Методы сглаживания временных рядов. Методы сглаживания и выравнивания динамических рядов

Экстраполяция - это метод научного исследования, который основан на распространении прошлых и настоящих тенденций, закономерностей, связей на будущее развитие объекта прогнозирования. К методам экстраполяции относятся метод скользящей средней, метод экспоненциального сглаживания, метод наименьших квадратов.

Метод скользящих средних является одним из широко известных методов сглаживания временных рядов. Применяя этот метод, можно элиминировать случайные колебания и получить значения, соответствующие влиянию главных факторов.

Сглаживание с помощью скользящих средних основано на том, что в средних величинах взаимно погашаются случайные отклонения. Это происходит вследствие замены первоначальных уровней временного ряда средней арифметической величиной внутри выбранного интервала времени. Полученное значение относится к середине выбранного интервала времени (периода).

Затем период сдвигается на одно наблюдение, и расчет средней повторяется. При этом периоды определения средней берутся все время одинаковыми. Таким образом, в каждом рассматриваемом случае средняя центрирована, т.е. отнесена к серединной точке интервала сглаживания и представляет собой уровень для этой точки.

При сглаживании временного ряда скользящими средними в расчетах участвуют все уровни ряда. Чем шире интервал сглаживания, тем более плавным получается тренд. Сглаженный ряд короче первоначального на (n–1) наблюдений, где n – величина интервала сглаживания.

При больших значениях n колеблемость сглаженного ряда значительно снижается. Одновременно заметно сокращается количество наблюдений, что создает трудности.

Выбор интервала сглаживания зависит от целей исследования. При этом следует руководствоваться тем, в какой период времени происходит действие, а следовательно, и устранение влияния случайных факторов.

Данный метод используется при краткосрочном прогнозировании. Его рабочая формула:

Пример применения метода скользящей средней для разработки прогноза

Задача . Имеются данные, характеризующие уровень безработицы в регионе, %

• Постройте прогноз уровня безработицы в регионе на ноябрь, декабрь, январь месяцы, используя методы: скользящей средней, экспоненциального сглаживания, наименьших квадратов.
• Рассчитайте ошибки полученных прогнозов при использовании каждого метода.
• Сравните полученные результаты, сделайте выводы.

Решение методом скользящей средней

Для расчета прогнозного значения методом скользящей средней необходимо:

1. Определить величину интервала сглаживания, например равную 3 (n = 3).

2. Рассчитать скользящую среднюю для первых трех периодов
m фев = (Уянв + Уфев + У март)/ 3 = (2,99+2,66+2,63)/3 = 2,76
Полученное значение заносим в таблицу в средину взятого периода.
Далее рассчитываем m для следующих трех периодов февраль, март, апрель.
m март = (Уфев + Умарт + Уапр)/ 3 = (2,66+2,63+2,56)/3 = 2,62
Далее по аналогии рассчитываем m для каждых трех рядом стоящих периодов и результаты заносим в таблицу.

3. Рассчитав скользящую среднюю для всех периодов, строим прогноз на ноябрь по формуле:

где t + 1 – прогнозный период; t – период, предшествующий прогнозному периоду (год, месяц и т.д.); Уt+1 – прогнозируемый показатель; mt-1 – скользящая средняя за два периода до прогнозного; n – число уровней, входящих в интервал сглаживания; Уt – фактическое значение исследуемого явления за предшествующий период; Уt-1 – фактическое значение исследуемого явления за два периода, предшествующих прогнозному.

У ноябрь = 1,57 + 1/3 (1,42 – 1,56) = 1,57 – 0,05 = 1,52
Определяем скользящую среднюю m для октября.
m = (1,56+1,42+1,52) /3 = 1,5
Строим прогноз на декабрь.
У декабрь = 1,5 + 1/3 (1,52 – 1,42) = 1,53
Определяем скользящую среднюю m для ноября.
m = (1,42+1,52+1,53) /3 = 1,49
Строим прогноз на январь.
У январь = 1,49 + 1/3 (1,53 – 1,52) = 1,49
Заносим полученный результат в таблицу.

Рассчитываем среднюю относительную ошибку по формуле:

ε = 9,01/8 = 1,13% точность прогноза высокая.

Далее решим данную задачу методами экспоненциального сглаживания и наименьших квадратов . Сделаем выводы.

Министерство образования Российской Федерации

Всероссийский заочный финансово – экономический институт

Ярославский филиал

Кафедра статистики

Курсовая работа

по дисциплине:

«Статистика»

задание № 19

Студент: Курашова Анастасия Юрьевна

Специальность «Финансы и кредит»

3 курс, периферия

Руководитель: Сергеев В.П.

Ярославль, 2002 г.

1. Введение……………………………………………………………3 стр.

2. Теоретическая часть…………………………………………… …4 стр.

2.1 Основные понятия о рядах динамики…………………………...4 стр.

2.2 Методы сглаживания и выравнивания динамических рядов……………………………………………………………….6 стр.

2.2.1 Методы «механического сглаживания»………………………6 стр.

2.2.2 Методы «аналитического» выравнивания…………………. 8 стр.

3. Расчетная часть……………………………………………… ……11 стр.

4. Аналитическая часть……………………………………………. .16 стр.

5. Заключение ………………………………………………………. 25 стр.

6. Список литературы……………………………………………… 26 стр.

7. Приложения………………………………………………………. 27 стр.

Полная и достоверная статистическая информация является тем необходимым основанием, на котором базируется процесс управления экономикой. Вся информация, имеющая народнохозяйственную значимость, в конечном счете, обрабатывается и анализируется с помощью статистики.

Именно статистические данные позволяют определить объемы валового внутреннего продукта и национального дохода, выявить основные тенденции развития отраслей экономики, оценить уровень инфляции, проанализировать состояние финансовых и товарных рынков, исследовать уровень жизни населения и другие социально-экономические явления и процессы.

Овладение статистической методологией - одно из условий познания конъюнктуры рынка, изучения тенденций и прогнозирования, принятия оптимальных решений на всех уровнях деятельности.

Сложной, трудоемкой и ответственной является заключительная, аналитическая стадия исследования. На этой стадии рассчитываются средние показатели и показатели распределения, анализируется структура совокупности, исследуется динамика и взаимосвязь между изучаемыми явлениями и процессами.

На всех стадиях исследования статистика использует различные методы. Методы статистики - это особые приемы и способы изучения массовых общественных явлений.

I. Теоретическая часть.

1.1 Основные понятия о рядах динамики.

Ряды динамики – статистические данные, отображающие развитие во времени изучаемого явления. Их также называют динамическими рядами, временными рядами.

В каждом ряду динамики имеется два основных элемента:

1) показатель времени t ;

2) соответствующие им уровни развития изучаемого явления y;

В качестве показаний времени в рядах динамики выступают либо определенные даты (моменты), либо отдельные периоды (годы, кварталы, месяцы, сутки).

Уровни рядов динамики отображают количественную оценку (меру) развития во времени изучаемого явления. Они могут выражаться абсолютными, относительными или средними величинами.

Ряды динамики различаются по следующим признакам:

1) По времени. В зависимости от характера изучаемого явления уровни рядов динамики могут относиться или к определенным датам (моментам) времени, или к отдельным периодам. В соответствии с этим ряды динамики подразделяются на моментные и интервальные.

Моментные ряды динамики отображают состояние изучаемых явлений на определенные даты (моменты) времени. Примером моментного ряда динамики является следующая информация о списочной численности работников магазина в 1991 году (таб. 1):

Таблица 1

Списочная численность работников магазина в 1991 году

Особенностью моментного ряда динамики является то, что в его уровни могут входить одни и те же единицы изучаемой совокупности. Хотя и в моментном ряду есть интервалы – промежутки между соседними в ряду датами, -- величина того или иного конкретного уровня не зависит от продолжительности периода между двумя датами. Так, основная часть персонала магазина, составляющая списочную численность на 1.01.1991 , продолжающая работать в течение данного года, отображена в уровнях последующих периодов. Поэтому при суммировании уровней моментного ряда может возникнуть повторный счет.

Посредством моментных рядов динамики в торговле изучаются товарные запасы, состояние кадров, количество оборудования и других показателей, отображающих состояние изучаемых явлений на отдельные даты (моменты) времени.

Интервальные ряды динамики отражают итоги развития (функционирования) изучаемых явлений за отдельные периоды (интервалы) времени.

Примером интервального ряда могут служить данные о розничном товарообороте магазина в 1987 – 1991 гг. (таб. 2):

Таблица 2

Объем розничного товарооборота магазина в 1987 - 1991 гг.

Каждый уровень интервального ряда уже представляет собой сумму уровней за более короткие промежутки времени. При этом единица совокупности, входящая в состав одного уровня, не входит в состав других уровней.

Особенностью интервального ряда динамики является то, что каждый его уровень складывается из данных за более короткие интервалы (субпериоды) времени. Например, суммируя товарооборот за первые три месяца года, получают его объем за I квартал, а суммируя товарооборот за четыре квартала, получают его величину за год, и т. д. При прочих равных условиях уровень интервального ряда тем больше, чем больше длина интервала, к которому этот уровень относится.

Свойство суммирования уровней за последовательные интервалы времени позволяет получить ряды динамики более укрупненных периодов.

Посредством интервальных рядов динамики в торговле изучают изменения во времени поступления и реализации товаров, суммы издержек обращения и других показателей, отображающих итоги функционирования изучаемого явления за отдельные периоды.

Структура ряда динамики:

Всякий ряд динамики теоретически может быть представлен в виде составляющих:

1) тренд – основная тенденция развития динамического ряда (к увеличению или снижению его уровней) ;

2) циклические (периодические колебания, в том числе сезонные);

случайные колебания.

1. 2. Методы сглаживания и выравнивания динамических рядов.

Исключение случайных колебаний значений уровней ряда осуществляется с помощью нахождения «усредненных» значений. Способы устранения случайных факторов делятся на две больше группы:

1. Способы «механического» сглаживания колебаний путем усреднения значений ряда относительно других, расположенных рядом, уровней ряда.

2. Способы «аналитического» выравнивания, т. е. определения сначала функционального выражения тенденции ряда, а затем новых, расчетных значений ряда.

1.2. 1 Методы «механического» сглаживания.

Сюда относятся:

а. Метод усреднения по двум половинам ряда, когда ряд делится на две части. Затем, рассчитываются два значения средних уровней ряда, по которым графически определяется тенденция ряда. Очевидно, что такой тренд не достаточно полно отражает основную закономерность развития явления.

б. Метод укрупнения интервалов, при котором производится увеличение протяженности временных промежутков, и рассчитываются новые значения уровней ряда.

в. Метод скользящей средней. Данный метод применяется для характеристики тенденции развития исследуемой статистической совокупности и основан на расчете средних уровней ряда за определенный период. Последовательность определения скользящей средней:

Устанавливается интервал сглаживания или число входящих в него уровней. Если при расчете средней учитываются три уровня, скользящая средняя называется трехчленной, пять уровней – пятичленной и т.д. Если сглаживаются мелкие, беспорядочные колебания уровней в ряду динамики, то интервал (число скользящей средней) увеличивают. Если волны следует сохранить, число членов уменьшают.

Исчисляют первый средний уровень по арифметической простой:

y1 = Sy1/m, где

y1 – I-ый уровень ряда;

m – членность скользящей средней.

Первый уровень отбрасывают, а в исчисление средней включают уровень, следующий за последним уровнем, участвующем в первом расчете. Процесс продолжается до тех пор, пока в расчет y будет включен последний уровень исследуемого ряда динамики y n .

По ряду динамики, построенному из средних уровней, выявляют общую тенденцию развития явления.

Отрицательной стороной использования метода скользящей средней является образование сдвигов в колебаниях уровней ряда, обусловленных «скольжением» интервалов укрупнения. Сглаживание с помощью скользящей средней может привести к появлению «обратных» колебаний, когда выпуклая «волна» заменяется на вогнутую.

В последнее время стала рассчитываться адаптивная скользящая средняя. Ее отличие состоит в том, что среднее значение признака, рассчитываемое также как описано выше, относится не к середине ряда, а к последнему промежутку времени в интервале укрупнения. Причем предполагается, что адаптивная средняя зависит от предыдущего уровня в меньшей степени, чем от текущего. То есть., чем больше промежутков времени между уровнем ряда и средним значением, тем меньшее влияние оказывает значение этого уровня ряда на величину средней.

г. Метод экспоненциальной средней. Экспоненциальная средняя – это адаптивная скользящая средняя, рассчитанная с применением весов, зависящих от степени «удаленности» отдельных уровней ряда от среднего значения. Величина веса убывает по мере удаления уровня по хронологической прямой от среднего значения в соответствии с экспоненциальной функцией, поэтому такая средняя называется экспоненциальной. На практике применяется многократное экспоненциальное сглаживания ряда динамики, которое используется для прогнозирования развития явления.

Вывод: способы, включенные в первую группу, ввиду применяемых методик расчета предоставляют исследователю очень упрощенное, неточное, представление о тенденции в ряду динамики. Однако корректное применение этих способов требует от исследователя глубины знаний о динамике различных социально - экономических явлений.

Эконометрика 1 модуль
1. В каком законе выяснялись закономерности спроса на основе соотношений между урожаем зерновых и ценами на зерно?
в законе Кинга
2. Как называется мера разброса случайной величины?
дисперсия
3. При исследований каких моделей эконометрическое исследование может включать в себя выявление трендов, лагов, циклической компоненты?
моделей временных рядов
4. Какая из перечисленных шкал не относится к основным шкалам качественных признаков?
шкала отношений
5. Кто основал журнал «Эконометрика»?
Р. Фриш
6. Что из перечисленного может включать эконометрическое исследование на современном этапе развития при исследовании моделей по независимым неупорядоченным наблюдениям?
оценку параметров модели
7. В какой шкале есть естественная единица измерения, но нет естественного начала отсчета?
в шкале разностей
8. Кто из ученых создал теорию интегрированных моделей авторегрессии ¾ скользящего среднего?
Дж. Бокс и Г. Дженкинс
9. В какой системе каждая объясняемая переменная рассматривается как функция одного и того же набора факторов?
в системе независимых уравнений
10. Какая шкала измерений относится к шкалам количественных признаков?
шкала интервалов
11. Какие эконометрические модели разработали в 80 - в начале 90-х гг. Р.Э. Игл, Т. Боллеслев и Нельсон?
модели авторегрессионной условной гетероскедастичности
12. Какие шкалы измерений являются наиболее распространенными и удобными?
шкалы отношений
13. Какому ученому в 1980 г. присуждена Нобелевская премия за применение эконометрических моделей к анализу экономических колебаний и в экономической политике?
Л. Клейну
14. В какой стране было создано первое международное эконометрическое общество?
в США
15. Что из перечисленного является постоянной составляющей случайной величины?
среднеарифметическое значение
16. Что является целью эконометрики как науки? (по Э. Маленво)
эмпирический анализ экономических законов
17. Кто из исследователей придавал широкое толкование эконометрике, интерпретируя ее как любое применение математики или статистических методов к изучению экономических явлений?
Э. Маленво
18. Какие компоненты входят в состав случайных величин в процессе анализа?
постоянная и случайная компоненты
19. Чему равно среднее случайной компоненты, или остатка?
0
20. Кто впервые ввел термин «эконометрия»?
П. Цьемпа
21. Кто из отечественных ученых на союзном уровне описал динамику урожайности зерновых культур уравнениями с малым числом параметров?
В. Обухов
22. Какие разделы содержит эконометрика?
моделирование данных, неупорядоченных во времени, и теория временных рядов
23. Какие характеристики экономики невозможно измерить непосредственно?
латентные характеристики
24. Кто из ученых занимался проблемой цикличности?
К. Жюгляр
25. Кто является автором первой книги по эконометрике «Законы заработной платы: эссе по статистической экономике»?
Г. Мур

2 модуль
1. Если регрессия значима, то
Fнабл>Fкрит
2. Что показывает величина коэффициента регрессии?
среднее изменение результата с изменением фактора на одну единицу
3. Что означает совпадение среднего от выборочной оценки с искомой неизвестной величиной соответствующего параметра для генеральной совокупности?
несмещенность
4. Какой является регрессия, если k= 2?
множественной
5. Чем характеризуется рассеяние (отклонение) точек наблюдения относительно кривой регрессии?
остаточной регрессией
6. Какой коэффициент является показателем тесноты связи?
линейный коэффициент корреляции
7. Какая величина равна просто средней от суммы квадратов остатков (отклонений)?
остаточная регрессия
8. Каким выражением определяется коэффициент корреляции, являющийся мерой линейной связи между случайными величинами x и y?
r(x, y)=…
9. Какого значения не должна превышать средняя ошибка аппроксимации?
7-8%
10. Кто ввел термин «регрессия»?
Ф. Гальтон
11. Какой коэффициент в функции потребления используется для расчета мультипликатора?
коэффициент регрессии
12. С помощью какого коэффициента определяется качество подбора линейной функции?
с помощью коэффициента детерминации
13. Каким выражением определяется выборочный коэффициент корреляции?
r(x,y) с квадратами
14. Что называют результативным признаком в регрессионном анализе?
зависимую переменную
15. Дисперсию какой переменной исследует дисперсионный анализ?
зависимой переменной
16. Какая регрессия характеризуется прозрачной интерпретацией параметров модели?
линейная регрессия
17. Какой коэффициент характеризует долю дисперсии, объясняемую регрессией, в общей дисперсии результативного признака y?
коэффициент детерминации
18. Какой коэффициент показывает, на сколько процентов в среднем по совокупности изменится результат y от своей средней величины при изменении фактора x на 1% от его (фактора x) среднего значения?
коэффициент эластичности
19. Чему равна величина остаточной дисперсии, если фактические значения результативного признака совпадают с теоретическими или расчетными значениями?
0
20. Какой метод применяют для оценки параметров a, b уравнения регрессии?
метод наименьших квадратов (МНК)
21. Какой метод основан на требовании минимизации суммы квадратов отклонений фактических значений результативного признака от расчетных?
метод наименьших квадратов
22. При каком значении k регрессия называется парной?
k= 1
23. Что из перечисленного не относится к нелинейным регрессиям по оцениваемым параметрам?
показательная функция
24. Суть какой теоремы в том, что если случайная величина является общим результатом взаимодействия большого числа других случайных величин, ни одна из которых не оказывает преобладающего влияния на общий результат, то такая результирующая случайная величина будет описываться приблизительно нормальным распределением?
центральной предельной теоремы
25. Каким уравнением описывается линейная регрессия?
y = a + bx + ε
(3 ошибки)

3 модуль ()1 ошибка
1. Как проверяется гетероскедастичность моделей в асимптотическом тесте Бреуша и Пагана?
по критерию c2(r)
2. Какой критерий позволяет выбирать наилучшую модель из множества различных спецификаций и численно построен так, чтобы учесть влияние на качество подгонки модели двух противоположных тенденций?
критерий Шварца
3. По какой величине судят о качестве модели?
по средней относительной ошибке аппроксимации
4. Каким выражением описывается условие однородности (гомоскедастичности) наблюдений?
s2(yu) =s2(hu+eu) =s2(eu) =s2
5. Какой метод применим при условии диагональности матрицы ковариаций вектора ошибок?
метод наименьших квадратов
6. Каким выражением определяется абсолютная ошибка аппроксимации?
yi-y1i=e
7. Что понимается под мультиколлинеарностью?
высокая степень коррелированности объясняющих переменных
8. Какие переменные представляют собой исходные переменные, из которых вычитаются соответствующие средние, а полученная разность делится на стандартное отклонение?
стандартизованные переменные
9. Какая ошибка на контрольной выборке свидетельствует о хорошем качестве построенной модели?
4-9%
10. Каким методом может быть проведена оценка значимости мультиколлинеарности факторов?
методом испытания гипотезы о независимости переменных
11. Какая переменная должна выражаться в виде линейной функции от неизвестной переменной?
замещающая переменная
12. Дисперсии и ковариации ошибок наблюдений в обобщенной линейной модели множественной регрессии
могут быть произвольными
13. В чем заключается второй подход к решению проблемы гетероскедастичности?
в построении моделей, учитывающих гетероскедастичность ошибок наблюдений
14. Чем в простейшем случае парной регрессии является стандартизованный коэффициент регрессии?
линейным коэффициентом корреляции
15. Что из перечисленного используют для проверки гипотезы, если исследователь предполагает, что за время наблюдений произошли резкие структурные изменения в виде связей между зависимой и независимыми переменными?
тест Чоу
16. Чему равен определитель матрицы, если между факторами имеется полная линейная зависимость и все коэффициенты корреляции равны 1?
0
17. По какой формуле производят расчет коэффициентов модели при использовании метода гребневой регрессии?
bгр= (XTX+DгрIk+ 1)-1XTY
18. По какой формуле, согласно теореме Айткена, производится оценка коэффициентов модели?
b= (X¢W-1X)-1X¢W-1Y
19. Какой из перечисленных тестов не требует предположения о нормальности распределения регрессионных остатков?
тест ранговой корреляции Спирмена
20. Как называют переменную, которая должна быть в модели согласно правильной теории?
существенной
21. Чем ближе к единице значение определителя матрицы межфакторной корреляции, тем
меньше мультиколлинеарность факторов
22. Какой критерий используется для оценки значимости уравнения регрессии в целом?
F-критерия Фишера
23. Какой показатель фиксирует долю объясненной вариации результативного признака за счет рассматриваемых в регрессии факторов?
показатель детерминации
24. Какие коэффициенты позволяют исключать из модели дублирующие факторы?
коэффициенты интеркорреляции
25. Чему равно число степеней свободы остаточной суммы квадратов при линейной регрессии?
n- 2
Модуль 4
1. Какие этапы включает в себя процесс структурного моделирования?
все перечисленные этапы
2. Суть какого метода заключается в частичной замене непригодной объясняющей переменной на такую переменную, которая не коррелирована со случайным членом?
метода инструментальных переменных
3. Что представляет переменная x, входящая в выражение?
возмущающий процесс
4. При каком условии общее решение разностного уравнения вида носит «взрывной» характер?
при |a1|> 2
5. Как называются взаимозависимые переменные, которые определяются внутри модели (внутри самой системы) и обозначаются у?
эндогенными переменными
6. В какой модели на основе коэффициентов приведенной формы можно получить два или более значений одного структурного коэффициента?
в сверхидентифицируемой
7. Какие коэффициенты называются структурными коэффициентами модели?
коэффициенты при эндогенных и экзогенных переменных в структурной форме модели
8. Какой метод при ограниченной информации, называется методом наименьшего дисперсионного отношения?
метод максимального правдоподобия
9. Как называются переменные, относящиеся к предыдущим моментам времени?
лаговыми переменными
10. Если набор чисел X связан с другим набором чисел Y зависимостью Y= 4X, то дисперсия Y должна быть
в 16 раз больше, чем дисперсия X
11. Какой метод применяется для решения идентифицируемой системы?
косвенный метод наименьших квадратов
12. Какие переменные понимаются под предопределенными переменными?
экзогенные переменные и лаговые эндогенные переменные
13. Какой метод используют, если нужно всего лишь уточнить характер связей переменных?
метод путевого анализа
14. Что позволяет сделать построение моделей корреляционной структуры?
проверить гипотезу о том, что матрица корреляции имеет определенный вид
15. Какой является модель, если все ее структурные коэффициенты однозначно определяются по коэффициентам приведенной формы модели и при этом число параметров в обеих формах модели одинаково?
идентифицируемой
16. Каким выражением определяется зависимость потребления в год с номером t от дохода в предыдущий период y(t- 1)?
C(t) =b+cy(t- 1)
17. Как называются независимые переменные, которые определяются вне системы и обозначаются как х?
экзогенными переменными
18. При каком условии вся модель считается идентифицируемой?
если идентифицируемо хотя бы одно уравнение системы
19. В каком случае модель является неидентифицируемой?
если число приведенных коэффициентов меньше числа структурных коэффициентов
20. Какие переменные часто приходится вводить для учета влияния качественных факторов?
фиктивные переменные
21. Что позволяет сделать построение моделей структуры средних?
исследовать структуру средних одновременно с анализом дисперсий и ковариаций
22. Какие переменные могут включать в себя причинные модели?
явные и латентные переменные
23. При каком условии уравнение неидентифицируемо?
если число предопределенных переменных, отсутствующих в уравнении, но присутствующих в системе, увеличенное на единицу, меньше числа эндогенных переменных в уравнении
24. При решении выражения способом движения «назад» ошибки ei
накапливаются
25. Что позволяет сделать моделирование ковариационной структуры?
проверить гипотезу о том, что матрица ковариации имеет определенный вид

4 модуль
1. О чем свидетельствуют большие значения, близкие к 1, величины (1 -а1) модели корректировки ошибок (МКО)?
о том, что экономические факторы сильно изменяют результат
2. На какое количество участков разбивается последовательность для проверки условия стационарности ряда?
на два участка
3. Для уменьшения амплитуды колебаний у сглаженного ряда Y(t)необходимо
увеличивать ширину интервала сглаживания m
4. Какое предположение является одним из априорных предположений при применении параметрических тестов для проверки стационарности?
предположение о нормальном законе распределения значений временного ряда
5. Что называется временным рядом?
последовательность значений признака, принимаемых в течение нескольких последовательных моментов времени или периодов
6. Как изменяется дисперсия сглаженного по квадратичному полиному ряда Y(t) при увеличении числа m уравнений?
уменьшается
7. Какие тренды коррелируют между собой?
временные
8. Что из перечисленного используют для проверки стационарности временного ряда?
сериальный критерий стационарности
9. Как называют корреляционную зависимость между последовательными уровнями временного ряда?
автокорреляцией уровней ряда
10. Как называется случайная переменная с переменной дисперсией?
гетероскедастической
11. При каком условии сглаживание ряда называется центрированным?
при k=l
12. Каким путем может быть исключен временной тренд из результирующей переменной?
путем построения регрессии этой переменной по времени и перехода к остаткам, которые образуют новую стационарную переменную, уже свободную от тренда
13. По какой формуле рассчитываются коэффициенты,если в качестве сглаживающего многочлена взять прямую?
ar= 1/m
14. Какая компонента объясняет отклонения от тренда с периодичностью от 2 до 10 лет?
циклическая компонента
15. Что в выражении обозначают параметром L?
функцию правдоподобия
16. Какая последовательность является белым шумом?
если каждая случайная величина последовательности имеет нулевое среднее и некоррелирована с другими элементами последовательности
17. К какому классу принадлежит ряд, если он содержит единичные корни и интегрируем с порядком d?
I(d)
18. Как называется стохастическая переменная с постоянной дисперсией?
гомоскедастическая переменная
19. Какой принцип разработки прогнозов предполагает соответствие, максимальное приближение теоретических моделей к реальным производственно-экономическим процессам?
адекватность прогнозирования
20. Как называется число значений исходного ряда, одновременно участвующих в сглаживании?
шириной интервала сглаживания
21. Что относится к основным принципам разработки прогнозов?
системность, адекватность, альтернативность
22. Для чего применяется сериальный критерий стационарности?
для проверки стационарности временного ряда
23. Как называется модель вида?
авторегрессионной условной гетероскедастической моделью (АРУГ-моделью)
24. Что представляет уравнение?
АРСС-процесс для {et2}-последовательности
25. Какие переменные используются в процессе случайного блуждания?
некоррелированные нестационарные переме

Сглаживание временного ряда

Сглаживание временного ряда, т.е. замена фактических уровней расчетными значениями, имеющими меньшую колеблемость, чем исходные данные, является простым методом выявления тенденции развития. Соответствующее преобразование называется фильтрованием.

Сглаживание временных рядов проводиться в следующих случаях:

· При графическом изображении временного ряда тренд прослеживается недостаточно отчетливо. Поэтому ряд сглаживают, на график наносят сглаженные значения, и, как правило, тенденция проявляется более четко;

· Применяются методы анализа и прогнозирования, требующие в качестве предварительного условия сглаживания временного ряда;

· При устранении аномальных наблюдений;

· При непосредственном прогнозировании экономических показателей и прогнозировании изменение тренда - «точек поворота».

Существующие методы сглаживания делят на две группы:

1) Аналитические методы. Для сглаживания используется кривая, проведенная относительно фактических значений ряда так, чтобы она отображала тенденцию, присущую ряда, и одновременно освобождала его от мелких незначительных колебаний. Такие кривые называют еще кривыми роста, применяются они главным образом для прогнозирования экономических показателей;

2) Методы механического сглаживания. Сглаживается каждый отдельный уровень ряда с использованием фактических значений соседних с ним уровней. Для сглаживания временных рядов часто используются методы простой и взвешенной скользящей средней, экспоненциального сглаживания.

Метод простой скользящей средней включает в себя следующие этапы:

1. Определяется количество наблюдений, входящих в интервал сглаживания. При этом используют правило: если необходимо сгладить мелкие, беспорядочные колебания, то интервал сглаживания берут по возможности большим и, наоборот, интервал сглаживания уменьшают, когда нужно сохранить более мелкие волны и освободиться от периодически повторяющихся колебаний, возникающих, например, из-за автокорреляций уровней.

2. Вычисляется среднее значение наблюдений, образующих интервал сглаживания, которое одновременно является сглаживающим значением уровня, находящегося в центре интервала сглаживания, при условии, что m - нечетное число, по формуле

где m - количество наблюдений, входящих в интервал сглаживания; p - количество наблюдений, стоящих по разные стороны от сглаживаемого.

При нечетном m значение параметра p вычисляют следующим образом:

Первым сглаженным будет наблюдение t, где t = p+1.

3. Интервал сглаживания сдвигается на один член вправо, и по формуле (1) находится сглаженное значение для (t+1) - го наблюдения. Затем снова производят сдвиг и т.д.

Процедура продолжается до тех пор, пока в интервал сглаживания не войдет последнее наблюдение временного ряда.

Метод простой скользящей средней можно использовать, если графическое изображение ряда напоминает прямую линию.

В этом случае не искажается динамика развития исследуемого процесса. Однако когда тренд выравниваемого ряда имеет изгибы и к тому же желательно сохранить мелкие волны, использовать для сглаживания ряда метод простой скользящей средней нецелесообразно, поскольку при этом:

· выравниваются и выпуклые, и вогнутые линии;

· происходит сдвиг волны вдоль ряда;

· изменяется знак волны, т.е. на кривой, соединяющей сглаженные точки, вместо выпуклого участка образуется вогнутый и наоборот. Последнее имеет место в случае, когда интервал сглаживания в полтора раза превышает длину волны.

Таким образом, если развитие процесса носит нелинейный характер, то применение метода простой скользящей средней может привести к значительным искажениям исследуемого процесса.

В таких случаях более надежным является использование других методов сглаживания, например метод взвешенной скользящей средней.

Метод взвешенной скользящей средней отличается от предыдущего тем, что сглаживание внутри интервала производиться не по прямой, а по кривой более высокого порядка. Это обусловлено тем, что суммирование членов ряда, входящих в интервал сглаживания, производиться с определенными весами, рассчитанными по методу наименьших квадратов.

Если сглаживание производиться с помощью полинома (многочлена) второго и третьего порядка, то веса берутся следующие

(-3; 12; 17; 12; - 3) для m=5;

(-2; 3; 6; 7; 3; - 2) для m=7.

Особенности весов:

1) симметричны относительно центрального члена;

2) сумма весов с учетом общего множителя равна единице.

Недостаток метода: первые и последние p наблюдений ряда остаются несглаженными.

Расчет показателей динамики экономических процессов

Расчет показателей динамики экономических процессов - заключительный этап предварительного анализа данных.

Для характеристики динамики изменения экономических показателей часто используется понятие автокорреляции, которая характеризует не только взаимозависимость уровней одного и того же ряда, относящихся к разным моментам наблюдений, но и степень устойчивости развития процесса во времени, величину оптимального периода прогнозирования и т.п.

Степень тесноты статистической связи между уровнями временного ряда, сдвинутыми на ф единиц времени, определяется величиной коэффициента корреляции r(ф). Так как r(ф) измеряет тесноту связи между уровнями одного и того же временного ряда, его принято называть коэффициентом автокорреляции. При этом ф - длину временного смещения - называют обычно лагом.

Коэффициент автокорреляции вычисляют по формуле

При большой протяженности исследуемого ряда расчет коэффициентов автокорреляции можно упростить. Для этого находят отклонения не от средних коррелируемых рядов, а от общей средней всего ряда. В этом случае

Порядок коэффициентов автокорреляции определяется временным лагом: первого порядка (при ф = 1), второго порядка (при ф = 2) и т.д.

Последовательность коэффициентов автокорреляции уровней первого, второго и последующих порядков называют автокорреляционной функцией. Значения которой, могут колебаться от -1 до +1, но из стационарности следует, что r(ф) = - r(ф). График автокорреляционной функции называется коррелограммой.

Анализ автокорреляционной функции и коррелограммы позволяет определить лаг, при котором автокорреляция наиболее высокая, т.е. при помощи анализа автокорреляционной функции и коррелограммы можно выявить структуру ряда.

Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции 1 ого порядка, исследуемый ряд содержит только тенденцию. Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции порядка ф, то ряд содержит циклические колебания с периодичностью в ф моментов времени. Если ни один из коэффициентов автокорреляции не является значимым, то можно сделать одно из двух предположений относительно структуры этого ряда: либо ряд не содержит тенденции и сезонных колебаний, либо ряд содержит сильную нелинейную тенденцию, для выявления которой нужно провести дополнительный анализ. Поэтому коэффициент автокорреляции уровней и автокорреляционную функцию целесообразно использовать для выявления во временном ряде наличия или отсутствия трендовой компоненты f(t) и сезонной компоненты S(t).