется:

А) построить график ряда динамики; Б) выбрать наилучший вид тренда на основании графического изобра-

жения и значения коэффициента детерминации.

3. Пусть имеются некоторые условные данные об общем количестве правонарушений на таможне одного из субъектов РФ:

Год

Квартал

t

Количество правонарушений,

yt

 

 

 

2001

I

1

475

II

2

471

III

3

969

 

IV

4

1115

2002

I

5

457

II

6

571

III

7

1092

 

IV

8

1120

2003

I

9

490

II

10

455

III

11

1092

 

IV

12

1005

2004

I

13

561

II

14

554

III

15

1020

 

IV

16

1027

Необходимо:

А) При помощи анализа графика уровней исходного ряда и коррелограммы выявить структуру ряда.

Б) Построить аддитивную и мультипликативную модели временного

ряда.

В) Сравнить качество полученных моделей, используя показатель детерминации.

Г) На основе построенных моделей дать прогноз количества правонарушений на таможне в первое полугодие следующего 2005 года.

90