应用Excel进行时间序列课件

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,*,*,应用,Excel进行时间序列分析,1,重点,1、,Excel,进行移动平均分析的操作步骤,2、,Excel,进行指数平滑分析,的操作步骤,3、,Excel,进行趋势外推预测法的操作步骤,4、,Excel,进行时间序列分解法的操作步骤,zf,移动平均法是一种简单平滑预测技术，它的基本思想是：根据时间序列资料、逐项推移，依次计算包含一定项数的序时平均值，以反映长期趋势的方法。因此，当时间序列的数值由于受周期变动和随机波动的影响，起伏较大，不易显示出事件的发展趋势时，使用移动平均法可以消除这些因素的影响，显示出事件的发展方向与趋势（即趋势线），然后依趋势线分析预测序列的长期趋势。,3,1,Excel进行移动平均分析的操作步骤,简单移动平均法公式表明当t向前移动一个时期，就增加一个新近数据，去掉一个远期数据，得到一个新的平均数。由于它不断地“吐故纳新”，逐期向前移动，所以称为移动平均法。,由于移动平均可以平滑数据，消除周期变动和不规则变动的影响，使得长期趋势显示出来，因而可以用于预测。其预测公式为：,即以第t周期的一次移动平均数作为第t+1周期的预测值。,4,趋势移动平均法(线性二次移动平均法),当时间序列没有明显的趋势变动时，使用一次移动平均就能够准确地反映实际情况，直接用第t周期的一次移动平均数就可预测第t+1周期之值。但当时间序列出现线性变动趋势时，用一次移动平均数来预测就会出现滞后偏差。因此，需要进行修正，修正的方法是在一次移动平均的基础上再做二次移动平均，利用移动平均滞后偏差的规律找出曲线的发展方向和发展趋势，然后才建立直线趋势的预测模型。故称为趋势移动平均法。,5,应用举例,已知某商场19781998年的年销售额如下表所示，试预测1999年该商场的年销售额。,年份,销售额,年份,销售额,1978,32,1989,76,1979,41,1990,73,1980,48,1991,79,1981,53,1992,84,1982,51,1993,86,1983,58,1994,87,1984,57,1995,92,1985,64,1996,95,1986,69,1997,101,1987,67,1998,107,1988,69,6,下面使用,移动平均,工具进行预测，具体操作步骤如下：1.选择,工具,菜单中的,数据分析,命令，此时弹出,数据分析,对话框。在,分析工具,列表框中，选择,移动平均,工具。下面使用,移动平均,工具进行预测，具体操作步骤如下：选择,工具,菜单中的,数据分析,命令，此时弹出,数据分析,对话框。在,分析工具,列表框中，选择,移动平均,工具。,7,8,9,从图可以看出，该商场的年销售额具有明显的线性增长趋势。因此要进行预测，还必须先作二次移动平均，再建立直线趋势的预测模型。而利用Excel 2000提供的,移动平均,工具只能作一次移动平均，所以在一次移动平均的基础上再进行移动平均即可。二次移动平均的方法同上，求出的二次移动平均值及实际值与二次移动平均值的拟合曲线，如下图所示。再利用前面所讲的截距 和斜率 计算公式可得：,10,于是可得t=21,时,时的直线,趋,趋势预测,模,模型为：,预测1999年该,商,商场的年,销,销售额为,：,：,11,2,Excel,进行指数,平,平滑分析,的操作步,骤,骤,移动平均,法,法的预测,值,值实质上,是,是以前观,测,测值的加,权,权和，且,对,对不同时,期,期的数据,给,给予相同,的,的加权。,这,这往往不,符,符合实际,情,情况。指,数,数平滑法,则,则对移动,平,平均法进,行,行了改进,和,和发展，,其,其应用较,为,为广泛。,指数平滑,法,法的基本,理,理论,根据平滑,次,次数不同,，,，指数平,滑,滑法分为,：,：一次指,数,数平滑法,、,、二次指,数,数平滑法,和,和三次指,数,数平滑法,等,等。但它,们,们的基本,思,思想都是,：,：预测值,是,是以前观,测,测值的加,权,权和，且,对,对不同的,数,数据给予,不,不同的权,，,，新数据,给,给较大的,权,权，旧数,据,据给较小,的,的权。,12,一次指数,平,平滑法,设时间序,列,列为，,则一次指,数,数平滑公,式,式为：,式,式,中,中 为第t周期,的,的一次指,数,数平滑值,；,；为加,权,权系数，0,1。,为,为了,弄,弄清指数,平,平滑的实,质,质，将上,述,述公式依,次,次展开，,可,可得：,因,因为加,权,权系数符,合,合指数规,律,律，且又,具,具有平滑,数,数据的功,能,能，所以,称,称为指数,平,平滑。,用,用上,述,述平滑值,进,进行预测,，,，就是一,次,次指数平,滑,滑法。其,预,预测模型,为,为：,即以第t,周,周期的一,次,次指数平,滑,滑值作为,第,第t+1,期,期的预测,值,值。,13,二次指数,平,平滑法,当时间序,列,列没有明,显,显的趋势,变,变动时，,使,使用第t,周,周期一次,指,指数平滑,就,就能直接,预,预测第t+1期之,值,值。但当,时,时间序列,的,的变动出,现,现直线趋,势,势时，用,一,一次指数,平,平滑法来,预,预测仍存,在,在着明显,的,的滞后偏,差,差。因此,，,，也需要,进,进行修正,。,。修正的,方,方法也是,在,在一次指,数,数平滑的,基,基础上再,作,作二次指,数,数平滑，,利,利用滞后,偏,偏差的规,律,律找出曲,线,线的发展,方,方向和发,展,展趋势，,然,然后建立,直,直线趋势,预,预测模型,。,。故称为,二,二次指数,平,平滑法。,14,应用举例,已知某厂1978,1998年的钢,产,产量如下,表,表所示，,试,试预测1999年,该,该厂的钢,产,产量。,年份,钢产量,年份,钢产量,1978,676,1989,2031,1979,825,1990,2234,1980,774,1991,2566,1981,716,1992,2820,1982,940,1993,3006,1983,1159,1994,3093,1984,1384,1995,3277,1985,1524,1996,3514,1986,1668,1997,3770,1987,1688,1998,4107,1988,1958,15,下面利用,指数平滑,工具进行,预,预测，具,体,体步骤如,下,下：,选,选择,工具,菜单中的,数据分析,命令，此,时,时弹出,数据分析,对话框。,在,在,分析工具,列表框中,，,，选择,指数平滑,工具。,这,这时将,出,出现,指数平滑,对话框，,如,如图所示,。,。,16,在,输入,框中指定,输,输入参数,。,。在,输入区域,指定数据,所,所在的单,元,元格区域B1:B22；因,指,指定的输,入,入区域包,含,含标志行,，,，所以选,中,中,标志,复选框；,在,在,阻尼系数,指定加权,系,系数0.3。,注:,阻尼系数,不,不是平滑,常,常数(,阻,阻尼系数=1-平,滑,滑常数,),在,输出选项,框中指定,输,输出选项,。,。本例选,择,择,输出区域,，并指定,输,输出到当,前,前工作表,以,以C2为,左,左上角的,单,单元格区,域,域；选中,图表输出,复选框。,单,单击,确定,按钮。,这,这时，Excel给出一,次,次指数平,滑,滑值，如,下,下图所示,。,。,17,从图可以,看,看出，钢,产,产量具有,明,明显的线,性,性增长趋,势,势。,因此需使,用,用二次指,数,数平滑法,，,，即在一,次,次指数平,滑,滑的基础,上再进行,指,指数平滑,。,。所得结,果,果如下图,所,所示。,18,19,3.,Excel进行趋,势,势外推预,测,测法的操,作,作步骤,统计资料,表,表明,大,量,量社会经,济,济现象的,发,发展主要,是,是渐进的,其发展,相,相对于时,间,间具有一,定,定的规律,性,性.,因此,预,测,测对象依,时,时间变化,呈,呈现某种,上,上升或下,降,降的趋势,并且无,明,明显的季,节,节波动,又,又能找到,一,一条合适,的,的函数曲,线,线反映这,种,种变化趋,势,势时,就,可,可以用时,间,间t为自,变,变量,时,序,序数值y,为,为因变量,建立回,归,归趋势模,型,型,当有,理,理由相信,这,这种趋势,能,能够延伸,到,到未来时,赋予变,量,量t所需,要,要的值,可,可以得到,相,相应时刻,的,的时间序,列,列未来值,即趋势,外,外推预测,法,法,适用于有,长,长期趋势,的,的时间序,列,列。,选择,工具,菜单中的,数据分析,命令，弹,出,出,数据分析,对话框。,在,在,分析工具,列表框中,，,，选,回归,工具。,这,这,时,时，将弹,出,出,回归,对话框，,如,如图所示,。,。,20,21,指定输入,参,参数。在,输入Y区,域,域(原始,的,的时间序,列,列数据y)、输入X区域(y对应的,时,时间t),指定,相,相应,数,数据,所,所在,的,的单,元,元格,区,区域.,并选,定,定,标志,复选,框,框，,在,在,置信,水,水平,框内,键,键入95%。,对,对于,一,一些,特,特殊,的,的回,归,归模,型,型，,可,可以,根,根据,需,需要,指,指定,常数,为,为0,（即,）,）,。,。,指,指,定,定,输出,选,选项,。这,里,里选,择,择输,出,出到,新工,作,作表,组,组,，并,指,指定,工,工作,表,表名,称,称为,“,“回,归,归模,型,型”,，,，选,定,定,残差,（即,随,随机,误,误差,项,项）,和,和,正态,分,分布,中的,所,所有,输,输出,选,选项,，,，以,观,观察,相,相应,的,的结,果,果。,单,单击,确定,按钮,。,。,最,最,后,后得,到,到回,归,归分,析,析的,计,计算,结,结果,。,。,22,利用,趋,趋势,和,和季,节,节成,分,分进,行,行预,测,测,y,t,=T,t,S,t,I,t,非季,节,节化,处,处理,步骤,：,：计,算,算季,节,节指,数,数、,进,进行,非,非季,节,节化,处,处理,、,、明,确,确存,在,在趋,势,势、,分,分析,。,。,23,(1)移,动,动平,均,均,平,平滑,掉,掉时,间,间序,列,列的,随,随机,因,因素.,(2)原,始,始数,据,据与,平,平滑,后,后的,数,数据,相,相除,得,得季,节,节性,指,指数.,(3)消,除,除季,节,节性,因,因素,的,的影,响,响.,(4)构,造,造长,期,期趋,势,势模,型,型.,(5)进,行,行预,测,测,24,25,26,消除,季,季节,影,影响,后,后的,数,数据,27,28,29,30,9,、,静,静,夜,夜,四,四,无,无,邻,邻,，,，,荒,荒,居,居,旧,旧,业,业,贫,贫,。,。,。,。1,月,月-231,月,月-23,Saturday,January7,2023,10,、雨中黄,叶,叶树，灯,下,下白头人,。,。20:23:2120:23:2120:23,1/7/20238:23:21PM,11,、以我,独,独沈久,，,，愧君,相,相见频,。,。1月-2320:23:2120:23,Jan-2307-Jan-23,12,、故人江,海,海别，几,度,度隔山川,。,。20:23:2120:23:2120:23,Saturday,January 7,2023,13,、乍,见,见翻,疑,疑梦,，,，相,悲,悲各,问,问年,。,。1月-231月-2320:23:2120:23:21,January7,2023,14,、他乡生白,发,发，旧国见,青,青山。07 一月20238:23:21 下午20:23:211月-23,15,、比不了得,就,就不比，得,不,不到的就不,要,要。一月 238:23,下,下午1月-2320:23,January 7,2023,16,、行,动,动出,成,成果,，,，工,作,作出,财,财富,。,。2023/1/720:23:2120:23:21,07January2023,17,、