Прогнозирование емкости и коньюктуры рынка
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Московский Государственный Текстильный Университет
имени А. Н. Косыгина
кафедра экономики
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ (вариант №23, 1 и 2 часть)
По курсу:
«Прогнозирование емкости и коньюктуры рынка».
Выполнил: студент группы 47-03
Котляр Владимир
Проверил:
Станкевич А.В.
Москва – 2007
Задание № 1
Период |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Уровень ряда |
16,7 |
17,2 |
17,5 |
19,4 |
16,8 |
19,3 |
16,5 |
19,4 |
18,1 |
16,1 |
На основании данных о еженедельном спросе на текстильную продукцию:
построить график (рис. 1) и визуально оценить наличие в нем тенденции;
проверить наличие или отсутствие в исходном временном ряде тенденции с помощью коэффициента Кендэла;
если исходный ряд является стационарным, то рассчитать точечный и интервальный прогноз с периодом упреждения прогноза, равным 1.
Рис. 1. Еженедельный спрос на текстильную продукцию
При визуальной оценке наличия в графике тенденции можно отметить сильную его приближенность к полиному высокого порядка (шестой степени), использование которого нецелесообразно, поскольку полученные таким образом аппроксимирующие функции будут отражать случайные отклонения, что противоречит смыслу тенденции.
Таким образом, в результате визуальной оценки можно сделать вывод об отсутствии в графике тенденции.
2).
|
t |
Yt |
Pt |
|
1 |
16,7 |
- |
|
2 |
17,2 |
1 |
|
3 |
17,5 |
2 |
|
4 |
19,4 |
3 |
|
5 |
16,8 |
1 |
|
6 |
19,3 |
4 |
|
7 |
16,5 |
0 |
|
8 |
19,4 |
6 |
|
9 |
18,1 |
5 |
|
10 |
16,1 |
0 |
итого |
|
177 |
22 |
Определим расчетное значение коэффициента Кендэла (>р>):
>р> = |
4 р |
– 1, |
n (n – 1) |
где n – количество уровней во временном ряде.
>р> = |
4 22 |
– 1 = -0,0222 |
10 (10 – 1) |
Коэффициент Кендэла является случайной величиной, соответствует нормальному распределению и изменяется от -1 до +1. Теоретическими характеристиками коэффициента Кендэла являются математическое ожидание, которое равно нулю (М>> = 0) и дисперсия, рассчитываемая по формуле:
>>2 = |
2 (2 n + 5) |
. |
9 n (n – 1) |
>>2 = |
2 (2 10 + 5) |
= |
50 |
= 0,062 |
9 10 (10 – 1) |
810 |
Если сопоставить расчетное и теоретическое значение коэффициента Кендэла, то может возникнуть три ситуации.
1) (0 – t>d> ) < >р> < (0 + t>d> ),
где t>d> – коэффициент доверия.
Данный вариант означает, что с вероятностью t>d> во временном ряде нет тренда.
2) >р> < (0 – t>d> )
Данный вариант означает, что с выбранной вероятностью в ряде имеет место убывающая тенденция.
3) >р> > (0 + t>d> )
Данный вариант означает, что с выбранной вероятностью в ряде имеет место возрастающая тенденция.
При выбранной вероятности 0,95 (95%) коэффициент доверия t>d> = 1,96.
(0 – 1,96 ) < >р> < (0 + 1,96 )
- 0,488 < - 0,0222 < + 0,488
Таким образом, с вероятностью 95% можно говорить об отсутствии тенденции среднего уровня (тренда) во временном ряде.
3)
t |
Yt |
Yt-Yсреднее |
(Yt-Yсреднее)^2 |
1 |
16,7 |
-1 |
1 |
2 |
17,2 |
-0,5 |
0,25 |
3 |
17,5 |
-0,2 |
0,04 |
4 |
19,4 |
1,7 |
2,89 |
5 |
16,8 |
-0,9 |
0,81 |
6 |
19,3 |
1,6 |
2,56 |
7 |
16,5 |
-1,2 |
1,44 |
8 |
19,4 |
1,7 |
2,89 |
9 |
18,1 |
0,4 |
0,16 |
10 |
16,1 |
-1,6 |
2,56 |
|
177 |
|
14,6 |
Так как во временном ряде нет тенденции, то данный временной ряд является стационарным процессом.
Поскольку в ряде отсутствует тенденция, то точечный прогноз определяется как средняя арифметическая простая:
== |
y>t> |
, |
n |
где n – количество уровней ряда.
== |
177 |
= 17,7 |
10 |
Интервальный прогноз:
=+ t>> ,
где t>> – табличное значение по распределению Стьюдента с числом степеней свободы
К = n – 1 и уровнем значимости а; – дисперсия временного ряда.
= |
(y>t> –)2 |
= |
14,6 |
= 1,46 |
n |
10 |
При заданном уровне значимости a = 0,05 ( = 1 – а = 1 – 0,05 = 0,95) и числе степеней свободы К = 10 – 1 = 9, определим табличное значение t-критерия Стьюдента (см. Приложение 1). Табличное значение критерия Стьюдента t>> = 2,262.
Определим интервальный прогноз.
=17,7 – 2,262 = + 14,8
=24,16 + 2,262 = + 20,6
Таким образом, с вероятностью 0,95 (95%) можно говорить о том, что на 11-ю неделю уровень ряда будет находиться в промежутке между 14,8 и 20,6.
Задание № 2
Период |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Уровень ряда |
11,0 |
10,8 |
10,7 |
10,5 |
11,7 |
12,2 |
12,5 |
12,1 |
13,0 |
13,7 |
13,0 |
14,0 |
По данным о ежедневном обороте магазина «Ткани для дома»:
построить график исходного временного ряда и визуально оценить наличие в нем тенденции и возможный ее тип. Сгладить исходный временной ряд с помощью скользящей средней (шаг сглаживания равен 3). Построить график сглаженного ряда и визуально оценить возможный в нем тип тенденции. Оба графика построить на одном чертеже (рис. 2). Результаты обеих визуальных оценок отметить в отчете;
оценить с помощью метода Фостера – Стюарта и коэффициента Кендела наличие тенденции (в среднем и дисперсии) в исходном временном ряде. Сравнить полученные оценки с оценками, полученными при выполнении пункта 1, и сделать окончательный свой вывод. Результаты вывода отметить в отчете;
по исходным данным методом усреднения по левой и правой половине определить параметры линейного тренда = а>0> + а>1>t. Построить график исходного временного ряда и полученного линейного тренда на одном чертеже (рис. 3). Оценить визуально, отражает ли линейный тренд тенденцию временного ряда? Свой вывод отразить в отчете;
по исходным данным методом МНК рассчитать параметры линейного тренда = а>0> + а>1>t. Кроме того, выбрать нелинейную модель, которая, по вашему мнению, может хорошо описать тенденцию исходного временного ряда. Рассчитать параметры выбранной вами нелинейной трендовой модели. Построить три графика (исходный временной ряд, линейная и выбранная вами нелинейная трендовая модели) на одном чертеже (рис. 4). Определить аналитическим способом, какая из двух трендовых моделей (линейная и нелинейная) наилучшим образом аппроксимирует исходный временной ряд;
построить график ряда отклонений е>t> (рис. 5) и визуально оценить отсутствие в нем тенденции. Оценить адекватность выбранной модели тренда исходному ряду на основе анализа данных ряда отклонений;
рассчитать точечную и интервальную прогнозную оценку с периодом упреждения, равным = 1.
1)
t |
y>t> |
Скользящая сумма 3 уровней |
Скользящая средняя из 3 уровней |
1 |
11,9 |
- |
|
2 |
12,6 |
36,7 |
18,35 |
3 |
12,2 |
38,7 |
19,35 |
4 |
13,9 |
40,4 |
20,2 |
5 |
14,3 |
42,8 |
21,4 |
6 |
14,6 |
44,2 |
22,1 |
7 |
15,3 |
44,3 |
22,15 |
8 |
14,4 |
45,5 |
22,75 |
9 |
15,8 |
46,9 |
23,45 |
10 |
16,7 |
49,9 |
24,95 |
11 |
17,4 |
50,2 |
25,1 |
12 |
16,1 |
- |
- |
Рис. 2. Еженедельный оборот магазина «Ткани для дома» (исходный и сглаженный ряд)
После построения графика (рис. 2) можно сделать вывод о наличии возрастающей тенденции. После построения сглаженного ряда стало более наглядно видно наличие возрастающей тенденции.
2). а) Метод Фостера – Стюарта
t |
Yt |
Ut |
lt |
S |
D |
Pt |
1 |
11,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
2 |
12,6 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
3 |
12,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
4 |
13,9 |
1 |
0 |
1 |
1 |
3 |
5 |
14,3 |
1 |
0 |
1 |
1 |
4 |
6 |
14,6 |
1 |
0 |
1 |
1 |
5 |
7 |
15,3 |
1 |
0 |
1 |
1 |
6 |
8 |
14,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5 |
9 |
15,8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
8 |
10 |
16,7 |
1 |
0 |
1 |
1 |
9 |
11 |
17,4 |
1 |
0 |
1 |
1 |
10 |
12 |
16,1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
9 |
|
175,2 |
|
|
8 |
8 |
61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выдвинем нулевую гипотезу: во временном ряде (данные графы 2) нет тенденции среднего уровня и нет тенденции дисперсии. Для проверки выдвинутой нулевой гипотезы необходимо рассчитать по формулам и значения t>1> и t>2>. Но для этого надо знать значения μ, σ>1>,> >σ>2 >. В приложении 1 приведены данные для n=10 и для n=15, а нам надо найти данные для n=12.
Для нахождения данных при n=12 используем принцип интерполяции, предположив, что эти данные в интервале от n=10 до n=15 изменяются линейно, т.е. равномерно. Поэтому нам нужно к значениям данных при n=10 прибавить их изменения за два (2=12–10) шага и получить искомые данных.
Найдем μ для n=12 следующим образом. Значение μ для n=10, согласно приложению 1, равно 3,858. Увеличение μ при изменении n на 2 шага найдем следующим образом
.
Отсюда μ(12)=μ(10)+Δμ=3,858+0,311=4,169. Аналогичным образом найдем значения для σ>1>(12)=1,381 и для σ>2>(12)=2,040. По формулам (2.7) найдем значения t>1 >и t>2>
= (8 – 4,169)/1,381 = 3,326; = (8-0)/2,040 = 3,92
Случайные величины t>1> и t>2> имеют распределение Стьюдента с числом степеней свободы К = n – 1 = 12 – 1 = 11 и уровнем значимости a, который может принимать значения 0,01; 0,05 и т.д. Примем уровень значимости (вероятность, с которой исследователь может ошибиться), равный 0,05 (5%). На основе выбранного уровня значимости а = 0,05 рассчитаем доверительную вероятность: = 1 – а = 1 – 0,05 = 0,95.
По числу степеней свободы К = 11 и величине доверительной вероятности = 0,95 по таблице «Значение t-критерия Стьюдента» (Приложение 1)определим табличное значение случайной величины (t>>): t>> = 2,201.
Расчетные значения t>1> и t>2> сопоставим с табличным t>>.
Если сопоставить расчетные значения t>1> и t>2> с табличным t>>, то может возникнуть четыре ситуации.
1) |t>1>| > |t>>|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции отвергается и с вероятностью во временном ряде имеет место тенденция дисперсии.
2) |t>1>| < |t>>|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции принимается и с вероятностью во временном ряде нет тенденции дисперсии.
3) |t>2>| > |t>>|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции отвергается и с вероятностью во временном ряде имеет место тенденция в среднем.
4) |t>2>| < |t>>|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции принимается и с вероятностью во временном ряде нет тенденции в среднем.
1) 3,326 > 2,201; 3,92 > 2,201 нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции отвергается и с вероятностью = 0,95 можно говорить, что во временном ряде имеет место тенденция дисперсии
б) Метод коэффициента Кенделла
Определим расчетное значение коэффициента Кендэла (>р>):
>р> = |
4 р |
– 1, |
n (n – 1) |
где n – количество уровней во временном ряде.
>р> = |
4 61 |
– 1 = 0,85 |
12 (12 – 1) |
Коэффициент Кендэла является случайной величиной, соответствует нормальному распределению и изменяется от -1 до +1. Теоретическими характеристиками коэффициента Кендэла являются математическое ожидание, которое равно нулю (М>> = 0) и дисперсия, рассчитываемая по формуле:
>>2 = |
2 (2 n + 5) |
. |
9 n (n – 1) |
>>2 = |
2 (2 12 + 5) |
= |
58 |
= 0,049 |
9 12 (12 – 1) |
1188 |
Если сопоставить расчетное и теоретическое значение коэффициента Кендэла, то может возникнуть три ситуации.
1) (0 – t>d> ) < >р> < (0 + t>d> ),
где t>d> – коэффициент доверия.
Данный вариант означает, что с вероятностью t>d> во временном ряде нет тренда.
2) >р> < (0 – t>d> )
Данный вариант означает, что с выбранной вероятностью в ряде имеет место убывающая тенденция.
3) >р> > (0 + t>d> )
Данный вариант означает, что с выбранной вероятностью в ряде имеет место возрастающая тенденция.
При выбранной вероятности 0,95 (95%) коэффициент доверия t>d> = 1,96.
>р> > (0 + 1,96 )
0,85 > + 0,434
Таким образом, с вероятностью 0,95 (95%) можно говорить о наличии в ряде возрастающей тенденции в среднем (тренда).
В ходе анализа временного ряда на наличие в нем тенденции среднего уровня (тренда) по методу Фостера – Стюарта и методу коэффициента Кенделла получены аналогичные результаты. Следовательно, в ряде отмечается возрастающая тенденция в среднем.
Таким образом, визуальная оценка нашла свое подтверждение в ходе аналитических расчетов с использованием соответствующих методов оценки временного ряда на наличие в нем тенденции.
3). Метод усреднения по левой и правой половине
Метод усреднения по левой и правой половине - графический метод, используется для нахождения параметров линейного тренда.
Для нахождения параметров а>0> и а>1> разделим исходные данные пополам и по каждой половине рассчитаем средние значения фактора и уровня ряда.
>1 >= |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 |
= 3,5 |
6 |
>1 >= |
11,9 + 12,6 + 12,2 + 13,9 + 14,3 + 14,6 |
= 13,25 |
6 |
>2 >= |
7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 |
= 9,5 |
6 |
>2 >= |
15,3 + 14,4 + 15,8 + 16,7 + 17,4 + 16,1 |
= 15,95 |
6 |
В результате расчетов получили две точки: А (3,5; 13,25), В (9,5; 15,95).
Построим графическую модель исходного временного ряда и найдя точки А и В, проведем через них прямую, которая будет отображать тенденцию исходного временного ряда (рис. 3).
y>t>
Рис. 3. Еженедельный оборот магазина «Ткани для дома» (исходный ряд и линейный тренд)
Из графика видно, что построенный линейный тренд отражает тенденцию исходного ряда: возрастающий тренд.
Для нахождения параметра а>0> продолжим линию до пересечения с осью ординат. Чтобы найти параметр а>1>, преобразуем уравнение тренда:
а>1>t = – а>0> | :t
а>1> = |
– а>0> |
t |
Зададимся произвольным значение параметра t (например, t = 3,5). По графику модели найдем значение параметра а>0> (а>0> = 13,45). Рассчитаем значение параметра а>1>.
а>1> = |
13,25 – 11,8 |
= 0,41 |
3,5 |
Таким образом, уравнение линейного тренда будет иметь следующий конкретный вид:
= 11,8+ 0,41t.
4). Расчет параметров линейного тренда >t>> >= а>0> + а>1>t по исходным данным методом МНК.
t |
y |
t2 |
y>t> |
1 |
11,9 |
1 |
11,9 |
2 |
12,6 |
4 |
25,2 |
3 |
12,2 |
9 |
36,6 |
4 |
13,9 |
16 |
55,6 |
5 |
14,3 |
25 |
71,5 |
6 |
14,6 |
36 |
87,6 |
7 |
15,3 |
49 |
107,1 |
8 |
14,4 |
64 |
115,2 |
9 |
15,8 |
81 |
142,2 |
10 |
16,7 |
100 |
167 |
11 |
17,4 |
121 |
191,4 |
12 |
16,1 |
144 |
193,2 |
78 |
175,2 |
650 |
1204,5 |
Для нахождения параметров строится система нормальных уравнений.
=(175,2*650-78*1204,5)/(12*650-78*78)=11,614;
=(12*1204,5-175,2*78)/(12*650-78*78)=-0,459
Расчет параметров параболического тренда >t>> >= а>0> + а>1>t + a>2>t2 по исходным данным методом МНК.
t |
y |
t2 |
y>t> |
t4 |
yt2 |
t3 |
1 |
11,9 |
1 |
11,9 |
1 |
11,9 |
1 |
2 |
12,6 |
4 |
25,2 |
16 |
50,4 |
8 |
3 |
12,2 |
9 |
36,6 |
81 |
109,8 |
27 |
4 |
13,9 |
16 |
55,6 |
256 |
222,4 |
64 |
5 |
14,3 |
25 |
71,5 |
625 |
357,5 |
125 |
6 |
14,6 |
36 |
87,6 |
1296 |
525,6 |
216 |
7 |
15,3 |
49 |
107,1 |
2401 |
749,7 |
343 |
8 |
14,4 |
64 |
115,2 |
4096 |
921,6 |
512 |
9 |
15,8 |
81 |
142,2 |
6561 |
1279,8 |
729 |
10 |
16,7 |
100 |
167 |
10000 |
1670 |
1000 |
11 |
17,4 |
121 |
191,4 |
14641 |
2105,4 |
1331 |
12 |
16,1 |
144 |
193,2 |
20736 |
2318,4 |
1728 |
78 |
175,2 |
650 |
1204,5 |
60710 |
10322,5 |
6084 |
Для нахождения параметров строится система нормальных уравнений.
na>0> + a>1>t + a>2>t2 = y;
a>0>t + a>1>t2 + a>2>t3 = yt;
a>0>t2 + a>1>t3 + a>2>t4 = yt2.
а>0> = |
y t2 t4 + t t3 yt2 + yt t3 t2 – t yt t4 – t3 t3 y – t2 t2 yt2 |
. |
n t2 t4 + t t3 t2 + t t3 t2 – t2 t2 t2 – t3 t3 n – t t t4 |
а>0> = |
175,2 650 60710 + 78 6084 10322,5 + 1204,5 6084 650 – 78 1204,5 60710 – |
12 650 60710 + 78 6084 650 + 78 6084 650 – 650 650 650 – |
– 6084 6084 175,2 – 650 650 10322,5 |
= 11,12. |
– 6084 6084 12 – 78 78 60710 |
а>1> = |
n yt t4 + t yt2 t2 + y t3 t2 – t2 yt t2 – yt2 t3 n – y t t4 |
. |
n t2 t4 + t t3 t2 + t t3 t2 – t2 t2 t2 – t3 t3 n – t t t4 |
а>1> = |
12 1204,5 60710 + 78 10322,5 650 + 175,2 6084 650 – 650 1204,5 650 – |
12 650 60710 + 78 6084 650 + 78 6084 650 – 650 650 650 – |
– 10322,5 6084 12 – 175,2 78 60710 |
= 0,67. |
– 6084 6084 12 – 78 78 60710 |
а>2> = |
n t2 yt2 + t t3 y + t yt t2 – y t2 t2 – yt t3 n – t t yt2 |
. |
n t2 t4 + t t3 t2 + t t3 t2 – t2 t2 t2 – t3 t3 n – t t t4 |
а>2> = |
12 650 10322,5 + 78 6084 175,2 + 78 1204,5 650 – 175,2 650 650 – |
12 650 60710 + 78 6084 650 + 78 6084 650 – 650 650 650 – |
– 1204,5 6084 12 – 78 78 10322,5 |
= -0,016. |
– 6084 6084 12 – 78 78 60710 |
Таким образом, параболический тренд имеет следующий вид:
>t>> >= 11,12 + 0,67 t - 0,016 t2.
Рис. 4. Еженедельный оборот магазина «Ткани для дома» (исходный ряд, линейный и параболический тренд)
Проведем оценку аппроксимации линейного тренда и выбранной параболической трендовой модели с помощью критерия наименьшей суммы квадратов отклонений, который имеет следующий вид:
S = |
(y>t> – )2 |
min |
n – m |
где n – количество уровней ряда; m – число параметров трендовой модели.
t |
y>t> |
Линейный |
Параболический |
||
>t> |
(y>t> – >t>)2 |
>t> |
(y>t> – >t>)2 |
||
1 |
11,9 |
12,21 |
0,0961 |
11,774 |
0,015876 |
2 |
12,6 |
12,62 |
0,0004 |
12,396 |
0,041616 |
3 |
12,2 |
13,03 |
0,6889 |
12,986 |
0,617796 |
4 |
13,9 |
13,44 |
0,2116 |
13,544 |
0,126736 |
5 |
14,3 |
13,85 |
0,2025 |
14,07 |
0,0529 |
6 |
14,6 |
14,26 |
0,1156 |
14,564 |
0,001296 |
7 |
15,3 |
14,67 |
0,3969 |
15,026 |
0,075076 |
8 |
14,4 |
15,08 |
0,4624 |
15,456 |
1,115136 |
9 |
15,8 |
15,49 |
0,0961 |
15,854 |
0,002916 |
10 |
16,7 |
15,9 |
0,64 |
16,22 |
0,2304 |
11 |
17,4 |
16,31 |
1,1881 |
16,554 |
0,715716 |
12 |
16,1 |
16,72 |
0,3844 |
16,856 |
0,571536 |
- |
- |
173,58 |
4,483 |
175,3 |
3,567 |
Для линейного тренда
S = |
4,483 |
= 0,4483. |
12 – 2 |
Для параболического тренда
S = |
3,567 |
= 0,396. |
12 – 3 |
0,4483 > 0,396; параболическая модель наилучшим образом аппроксимирует исходный временной ряд.
5)
t |
y>t> |
|
e>t> |
P>t> |
e>t>2 |
(e>t> –>t>) 2 |
(e>t> – e>t-1>) 2 |
1 |
11,9 |
12,21 |
-0,31 |
– |
0,0961 |
0,198025 |
– |
2 |
12,6 |
12,62 |
-0,02 |
1 |
0,0004 |
0,024025 |
0,166 |
3 |
12,2 |
13,03 |
-0,83 |
1 |
0,6889 |
0,931225 |
0,107 |
4 |
13,9 |
13,44 |
0,46 |
1 |
0,2116 |
0,105625 |
0,200 |
5 |
14,3 |
13,85 |
0,45 |
0 |
0,2025 |
0,099225 |
0,870 |
6 |
14,6 |
14,26 |
0,34 |
1 |
0,1156 |
0,042025 |
0,045 |
7 |
15,3 |
14,67 |
0,63 |
1 |
0,3969 |
0,245025 |
0,000 |
8 |
14,4 |
15,08 |
-0,68 |
1 |
0,4624 |
0,664225 |
0,529 |
9 |
15,8 |
15,49 |
0,31 |
0 |
0,0961 |
0,030625 |
0,306 |
10 |
16,7 |
15,9 |
0,8 |
0 |
0,64 |
0,442225 |
0,111 |
11 |
17,4 |
16,31 |
1,09 |
1 |
1,1881 |
0,912025 |
1,182 |
12 |
16,1 |
16,72 |
-0,62 |
– |
0,3844 |
0,570025 |
0,352 |
|
175,2 |
173,58 |
1,62 |
7 |
4,483 |
4,2643 |
3,868 |
Найдем величины случайных отклонений для исходного ряда по формуле: e>t> = y>t> – >t>.
Построим график ряда отклонений e>t> (рис. 5).
t
Рис. 5. График ряда отклонений e>t>
Из графика видно, что в ряде отклонений e>t> отсутствует тенденция.
Оценим адекватность выбранной трендовой модели (параболы) исходному ряду на основе анализа ряда отклонений e>t>.
1) Колебание величины e>t> носит случайный характер. Выполнение этого условия означает, что величина e>t> не содержит элементов тренда. Проверим это условие с помощью критерия поворотных точек. Точка считается поворотной, если выполняется одно из следующих условий:
e>t-1> < e>t> > e>t+1>
e>t-1> > e>t> < e>t+1>
Обозначим поворотные точки как Р>t> = 1. В противном случае P>t> = 0. Найдем сумму всех поворотных точек P = P>t>.
Выдвинем нулевую гипотезу – Н>0>: колебание величины et носит случайный характер. Для проверки нулевой гипотезы рассчитаем математическое ожидание и дисперсию поворотных точек.
М(Р) = |
2 (n – 2) |
= |
2 (12 – 2) |
= 6,667. |
3 |
3 |
D(Р) = |
16 n – 29 |
= |
16 12 – 29 |
= 1,811. |
90 |
90 |
При вероятности 0,95 (95%) коэффициент доверия t>d> = 1,96.
Если расчетное значение
числа поворотных точек попадает в
интервал
(М(Р) – t>d>
)
< P
< (М(Р) + t>d>
),
то с выбранной вероятностью можно
утверждать, что колебания величины e>t>
носит случайный характер.
(6,667 – 1,96 ) < 7 < (6,667 + 1,96 )
4,029 < 7 < 9.305
Таким образом, с вероятностью 95% можно утверждать, что колебания величины e>t> носит случайный характер.
2) Распределение величины e>t>соответствует нормальному распределению. Для этого используем RS-критерий.
S= == 0,706
RS>р> = |
e>max> – e>min> |
= |
1.09– (- 0,83) |
= 2,777. |
S |
0,706 |
Определим табличное значение RS-критерия по таблице «Значения RS-критерия для n от 10 до 30» (Приложение 3).
RS>12Н> = 2,67 + 2 |
3,18 – 2,67 |
= 2,772 |
20 – 10 |
RS>12В> = 3,85 + 2 |
4,49 – 3,85 |
= 3,978 |
20 – 10 |
Выдвинем нулевую гипотезу: величина e>t> соответствует нормальному распределению. Для этого должно выполняться условие: RS>12Н> < RS>р> < RS>12В>.
Поскольку это условие выполняется (2,772 < 2,777 < 3,978), то с вероятность 0,95 (95%) можно утверждать, что распределение величины e>t> соответствует нормальному распределению.
3) Математическое ожидание величины e>t> равно нулю. Для проверки этого условия выдвинем нулевую гипотезу – Н>0>: М(e>t>) = 0, после чего определим расчетное значение величины t>р>:
t>р> = |
– 0 |
, |
S>e> |
где – средняя арифметическая простая величины e>t>; S>e> – среднее квадратическое отклонение величины e>t>.
|
e>t> |
= |
1.62 |
= 0,135 |
n |
12 |
S>e>= == 0,623
t>р> = |
0,135 – 0 |
= 0,75. |
0,623 |
Найдем табличное значение t>т> (Приложение 1) по распределению Стьюдента при доверительной вероятности = 1 – а = 1 – 0,05 = 0,95 и числе степеней свободы К = n – 1 = 12 – 1 = 11. В данном случае t>т> = 2,201.
Сопоставим табличное и расчетное значения. Если t>h> < t>т>, то нулевая гипотеза принимается, и наоборот.
0,75 < 2,201, с вероятностью 0,95 (95%) принимается нулевая гипотеза, т.е. М(e>t>) = 0.
4) Независимость членов ряда между собой (проверка временного ряда на отсутствие автокорреляции). Для проверки данного условия используется критерий Дарбина – Уотсона, расчетное значение которого определяется следующим образом:
d>р> = |
(e>t> – e>t-1>) 2 |
= |
8,4451 |
= 1,88. |
e>t>2 |
4,483 |
d>р> = 4 – 1,88 = 2,12.
По таблице «Распределение критерия Дарбина – Уотсона» для положительной автокорреляции (для 5% уровня значимости)» находим табличное значение d>т>. При n = 12 и V = 1 нижнее и верхнее значения распределения будут соответственно равны d>1> = 1,08 и d>2> = 1,36.
Сравним расчетное и табличное значения: d>р> > d>2> (2,12 > 1,36). Таким образом, с вероятностью 95% можно говорить об отсутствии в ряде автокорреляции.
6). Рассчитаем точечную прогнозную оценку с периодом упреждения = 1 для линейного тренда (>t>> >= 11,614+ 0,459 t):
>(>>n>>+>>>>)> = а>0> + а>1> (n+);
>(12+1)> = 11,614+ 0,459 (12 + 1) = 17,581.
Интервальный прогноз для линейного тренда:
>(n+>>>>)> =>(n+>>>>)> + t>т> S ,
где n – число уровней ряда в периоде основания прогноза; - период упреждения прогноза; t>т> – табличное значение по Стьюденту с уровнем значимости (а) и числом степеней свободы (К = n - 2); S– стандартная ошибка тренда.
t>т> = К; >(>>n>>+>>>>)> =>(>>n>>+>>>>)> + S К.
При = 1 и n = 12 по таблице «Значение К для оценки доверительных интервалов прогноза при вероятности = 0,9 (линейный тренд)» (Приложение 6) К = 2,1274.
S= == 0,67.
Интервальный прогноз для линейного тренда
>(12+1)> = 17,581 + 0,67 2,1274=19,0064
>(12+1)> = 17,581 - 0,67 2,1274=16,1556
16,1556 < >13> < 19,0064, т.е. с вероятностью 0,9 (90%) можно утверждать, что на 13-ый день оборот магазина «Ткани для дома» составит от 16,1556 до 19,0064 д.е.
>t>> >= 11,12 + 0,67 t - 0,016 t2.
Рассчитаем точечную прогнозную оценку с периодом упреждения = 1 для параболического тренда (>t>> >= 11,12 + 0,67 t - 0,016 t2):
>(>>n>>+>>>>)> = а>0> + а>1> (n+) + а>2> (n+)2;
>13> = 11,12 + 0,67 13 - 0,016 132 = 17,126.
Интервальный прогноз для нелинейного (параболического) тренда:
>(n+>>>>)> =>(n+>>>>)> + S К.
При = 1 и n = 12 по таблице «Значение К для оценки доверительных интервалов прогноза при вероятности = 0,9 (параболический тренд)» (Приложение 7) К = 2,636.
S= == 0,63.
Интервальный прогноз для нелинейного (параболического) тренда
>13> = 17,126 + 0,63 2,636=18,7867
>13> = 17,126 - 0,63 2,636=15,4653
15,4653 < >13> < 18,7867, т.е. с вероятностью 0,9 (90%) можно утверждать, что на 13-ый день оборот магазина «Ткани для дома» составит от 15,4653 до 18,7867 д.е.