36
где - средняя ошибка; 2 – дисперсия, определяемая по формуле
|
(x |
x)2 |
||
2 = |
n |
|
. |
|
n |
1 |
|||
|
|
|||
Средняя ошибка прогноза составит 0,09.
Вывод Прогноз темпа прироста ВРП в регионе на следующий месяц составит 0,25 и при сохранении тенденций развития может иметь отклоне-
ние 0,09.
Метод наименьших квадратов. Сущность метода наименьших квадратов состоит в минимизации суммы квадратических отклонений между наблюдаемыми и расчетными величинами. Считается, что этот метод лучше других соответствует идее усреднения, как единичного влияния учтенных факторов, так и общего влияния неучтенных.
Рассмотрим случай линейной зависимости между переменными Y и Х. Линейная зависимость имеет вид: Yt = a0 +a1Xt. Необходимо определить числовые параметры (а0 и а1), которые наилучшим образом описали бы зависимость, полученную при наблюдении. Наилучшее согласование достигается в случае, когда сумма квадратов отклонений опытных точек от точек, рассчитанных по теоретической кривой, обращается в минимум:
|
n |
|
S = |
(Yi |
Yit)2 = min . |
|
i 1 |
|
Так как, по условию, Yt = a0 +a1Xt, то |
||
n |
|
|
S = |
(Yi a0 |
a1Xi)2 = min . |
i 1 |
|
|
Функция S – функция двух независимых переменных а0 и а1. Для определения экстремума функции нескольких переменных необходимо обращение в ноль ее частных производных первого порядка. Далее необходимо сократить все члены уравнений на 2 и сгруппировать члены, содержащие а0 и а1, тогда получим:
|
n |
n |
na0 + a1 |
Xi |
Yi , |
|
i 1 |
i 1 |
n |
n |
n |
a0 Xi a1 |
Xi2 |
XiYi . |
i 1 |
i 1 |
i 1 |
37
Теперь для определения а0 и а1 необходимо решить систему уравнений с двумя неизвестными.
Пример. Описать линейную зависимость между выпуском валовой продукции в регионе Y и численностью работающих X и составить прогноз валового выпуска продукции в регионе при условии, что численность работающих увеличится на 20% по сравнению с последним наблюдением. Данные представлены в таблице 2.2
Таблица 2.2 Динамика валового выпуска продукции и численность занятых в ре-
гионе (данные условные)
|
1 год |
2 год |
3 год |
4 год |
|
|
|
|
|
Xi тыс. чел |
10 |
30 |
50 |
70 |
|
|
|
|
|
Yi млн р. |
11 |
13 |
16 |
18 |
|
|
|
|
|
Решение: При n=4 имеем
4 |
4 |
|
Xi = 10+30+50+70=160 ; |
Yi = 11+13+16+18=58 ; |
|
i 1 |
i |
1 |
4 |
4 |
|
XiYi =2560 ; |
Xi2 = 8400 . |
|
i 1 |
n 1 |
|
Получим систему уравнений:
4а0 + 160а1 = 58 , 160а0 +8400а1 = 2560 .
Решением системы уравнений является: а0 = 9,7 и а1 = 0,12 Тогда зависимость имеет вид: Yt = 9,7 +0,12Xt .
Для расчета ошибки прогноза определим отклонение фактических значений Y от расчетных.
Результаты представим в виде таблицы:
Год |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
Yфактическое |
11 |
13 |
16 |
18 |
|
|
|
|
|
Yрасчетное |
10,9 |
13,3 |
15,7 |
18,1 |
|
|
|
|
|
Yр -Yф |
-0,1 |
0,3 |
-0,3 |
0,1 |
|
|
|
|
|
38
Тогда ошибка прогноза равна:
t = |
( 0,1)2 (0,3)2 ( 0,3)2 0,12 |
= 0,26 |
|
3 |
|||
|
|
При условии, что численность работающих в регионе увеличится на
20%, тогда Yt = 9,7 + 0,12*84=19,78 тыс. руб .
Вывод При увеличении численности занятых в регионе на 20% по сравнению с последним наблюдением объем выпуска валовой продукции в регионе составит 19,78 тыс. руб. т. е. увеличится на 9,8%, при сохранении тенденций развития может иметь отклонение 0,26.
Метод наименьших квадратов широко применяется в прогнозировании в силу простоты и возможности реализации на ЭВМ. Недостаток данного метода состоит в том, что модель тренда жестко фиксируется, а это делает возможным его применение только при небольших периодах упреждения, т.е. при краткосрочном прогнозировании.
Метод скользящей средней. Метод скользящей средней применяется в том случае, когда ряды динамики характеризуются резкими колебаниями показателей по годам. Такие ряды, как правило, имеют слабую связь со временем и не обнаруживают четкой тенденции изменения. Наиболее распространенным и простым путем выявления тенденции развития является сглаживание или выравнивание динамического ряда.
Суть различных приемов, с помощью которых осуществляется сглаживание или выравнивание, сводится к замене фактических уровней динамического ряда расчетными, имеющими меньшую колеблемость, чем исходные данные.
Один из наиболее простых приемов сглаживания заключается в расчете скользящих средних, их применение позволяет сгладить периодические и случайные колебания и тем самым выявить имеющуюся тенденцию в развитии.
Метод скользящих средних позволяет отвлечься от случайных колебаний временного ряда, что достигается путем замены значений внутри выбранного интервала средней арифметической величиной. Интервал, ве-
39
личина которого остается постоянной, постепенно сдвигается на одно наблюдение. Величина интервала скольжения Р может принимать любое значение от минимального (Р=2) до максимального (Р = N –1, где N – длина рассматриваемого временного ряда). Сглаженный ряд короче первоначального на Р–1 наблюдение.
При использовании метода скользящих средних прежде всего определяют величину интервала скольжения, обеспечивающую взаимное погашение случайных отклонений во временном ряду. Если наблюдается определенная цикличность изменения показателей, интервал скольжения должен быть равен продолжительности цикла. При отсутствии цикличности в изменении показателей рекомендуется производить многовариантный расчет при изменяющемся параметре сглаживания. Лучший вариант Р определяется на основании последующей оценки выровненных рядов (по коэффициентам, темпам роста и т.д.). Найденный таким образом параметр скольжения затем используется для прогнозирования социальноэкономических процессов.
Для любого интервала скользящая средняя исчисляется по формуле
Yk = Р1
P
X k i ,
i 1
где Xk-i – реальное значение показателя в момент времени tk-i; Р – интервал скольжения;
Yk – значение скользящей средней для момента времени tk.
Пример Имеется временной ряд показателя объема валовой продукции в регионе в сопоставимых ценах за 7 лет. (см. табл. 2.3 ). Используя метод скользящей средней, сделать прогноз валового выпуска продукции в регионе на последующий 8 год.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
|
|
|
|
|
Годы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВРП, |
1-й |
2-й |
3-й |
4-й |
5-й |
6-й |
|
7-й |
млн.руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
60 |
50 |
110 |
90 |
80 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Источник: данные условные
40
Используя метод скользящей средней, определяем сглаженный временной ряд. Считаем, что Р = 3, тогда
Y4 = |
100 |
60 |
50 |
= 70 |
; |
|
Y5 = |
60 50 110 |
|
= 73 ; |
|
||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Y6 = |
50 |
110 |
90 |
= 83 |
; |
|
Y7 = |
110 |
90 80 |
= 73 ; |
|
||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Y8 = |
90 |
80 |
70 |
= 80 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Годы |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1-й |
|
|
|
|
2-й |
3-й |
4-й |
|
5-й |
6-й |
|
7-й |
8-й |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(прогноз) |
ВРП, |
|
100 |
|
60 |
50 |
110 |
|
90 |
80 |
|
|
70 |
- |
||||||||
млн руб . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
фактический |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ВРП, |
|
100 |
|
60 |
50 |
70 |
|
73 |
83 |
|
|
93 |
80 |
||||||||
млн руб . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
сглаженный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ответ: прогнозируемый объем валового выпуска в 8 году исследования в регионе составит 80 млн руб.
Метод экспоненциального сглаживания. Метод экспоненциаль-
ного сглаживания, разработанный Р. Брауном, дает возможность получить оценки параметров тренда, характеризующие не средний уровень процесса, а тенденцию, сложившуюся к моменту последнего наблюдения. Данный метод позволяет давать обоснованные прогнозы на основании рядов динамики, имеющих умеренную связь во времени, и обеспечивает большой учет показателей, достигнутых в последние периоды наблюдения.
Суть метода заключается в сглаживании временного ряда с помощью взвешенной скользящей средней, в которой веса подчинены экспоненциальному закону. Метод экспоненциального сглаживания не просто экстраполирует действующие зависимости в будущее, а приспосабливается, адаптируется к изменяющимся во времени условиям. Поэтому он является эффективным и надежным методом среднесрочного прогнозирования.
Рассмотрим применение метода экспоненциального сглаживания для наиболее распространенного случая, когда тренд описывается линейной