时间序列预测法(PPT 页)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 时间序列预测法,历史往往重复过去的故事,主要内容,第一节 时,间,间序列预测综述,第二节 平,滑,滑预测方法,第三节 趋,势,势方程拟合法,第四节 季,节,节变动预测法,第一节 时间序,列,列预测综述,时间序列,是指同一变量按,照,照发生时间的先,后,后顺序排列起来,的,的一组观察值,时间序列预测法,利用变量本身的,历,历史数据进行预,测,测的方法。通过,确,确定变量的历史,模,模式，并认为在,将,将来这一模式同,样,样有效来推断将,来,来。是连续性原,理,理的直接运用。,几个实践案例,理解,预测很容易，谁,都,都可以做。关键,的,的问题是谁做得,准,准，如何评价预,测,测结果很重要。,明确数据模式的,用,用处，不同模式,使,使用不同的方法,通过误差大小判,断,断预测结果的准,确,确性,时间序列预测的,步,步骤,搜集数据,时间序列数据,分析数据模式,散点图，定性分,析,析，数据特征分,析,析,按照模式进行预,测,测,建立适当的预测,模,模型,时间序列基本模,式,式,长期趋势变动,是指由于某种根,本,本性原因的影响,，,，预测变量在相,当,当长的一段时期,内,内，持续上升或,持,持续下降的变动,形,形态。,分为：水平型模,式,式；趋势型模式,季节变动模式,是指由于自然条,件,件、社会条件的,影,影响，预测变量,在,在一年内随季节,的,的转变而引起的,周,周期性波动,时间序列基本模,式,式（续）,周期变动模式（,循,循环变动模式）,经济周期的变动,以,以及由其所影响,的,的预测变量的变,动,动。（危机、萧,条,条、复苏、高涨,）,）,特点：,每次变动周期的,长,长短不同，上下,波,波动幅度也不一,致,致。周期通常在,一,一年以上。不同,于,于季节变动。,循环变动是涨落,起,起伏相间的变动,，,，不同于朝单一,方,方向发展的长期,趋,趋势。,不规则模式,是指由于意外的,、,、偶然性因素引,起,起的，突然的、,不,不规则的、无周,期,期的随机波动。,实际时间序列模,式,式分析,案例分析,一个实际时间序,列,列往往是以上几,个,个模式的综合，,一般来说，事物,变,变动都有长期趋,势,势；,以季,月周为时期,的,的时间序列往往,包,包含季节变动；,循环变动周期和,幅,幅度都不定,难以辨别；,不规则变动不易,测,测定，把它作为,残,残差处理。,实际时间序列由,哪,哪几个基本模式,组,组成，要依实际,情,情况而定。,时间序列预测举,例,例,时间序列预测思,路,路,时间序列,Y,包含以上四种基,本,本模式：,T,S,C,I.,乘法型,Y=T*S*C*I,加法型,Y=T+S+C+I,混合型,Y=T*S*C+I,预测思路：先求,出,出各个因子，再,把,把各种因子按照,上,上述方式进行组,合,合，得到预测结,果,果。,如先求出长期趋,势,势,T,，然后用,T,除时间序列,Y,，即可得到消除,长,长期趋势影响的,时,时间序列,思考,时间序列的基本,模,模式有几种？,如何分析时间序,列,列的模式？,散点图观察分析,分析时间序列模,式,式有何作用？,便于选择预测方,法,法,对学习预测方法,的,的要求,对于各种方法，,应,应掌握：,是什么？,怎么做？,特点，包括优缺,点,点,适用范围及注意,事,事项,第二节 平,滑,滑预测法,1.平均法、,2.移动平均法,、,、,3.指数平滑法,。,。,目的都是要“消,除,除”有时间序列,的,的不规则成分引,起,起的随机波动。,所,所以它们被称为,平,平滑方法。,1.,算术平均法,简单算术平均法,：,：,加权算术平均法,：,：,2.移动平均法,移动平均法,使用时间序列中,最,最近几期时期数,据,据的平均数作为,下,下一个时期的预,测,测值,移动平均法举例,一次移动平均,移动平均法的使,用,用,在预测中适用于,：,：水平型时间序,列,列,能较好地修匀历,史,史数据,消除随,机,机波动的影响,揭,揭示变动趋势,常用来进行预测,，,，或在统计分析,中,中用于修匀历史,数,数据，揭示变动,趋,趋势。,移动平均法对时,间,间序列的修匀,k的选取,k越大，修匀,效,效果越明显，,但,但反映新变化,的,的效果差，易,落,落后于实际；,k越小，适应,新,新变化的能力,越,越强，但对异,常,常数据的敏感,性,性高，容易造,成,成错觉。,一般根据经验,、,、具体情况和,需,需要确定，也,可,可进行试算，,选,选择误差较小,者,者。,3.指,数平滑法,是把预测目标,的,的本期实际观,察,察值和本期预,测,测值的加权平,均,均直接作为下,期,期预测值的预,测,测方法。,指数平滑值：,本,本期实际观察,值,值和本期预测,值,值的加权平均,。,。,加权性质和特,点,点,权数特点：给,近,近期观察值以,较,较大权重，远,期,期观察值以递,减,减权重。克服,了,了移动平均法,对,对远期数据不,加,加权的缺陷。,观测值的权重,依,依的不同而,不,不同,初始值,S,0,的设定,S,0,=y,1,，当,s,0,影响较小时；,S,0,=Y,1,、,Y,2,、,Y,m,的平均（,m=3or4or5,），历史数据,少,少于,15,个，,S,0,影响较大时。,S,0,=,所有观察值的,平,平均,平滑系数,的选择,0，1,凭经验定，,大,大时，敏感反,映,映新情况；,小,小时，反映长,期,期趋势，可消,除,除季节变动和,不,不规则变动的,影,影响。,选择若干做,试,试算，选出误,差,差较小的值,。,。,一次指数平滑,法,法举例,平滑预测法的,特,特点,适应于,水平变化,的时间序列的,预,预测。,很容易使用，,近,近期预测，精,度,度较高。,指数平滑预测,法,法，要求资料,少,少。对大量项,目,目预测时，它,是,是合适的方法,。,。收益管理中,的,的应用案例,平滑方法具有,消,消除时间序列,不,不规则变动的,作,作用，常用平,滑,滑方法消除随,机,机变动的影响,。,。,4.二,次移动平均法,将一次移动平,均,均值再进行移,动,动平均，利用,一,一次移动平均,值,值和二次移动,平,平均值的滞后,偏,偏差演变规律,建,建立模型进行,预,预测的方法,。,二次移动平均,法,法举例,二次移动平均,法,法几点说明,适用于：,线性变动趋势,的,的时间序列,注意事项：,一次移动平均,值,值和二次移动,平,平均值不能直,接,接用于预测；,移动平均期数,应,应取同一个值,。,。,5.,二,次指数平滑法,将一次指数平,滑,滑值再进行指,数,数平滑，利用,一,一次指数平滑,值,值和二次指数,平,平滑值的滞后,偏,偏差演变规律,建,建立模型进行,预,预测的方法。,二次指数平滑,法,法举例,一次指数平滑,值,值的初始值,=,二次指数平滑,的,的初始值,平滑系数取同,一,一个值,二次指数平滑,法,法,适用于：,线性变动趋势,的,的时间序列,6.Holt,双,双,参数指数平滑,法,法,其中反映长期,趋,趋势的公式为,：,：,反映长期趋势,增,增量的公式为,：,：,预测模型为：,时间序列案例,7.Winters的三参,数,数指数平滑法,反映长期趋势,的,的公式：,反映长期趋势,增,增量的公式：,反映季节变动,的,的公式：,预测公式：,航线预测案例,Winters法举例,本节总结,平滑预测法,简单算术平均,法,法,加权算术平均,法,法,一次移动平均,预,预测法,一次指数平滑,二次移动平均,二次指数平滑,双参数指数平,滑,滑法,三参数指数平,滑,滑法,第三节 趋,势,势方程拟合法,把预测目标的,时,时间序列所揭,示,示的发展变化,规,规律拟合成一,个,个趋势方程，,并,并使用拟合方,程,程进行预测的,方,方法。,直线方程拟合,法,法,曲线方程拟合,法,法,直线方程拟合,法,法,把具有线性变,动,动趋势的历史,时,时间序列拟合,成,成直线方程进,行,行预测的方法,模型：,模型识别：散,点,点图呈线性；,逐,逐期增长量（,一,一阶差分）大,致,致为常数。,直线方程拟合举例,参数求法,最,最小二乘法,偏差平方和最,小,小时参数的取,值,值，理论值和,观,观察值之差的,平,平方和最小时a,b的取,值,值。,问题转化为：,欲,欲使,曲线方程拟合,法,法,曲线方程拟合,法,法的步骤：,使用散点图分,析,析及定性分析,来,来判别时间序,列,列模式,选择合适的曲,线,线模型,求解模型参数,模型拟合效果,分,分析,利用模型进行,预,预测,常,用,用,曲,曲,线,线,模,模,型,型,的,的,判,判,别,别,与,与,估,估,计,计,多,项,项,式,式,模,模,型,型,模,型,型,判,判,别,别,方,方,法,法,参,数,数,估,估,计,计,：,：,最,最,小,小,二,二,乘,乘,法,法,指,数,数,曲,曲,线,线,模,模,型,型,环,比,比,发,发,展,展,速,速,度,度,大,大,致,致,接,接,近,近,、,、,或,者,者,散,散,点,点,图,图,呈,呈,指,指,数,数,曲,曲,线,线,样,样,式,式,参,数,数,估,估,计,计,：,：,对,对,数,数,最,最,小,小,二,二,乘,乘,法,法,插,入,入,：,：,几,几,何,何,平,平,均,均,预,预,测,测,法,法,GDP案,例,例,常,用,用,曲,曲,线,线,模,模,型,型,的,的,判,判,别,别,与,与,估,估,计,计,续,续,简,单,单,修,修,正,正,指,指,数,数,曲,曲,线,线,其,逐,逐,期,期,增,增,长,长,量,量,（,（,一,一,阶,阶,差,差,分,分,）,）,按,按,等,等,比,比,级,级,数,数,递,递,减,减,，,，,第,第,一,一,阶,阶,差,差,分,分,的,的,环,环,比,比,发,发,展,展,速,速,度,度,近,近,似,似,一,一,个,个,常,常,数,数,，,，曲,线,线,样,样,式,式,使,用,用,三,三,和,和,法,法,求,求,参,参,数,数,。,。,3n,个,个,观,观,察,察,值,值,，,，,分,分,为,为,三,三,组,组,，,，,，,，,常,用,用,曲,曲,线,线,模,模,型,型,的,的,判,判,别,别,与,与,估,估,计,计,续,续,成,长,长,曲,曲,线,线,逻,辑,辑,生,生,长,长,曲,曲,线,线,曲,线,线,样,样,式,式,倒,数,数,三,三,和,和,法,法,龚,帕,帕,兹,兹,曲,曲,线,线,曲,线,线,样,样,式,式,对,数,数,三,三,和,和,法,法,曲,线,线,模,模,型,型,的,的,选,选,择,择,其,他,他,曲,曲,线,线,：,：,三,三,次,次,曲,曲,线,线,模,模,型,型,，,，,幂,幂,函,函,数,数,曲,曲,线,线,模,模,型,型,，,，,双,双,曲,曲,线,线,模,模,型,型,等,等,模,型,型,的,的,选,选,择,择,我,国,国,航,航,空,空,运,运,输,输,年,年,度,度周,转,转,量,量数,据,据,分,分,析,析,Excel,中,中,的,的,添,添,加,加,趋,趋,势,势,线,线,工,工,具,具,人,口,口及,城,城,镇,镇,人,人,口,口,变,变,化,化,GDP的,发,发,展,展,变,变,化,化,第,四,四,节,节,季,季,节,节,变,变,动,动,预,预,测,测,法,法,季,节,节,变,变,动,动,的,的,时,时,间,间,序,序,列,列,举,举,例,例,同,期,期,预,预,测,测,法,法,，,，,使,使,用,用,同,同,季,季,数,数,据,据,进,进,行,行,预,预,测,测,水,平,平,趋,趋,势,势,时,时,间,间,序,序,列,列,的,的,季,季,节,节,指,指,数,数,调,调,整,整,法,法,趋,势,势,方,方,程,程,拟,拟,合,合,配,配,合,合,季,季,节,节,指,指,数,数,调,调,整,整,法,法,三,参,参,数,数,指,指,数,数,平,平,滑,滑,法,法,温,温,特,特,斯,斯,法,法,季