Файл: В.М. Волков Эконометрика. методические указания, задания и пример выполнения контрольной работы для студентов экономических специальностей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.06.2024
Просмотров: 77
Скачиваний: 0
6
В случае равенства дисперсий проверяется гипотеза о случайности временного ряда, основанная на сравнении средних значений первой и
второй половины ряда, по статистике (величине): |
|
|||
t = |
uп −uв |
|
nп nв (nп +nв −2) . |
(10) |
|
(nп −1)sп2 +(nв −1)sв2 |
|
nп + nв |
|
Значение t сравнивается с критическим значением распределения Стьюдента tк р = tk ;α с k = n п + n в – 2 степенями свободы и уровнем
значимости α. При α = 0,05 критические значения распределения Стьюдента приведены в табл. 2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
k |
3 |
5 |
7 |
10 |
13 |
16 |
20 |
30 |
∞ |
|
tкр |
3,18 |
2,57 |
2,45 |
2,23 |
2,16 |
2,12 |
2,09 |
2,04 |
1,96 |
|
В случае, если t < tкр , гипотеза о случайности временного ряда (равенства средних) принимается. В противном случае – отвергается, что говорит о значимости различия средних первой и второй половины ряда, неслучайном поведении ряда и наличии временного тренда.
Если дисперсии не равны, или не наблюдается монотонность сглаженного временного ряда, то проверку гипотезы о случайности ряда выполняют методом поворотных точек. Поворотная точка – точка экстремума, то есть точка, в которой значение величины больше (меньше), чем значения в соседних точках. По графику ряда находим число поворотных точек d. Для случайного ряда среднее число точек поворота и их дисперсия равны:
|
|
= (2N −4) 3 |
, Sd2 = (16N − 29) 90 . |
(11) |
d |
||||
Вычисляем статистику |
z = d −d Sd , если z < 1,96, |
то гипотеза о |
случайности временного ряда принимается. В противном случае – отвергается на уровне значимости 5%, и, следовательно, тренд существует.
4. Автокорреляционный анализ временных рядов
Задачей автокорреляционного анализа временного ряда является установление степени и временного интервала влияния последующих членов ряда от предыдущих. Наличие корреляционной связи между последующими и предыдущими членами ряда также служит
7
информативным признаком временного тренда.
Для этого последовательно рассчитывают коэффициенты автокорреляции rk между первыми и последними (N – k) членами ряда ut и ut+k (k = 1, 2,...):
|
|
|
|
|
|
|
= ( |
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
r |
ut ut +k |
ut |
ut +k |
, |
|
|
|
|
(12) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
s1 s2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
где |
|
, |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
s1 |
и s2 |
|
|||||||||||
ut |
ut +k |
ut ut +k |
– средние значения, |
а |
– средние |
|||||||||||||||||||||
квадратические отклонения рядов ut и ut+k. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Средние значения |
величин |
ut |
, |
ut +k |
, |
ut ut +k |
|
вычисляются как |
||||||||||||||||||
средние арифметические этих значений по формуле (2), например: |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
= N∑−k(ut ut +k ) (N −k) . |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ut ut +k |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t =1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Среднеквадратическое |
отклонение s = |
s 2 , |
|
где |
s 2 – |
дисперсия |
величины иt согласно (3), например, равна:
s |
2 |
= N∑−k (u |
− |
|
)2 (N −k −1) . |
u |
|||||
|
2 |
t +k |
|
t +k |
|
|
|
t =1 |
|
|
|
После вычисления коэффициентов автокорреляции по формуле (12) проверяется значимость коэффициентов автокорреляции сравнением этих значений с критическими значениями коэффициента корреляции rкр. Если rк < rкр, то корреляция на временном интервале в k единиц отсутствует. При 5 - процентном уровне значимости критические значения коэффициента корреляции приведены в табл. 3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
||
N–k–2 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
20 |
30 |
|
40 |
|
rкр |
0,88 |
0,75 |
0,67 |
0,60 |
0,55 |
0,51 |
0,48 |
0,42 |
0,35 |
|
0,30 |
|
Полученные результаты оформляют в виде графической зависимости rк от k, которая носит название коррелограммы. Если для первых k значений выполняется условие rк> rкр, то имеется значимая зависимость между первыми (N–k) и последними (N–k) членами ряда. Таким образом, временная длина зависимости составляет k временных единиц, что говорит о возможности долгосрочного прогноза на k временных шагов вперед.
8
5. Модели краткосрочного прогноза
Для краткосрочного прогноза на один временной шаг используют 1, 2, 3, 4 или 5 последних значений временного ряда. Прогнозное значение определяют по следующим формулам:
1) прогноз по одному последнему значению
|
un+1(1) = un ; |
(13) |
2) |
прогноз по двум последним значениям |
|
3) |
un+1(2) = 2un–un-1; |
(14) |
прогноз по трем последним значениям |
|
|
4) |
un+1(3) = (4un+ un-1 –2un-2)/3; |
(15) |
прогноз по четырем последним значениям |
|
|
5) |
un+1(4) = (2un+ un-1 –un-3)/2; |
(16) |
прогноз по пяти последним значениям |
|
|
|
un+1(5) = (8un+ 5 un-1 + 2un-2–un-3 – 4un-4)/10. |
(17) |
6. Оценка точности и достоверности краткосрочного прогноза
Оценку точности краткосрочного прогноза проводят на основе сравнения прогнозируемых значений ряда un+1( к ) с известными
значениями un+1 .
Для этого вычисляют абсолютную погрешность прогнозного значения по выражению
∆ |
= |
u |
( к ) −и |
. |
(18) |
|
к |
|
n+1 |
n+1 |
|
|
Для первой модели погрешности вычисляют для значений ряда, начиная со второго по формуле (13). Для второй модели для вычисления погрешностей используют прогнозные значения (рассчитанные по формуле (14)) и данные значения, начиная с третьего, и т.д.
Затем, исходя из существа решаемой задачи, задают предельное значение погрешности ∆кр, с которым сравнивают рассчитанные абсолютные погрешности. Если ∆к< ∆кр, то прогноз считается точным, в противном случае – неточным. Для каждой модели производят подсчет числа точных прогнозов К+. Далее оценивают достоверность каждой модели прогноза, для чего рассчитывают процентное отношение точных прогнозов К+ к общему числу прогнозов К= N–k, где k – номер модели. То есть достоверность определяют как
9 |
|
δ = (К+/ К) 100%. |
(19) |
Модель, имеющая наибольший процент достоверных прогнозов, выбирается для краткосрочного прогнозирования.
7. Определение степени полиномиального тренда методом переменных разностей
Для выделения полиномиального тренда степени p предварительно находят значение этой степени по следующей процедуре, которая аналогична дифференцированию полинома. Так очевидно, что вторая производная полинома первой степени, третья производная полинома второй степени и т.д. равны нулю.
Для временного ряда операция дифференцирования заменяется вычислением переменных разностей, а условие равенства производной нулю – проверкой гипотезы о равенстве дисперсий предыдущих и последующих разностей.
Таким образом, сначала вычисляют первые разности:
∆1u |
= u |
−u , |
(20) |
t |
t +1 |
t |
|
где t = 1, ..., N – 1. |
|
|
|
Затем по первым разностям вычисляют вторые разности: |
|
||
∆2ut |
= ∆ 1ut +1 −∆ 1ut , |
(21) |
|
где t = 1, ..., N – 2. |
|
|
|
И далее последовательно – разности 3-го, ..., n - го порядков: |
|
||
∆ nut |
= ∆ n-1ut +1 −∆ n-1ut , |
(22) |
|
где t = 1, ..., N – n. |
|
|
|
Под разностями нулевого порядка понимается сам временной ряд. На каждом шаге, начиная с n = 0, вычисляют дисперсии разностей
n-го порядка по формуле |
|
|
N∑−n (∆ n ut − |
|
)2 |
|
|
|
|
2 |
|
∆ n ut |
(n!)2 |
|
|||
s |
= |
t =1 |
(23) |
|||||
n |
(N −n −1) (2n)! |
|||||||
|
|
|
|
(при n= 0 имеем дисперсию всего временного ряда).
На каждом шаге для каждых двух (предыдущей и последующей) дисперсий проверяют гипотезу о равенстве дисперсий по критерию Фишера в соответствии с (9).
Если Fn < Fкр, то можно принять, что дисперсии отличаются незначимо. В противном случае процедура вычисления разностей и их