ჩამოტვირთვა

Download Report

Transcript ჩამოტვირთვა

ნიკოლოზ ოსტაპენკო
დროითი მწკრივების საშუალებით
პროგნოზირება
პროგნოზირების ეტაპები:
•დროთი მწკრივების პირველადი ანალიზი.
•მოდელის აგება.
•მოდელის ხარისხის შეფასება.
•საუკეთესო მოდელის არჩევა.
•საპროგნოზი სიდიდის შეფასება.
დროთი მწკრივების პირველადი ანალიზი
1. ანომალური დაკვირვებების გამოვლენა
(ირვინის მეთოდი)
2. დროითი მწკრივის მოსწორება (მარტივი მცურავი
საშუალოს მეთიდი, შეწონილი მცურავი საშუალოს მეთოდი,
ექსპონეციალური მოსწორების მეთოდი)
3. ტრენდის არსებობის შემოწმება
4. ეკონომიკური პროცესის მახასიათებლების
გაანგარიშება
ანომალური დაკვირვებების გამოვლენა
ანომალური
დაკვირვებების
გამოვლენისათვის
შეგვიძლია
მივმართით ვიზუალური დაკვირვების მეთიდს, თუმცა არსებობს
სტატისტიკური მეთოდიც, კერძოდ ირვინის კრიტერიუმი:
 მწკრივის ყოველი დაკირვებისათვის შეგვიძლია გამოვთვალოთ:
λt = | yt - yt-1 | / σy
,
n

სადაც σy =
(y t  y )
t 1
2
- საშუალო კვადრატული გადახრა;
n 1
y 
1
n
 λt
n

y t - yt .ს საშუალო არითმეტიკული მნიშვნელობა
t 1
მიღებული მნიშვნელობები ურადრება მის კრიტიკულ
მნიშვნელობებს λtk , და თუ სრულდება უტოლობა λt > λtk, მაშინ
დაკვირვება ანომალურია.
3/21/2000
3/19/2000
3/17/2000
3/15/2000
3/13/2000
3/11/2000
3/9/2000
3/7/2000
3/5/2000
3/3/2000
3/1/2000
2/28/2000
2/26/2000
2/24/2000
2/22/2000
ანომალური დაკვირვებების გამოვლენა
255
250
245
240
235
230
225
220
215
210
205
200
195
190
185
180
175
170
ანომალური
დაკვირვება
ანომალური დაკვირვებების გამოვლენა
255
250
245
240
235
230
225
220
ანომალური
მნიშვნელობის
ჩანაცვლება
215
210
205
200
195
190
185
180
175
3/21/2000
3/19/2000
3/17/2000
3/15/2000
3/13/2000
3/11/2000
3/9/2000
3/7/2000
3/5/2000
3/3/2000
3/1/2000
2/28/2000
2/26/2000
2/24/2000
2/22/2000
170
ანომალური მნიშვნელობის ჩანაცვლებისათვის გამოიყენება
მწკრივის მოსწოდების მეთოდები
მწკრივისპროგნოზირებამწკრივისმოსწორების
მეთოდისგამოყენებით
მოსწორება შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა მეთოდით:
o
o
o
o
o
o
o
მარტივი მცურავი საშუალო;
შეწონილი მცურავი საშუალო;
ექსპონეციალური მოსწორება;
ორმაგი ექსპონეციალური მოსწორება;
ჰოლტის მეთოდით
ჰოლტის მეთოდი ადიტიური სეზონური
ფაქტორისათვის
ჰოლტის მეთოდი მულტიპლიკაციური
სეზონური ფაქტორისათვის
მწკრივისპროგნოზირებამატივიმცურავისაშალოს
გამოყენებით
y
 y T  h  2  ...  y T
~
y T  h  LT  T  h 1
k
მარტივი მცურავი საშუალო
wma t  LT  w1 x T  k 1  w 2 x T  k  2  ...  w k x T
w k  w k 1  ...  w1  0
შეწონილი მცურავი საშუალო
მცურავი საშუალოს გამოყენება უსარგებლოა თუ მწკრივი
შეიცავს სეზონურ კომპონენტს ან/და აქვს მზარდი ან
შემცირებადი ტრენდი
მწკრივისპროგნოზირებაექსპონეციალურიმოსწორების
გამოყენებით
2
~
x T  h  LT   x T  (1   ) LT 1   x T   (1   ) x T 1   (1   ) x T  2 ...
0  1
4500
4000
3500
3000
2500
2000
2002
2003
2004
2005
2006
Y
YSM
2007
2008
  0 . 452
მწკრივისპროგნოზირება ორმაგიექსპონეციალური
მოსწორებისგამოყენებით
~
~
~
~

~
~
~
~
~
~
y T  h  L T   y T  (1   ) y T 1  2 y T  y T 
( yT  ~
y T ) h  a  bh
 
 1
   

a
b
4500
4000
3500
3000
2500
2000
2002
2003
2004
2005
2006
Y
YSM
2007
2008
  0 . 452
მწკრივისპროგნოზირებაჰოლტისმეთოდის
გამოყენებით

 L t   y t  (1   )( L t 1  T t 1 ), 0    1

T   ( L  L )  (1   )T , 0    1
t
t 1
t 1
 t
~y
 L t  Tt h
th
L t  მწკრივის მიმდინარე დონე
Tt 
ლოკალური ტრენდის მიმდინარე კუთხის კოეფიციენტი
4500
4000
3500
3000
2500
2000
2002
2003
2004
2005
2006
Y
YSM
2007
2008
მწკრივისპროგნოზირებაჰოლტისმეთოდის(ადიტიური
სეზონურიფაქტორისათვის) გამოყენებით

 Lt

T t

St

~y
  y t  (1   )( L t 1  T t 1 ), 0    1
  ( L t  L t 1 )  (1   )T t 1 , 0    1
  ( y t  L t 1 )  (1   ) S t  s , 0    1
th
 L t  Tt h  S t  h  4
S t  სეზონური ფაქტორი, ხოლო s=4 კვარტლებისათვის, s=12 თვეებისათვის
4500
4000
3500
3000
2500
2000
2002
2003
2004
2005
2006
Y
YSM
2007
2008
მწკრივისპროგნოზირება ჰოლტის მეთოდის
(მულტიპიკაციური სეზონურიფაქტორისათვის) გამოყენებით

 Lt


T t

St


~y
th

yt
Sts
 (1   )( L t 1  T t 1 ), 0    1
  ( L t  L t 1 )  (1   )T t 1 , 0    1

yt
L t 1
 (1   ) S t  s , 0    1
 ( L t  Tt h ) S t  h  4
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
2002
2003
2004
2005
2006
Y
YSM
2007
2008
ტრენდისექსტრაპოლაციაუმცირესკვადრატთა
მეთოდისგამოყენებით
მაგალითად მოცემული გვაქვს შემდეგი მოდელი
yt   1   2t   t
4400
Forecast: Y_1F
4000
Actual: Y_1
4000
Forecast sample: 2002Q1 2009Q1
3500 3600
Included observations: 29
3000 3200
2800
2500
2400
2000
2000
2002
2003
2004
1600
2005
Y0
2002
2003
2004
2006
2007
Y_1F
2006
2005
Y_1F
2008
2007
2008
Root Mean Squared Error
71.74596
Mean Absolute Error
57.50121
Mean Abs. Percent Error
1.844043
Theil Inequality Coefficient
0.011860
Bias Proportion
0.000000
Variance Proportion
0.005004
Covariance Proportion
0.994996
ARMA პროცესისსაპროგნოზომახასიათებლები
თეთრი ხმაურის პროცესი – რაიმე სახის ტენდენციას
yt     t
(ტრენდს) აქ ადგილი არ აქვს, რადგან დამოუკიდებლობის
პირობით დაკვირვებებს არ ახსოვთ მწკრივის წარსული
ქცევა
AR პროცესი –პროცესს ახსოვს მწკრივის წარსული y     y  
t
t 1
t
მდგომარეობა და ამ ინფორმაციას იყენებს მისი მომავალი
ქცევის განსაზღვრისათვის
MA პროცესი –პროცესს ზუსტად არ ახსოვს მწკრივის
წარსული, მაგრამ ახსოვს შემთხვევითი ხმაურის
კომპონენტის
წარსული
მდგომარეობა,
აქედან y      
t
t
t 1
გამომდინარე მისი მეხსიერება შეზღუდულია მომავალთან
მიმართებაში მეხსიერების ბიჯით. ამ ბიკის შემდეგ
პროცესისათვის ყველაფერი იწყება თავიდან.
ARMA პროცესი –პროცესი
პროცესების მეხსიერებას.
აერთიანებს
AR
და
MA y     y    
t
t 1
t
t 1
ARმოდელითპროგნოზირება
y t     1 y t 1   t
საპროგნოზო მნიშვნელობა ტოლია
f T ,1  E ( y T  1 |  T )    E (  1 y T |  T )  E (  T  1 |  T )     1 y T
f T , 2  E ( y T  2 |  T )  (1   1 )   1 y T
2
f T , 2  E ( y T  h |  T )  (1   1   1  ...   1
2
h 1
)   1 y T
h
სადაც, f T ,1  პროგნოზი  T  საპროგნოზი ინფორმაცია
თუ გავითვალისწინებთ, რომ
h  ბიჯი
 1  1,
h    (1   1   1  ...   1
2
h 1
) 

1  1
 ,
 1 yt  0
2
მაშინ საპროგნოზო ჰორიზონტის ზრდასთან ერთად საპროგნოზო
მაჩვენებლის მნიშვნელობა მის მათემატიკურ ლოდინს უახლოვდება
y T  h     1 y T  h 1  ... p y T  h  p   T  h
ARმოდელითპროგნოზირება
5000
4000
y t     1 y t 1   2 y t  4   t
3000
2000
02
03
04
05
06
07
Y
08
09
10
11
YF
5500
Forecast: YF
5000
Actual: Y
Forecast sample: 2002Q1 2011Q4
4500
Adjusted sample: 2003Q1 2011Q4
Included observations: 24
4000
3500
3000
2500
2000
1500
03
04
05
06
07
YF
08
09
10
11
Root Mean Squared Error
191.2252
Mean Absolute Error
150.6808
Mean Abs. Percent Error
4.935969
Theil Inequality Coefficient
0.030685
Bias Proportion
0.001322
Variance Proportion
0.308486
Covariance Proportion
0.690192
MAმოდელითპროგნოზირება
y t   t   1 t  1
საპროგნოზო მნიშვნელობა ტოლია
f T ,1  E ( y T  1 |  T )  E (  T  1 |  T )  E (  1  T |  T )   1  T
f T , 2  E ( y T  h |  T )  E (  T  h |  T )  E (  1 T  h  1 |  T )  0
თუ გავითვალისწინებთ, რომ
y t     t   1 t 1
f T ,h  
y T  h     T   1 T  h 1  ...   q  T  q
MAმოდელითპროგნოზირება
4500
4000
3500
y t     t   1 t 1   2  t  4
3000
2500
2000
02
03
04
05
06
07
Y
08
09
10
11
YF
4500
Forecast: YF
Actual: Y
4000
Forecast sample: 2002Q1 2009Q1
Included observations: 28
3500
3000
2500
2000
1500
2002
2003
2004
2005
YF
2006
2007
2008
Root Mean Squared Error
299.6746
Mean Absolute Error
245.4488
Mean Abs. Percent Error
8.719712
Theil Inequality Coefficient
0.050027
Bias Proportion
0.000104
Variance Proportion
0.793844
Covariance Proportion
0.206052
ARMAმოდელითპროგნოზირება
7000
Forecast: YF
6000
Actual: Y
Forecast sample: 2002Q1 2011Q4
y t 1   1 y t   t 1   1 t
5000
Adjusted sample: 2003Q1 2011Q4
4000
Included observations: 24
f T ,1   1 3000
y T  ( y T  f T 1,1 )
2000
1000
03
04
05
06
07
08
09
10
y t     1 y t 1   2 y t  4   t   1 t  2   2  t  3
11
YF
4400
Root Mean Squared Error
154.5659
Mean Absolute Error
121.8631
Mean Abs. Percent Error
3.978757
Theil Inequality Coefficient
0.024837
Bias Proportion
0.000132
Variance Proportion
0.474954
Covariance Proportion
0.524914
7000
4000
6000
3600
5000
3200
4000
2800
3000
2400
2000
2000
1000
02
03
04
05
06
Y
07
08
YF
09
10
11
03
04
05
06
07
YF
08
09
10
11
მოდელისპროგნოზისმახასიტებელისტატისტიკები
Root Mean Squared Error –ფესვი საშუალო კვადრატული შეცდომიდან
Mean Absolute Error –საშუალო აბსოლუტური შეცდომა
Mean Abs. Percent Error – საშუალო აბსოლუტური შეცდომა(%–ში)
მოდელისპროგნოზისმახასიტებელისტატისტიკები
Theil Inequality Coefficient –ტეილის კოეფიციენტი (პროგნოზის შეცდომა)
Bias Proportion – გვიჩვენებს პროგნოზის საშუალო მნიშვნელობასა და რეალური
დროითი მწკრივის საშუალო მნიშვნნელობას შორის სხვაობას
მოდელისპროგნოზისმახასიტებელისტატისტიკები
Variance Proportion –გვიჩვენებს პროგნოზის დისპერსიის გადახრას რეალური
დროითი მწკრივის დისპერსიისაგან
Covariance Proportion –გვიჩვენებს პროგნოზის არასისტემატური შეცდომის
ცვლილებას
r–კორელაციის კოეფიციენტია საპროგნოზო და რეალურ მწკრივს შორის