ниями. Устойчивость характеризуется преобладанием закономерности над случайностью в изменении уровней ряда. Требование полноты данных обусловливается тем, что закономерность может обнаружиться лишь при наличии минимально допустимого объёма наблюдений.
4.2. Автокорреляция уровней временного ряда и выявление |
|
С |
его структуры |
|
|
При нал ч во временном ряде тенденции и циклических колебаний значен я каждого последующего уровня зависят от предыдущих. Корреляц онную зав с мость между последовательными уровнями временного ряда называют автокорреляцией уровней ряда. Количественно её
можно оцен ть с помощью линейного |
коэффициента корреляции между |
||||||||
|
сходного временного ряда и уровнями этого ряда, сдвинутыми |
||||||||
на несколько шагов во времени. |
|
|
|
|
|
|
|||
Коэфф ц ент автокорреляции уровней |
|
|
|
||||||
уровнями |
∙ |
∙ ) |
; |
|
|
||||
|
= ( |
|
(53) |
||||||
где – фактический уровень временного ряда; |
|
||||||||
|
– среднее арифметическое произведение двух рядов, взятых с |
||||||||
лагом l: |
бА∑ ∙ ; |
|
|||||||
|
(54) |
||||||||
|
|
|
|
= |
|
|
, |
|
|
|
– значение среднего уровня ряда |
: |
|
||||||
|
= |
∑ |
|
Д; |
(55) |
||||
|
– значение среднего уровня ряда |
, |
: |
|
|||||
|
= |
∑ |
|
|
; |
|
И(56) |
||
∙– среднеквадратичное отклонение рядов.
Величина сдвига между рядами наблюдений называется временным лагом, значение которого определяет порядок коэффициента автокорреляции. С увеличением лага число пар значений, по которым рассчитыва-
41
ется коэффициент автокорреляции, уменьшается. Считается целесообразным для обеспечения статистической достоверности коэффициентов автокорреляции использовать правило – максимальный лаг должен быть не больше n/4.
войства коэффициента автокорреляции:
Во-первых, он строится по аналогии с линейным коэффициентом корреляции и, таким образом, характеризует тесноту только линейной (или близкой к линейной) связи текущего и предыдущего уровней ряда. Для некоторых временных рядов, имеющих сильную нелинейную тенденцию (напр мер параболу второго порядка или экспоненту), коэффициент
автокорреляц уровней |
сходного ряда может приближаться к нулю. |
Во-вторых, по знаку коэффициента автокорреляции нельзя делать |
|
С |
у ывающей тенденции в уровнях ряда. Боль- |
вывод о возрастающей |
|
шинство временных рядов экономических данных содержат положительную автокорреляц ю уровней, однако при этом могут иметь убывающую тенденц ю.
ли
Одн м з на олее простых и распространенных методов определения структуры временного ряда является построение графика автокорре-
ляционной функц .
Автокорреляционная функция представляет собой функцию оценки
коэффициента автокорреляции в зависимости от величины временного ла- |
|
га между исследуемыми рядами. Данная функция отражает внутреннюю |
|
структуру временного ряда, наличие и отсутствие в ряду периодических |
|
|
Д |
колебаний, величину периода колебаний. Величина периода колебания |
|
равна той величинебАлага, при которой коэффициент автокорреляции уров- |
|
ней наибольший. |
|
Графиком автокорреляционной функции является коррелограмма, |
|
которая отражает численно и графически автокорреляционную функцию |
|
|
И |
либо коэффициенты корреляции для последовательности лагов из определенного диапазона [5, 7].
Анализ автокорреляционной функции и коррелограммы позволяет определить лаг, при котором автокорреляция наиболее высокая, а следовательно, и лаг, при котором связь между текущим и предыдущими уровнями ряда наиболее тесная, т.е. при помощи анализа автокорреляционной функции и коррелограммы можно выявить структуру ряда.
Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции первого порядка, исследуемый ряд содержит только тенденцию. Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции порядка k , то ряд содержит циклические колебания с периодичностью в k моментов времени. Если ни один из коэффициентов автокорреляции не является значимым, можно сделать одно из двух предположений относительно структуры это-
42
го ряда: либо ряд не содержит тенденции и циклических колебаний, либо ряд содержит сильную нелинейную тенденцию, для выявления которой нужно провести дополнительный анализ. Поэтому коэффициент автокорреляции уровней и автокорреляционную функцию целесообразно использовать для выявления во временном ряде наличия или отсутствия трендовой компоненты и циклической (сезонной) компоненты.
|
4.3. Моделирование тенденций временного ряда |
|||||||
Одной |
з важнейш х задач исследования показателей экономического |
|||||||
временного ряда является выявление основной тенденции изучаемого про- |
||||||||
цесса. Поскольку зав с мость от времени может принимать разные формы, |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|||
для ее формал зац |
можно использовать различные виды функций. Для |
|||||||
построен я трендов чаще всего применяются следующиефункции: |
||||||||
линейный тренд: |
|
|
характеризует, что уровни динамиче- |
|||||
ского ряда |
зменяются |
одинаковой скоростью, т.е. с равным абсолют- |
||||||
|
|
|
|
y = a +bt |
|
|
|
|
нымприростом(параметр b). Теоретические уровни ряда будут изменять- |
||||||||
ся на вел ч ну параметра b, т.е. в арифметической прогрессии; |
||||||||
гипербола: |
|
|
характеризует |
снижение или возрастание |
||||
уровней ряда во |
времени; |
|
|
|
|
|||
|
y = a + |
|
|
|
|
|||
тренд в форме степенной функции: |
|
применяется при раз- |
||||||
ной пропорциональности изменений уровней во времени; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
= at |
|
бА |
|||||||
Д К основным методам выявления наличия трендаИможно отнести:
прочие.
Оценка параметров уравнения тренда производится методом наименьших квадратов. В качестве зависимой переменной рассматриваются уравнения динамического ряда, а в качестве независимой переменной –
фактор времени, который выражается рядом натуральных чисел [3].
1.Сравнение уровней ряда – временной ряд разбивается на две равные части, каждая из которых рассматривается как самостоятельная выборочная совокупность, которая подчиняется нормальному закону распределения. Для новых временных рядов определяются средние арифметические значения и выборочная дисперсия, гипотеза о равенстве дисперсий
проверяется с помощью критерия |
Фишера. |
Наблюдаемое значение |
|
F-критерия определяется по формуле |
набл = |
|
. Критическое значение |
|
|||
критерия определяется для уровня значимости и двух степеней свободы = − 1 и = − −1 по таблице Фишера – Снедекора. Гипотеза о равенстве генеральных дисперсий принимается, если наблюдаемое значе-
43
ние F-критерия больше критического значения, и отвергается, если наблюдаемое значение F-критерия меньше критического. Гипотеза о равенстве генеральных средних проверяется с помощью критерия Стъюдента. Критическое значение определяется для уровня значимости и степени свободы (N-2) по таблице распределения Стъюдента.
2.Метод серий, основанный на медиане выборки, – если временной ряд ранжируется, т.е. наблюдения упорядочиваются по возрастанию, определяется медиана ранжированного ряда. Начальные уровни временного ряда сравн ваются с медианным значением. Если уровень ряда больше медианного значен я, пр сваивается знак «+», а если меньше знак «-». Основная г потеза об отсутствии тренда проверяется при уровне значи-
мости 0,05. Г потеза отклоняется, если не выполняются неравенства: |
||||
С |
|
|
|
|
|
уровень значимости равен 0,05, |
|||
|
общее |
серий исследуемого ряда |
||
коли> |
1 |
|
|
|
2чество+1 −1,96√ −1 . |
||||
|
бАв 1, < |
|||
3. Метод Форстера – Стьюарда – каждый уровень временного ряда сравнивается со сво ми предыдущими значениями, и определяются вспо-
могательные переменные: |
|
1, |
> |
0,в |
|||
0, |
|
противном случае |
|
|
= |
− . |
|
|
противном случае |
||
Гипотеза об отсутствии тренда проверяется с помощью критерия Стъю- |
|||||
дента, расчетное значение рассчитывается по формуле |
|
|
|||
|
|||||
где D – сумма |
|
Драс = , |
|||
− |
отклонение величины. |
|
|
|
|
стандартное, |
|
|
|
||
Критическое значение критерия Стъюдента определяется по таблице |
|||||
распределения Стъюдента в зависимости от уровня значимости и числа |
|||||
степеней свободы (N-1) [5, 6]. |
|
И |
|||
Основным способом представления тренда в аналитическом виде является метод аналитического выравнивания с помощью функций времени или кривых роста. Сущность способа заключается в аппроксимации временного ряда определенной формой регрессионной зависимости. Для оценки адекватности подобранной модели применяются следующие способы:
44
Анализ остатков – модель считается адекватной, если теоретические значения уровня ряда достаточно близко подходят к фактическим их значениям
|
́ |
|
ė |
|
, |
|
|
|
|
уровни временного ряда. |
|||||
|
где – теоретические |
|
= |
− ́ |
|
||
С |
|
|
|
|
|||
|
Автокорреляция в остатках рассчитывается с помощью коэффициен- |
||||||
та автокорреляции остатков. |
|
|
|
|
|||
|
Проверка незав с мости остатков на основе критерия Дарбина– |
||||||
Уотсона – баз руется на гипотезе о наличии или отсутствии автокорреля- |
|||||||
ции в рядах. |
|
|
|
|
|
||
|
Методы механ ческого выравнивания |
применяются в том случае, |
|||||
когда граф ческая форма тренда не определяется. При этом исходные |
|||||||
уровня ряда заменяются расчетными значениями с меньшими колебания- |
|||||||
ми. Механ ческое |
|
в |
ольшинстве случаев выполняется ме- |
||||
тодом сглаж ван я скользящими средними, |
который позволяет смягчить |
||||||
влияниевыравниваниене только случайных, но и периодических факторов. Длина ин- |
|||||||
тервала сглаж |
я определяется как число последовательных уровней |
||||||
ряда и называется окном сглаживания. Чем оно шире, тем более гладким |
|||||||
становится |
|
|
ряд. |
Интервал сглаживания изменяется по |
|||
|
|
преобразованный |
|
||||
ряду с шагом, равным единиц, т. е. первое окно состоит из значений |
|||||||
для, |
, а второе окно – из |
|
|
. Среднее арифметическое значение |
|||
каждого, |
окна заменяется, |
значениями, , стоящими в середине окна |
|||||
сглаживания. Отклонение значений элемента временного ряда от своего |
|||||||
|
|
|
А |
||||
среднего значения характеризуется дисперсией [1]. |
|||||||
|
4.4. Моделирование сезонных и циклических колебаний |
||||||
|
Простейший подход к моделированию сезонных колебаний – расчет |
||||||
|
|
|
|
|
Д |
||
значений сезонной компоненты методом скользящей средней и построе- |
|||||||
ние аддитивной и мультипликативной модели временного ряда. |
|||||||
|
Выбор одной из двух моделей осуществляется на основе анализа |
||||||
структуры сезонных колебаний. |
|
|
|
||||
|
Если амплитуда колебаний относительно постоянна, то строится ад- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
дитивная модель, в которой значения сезонной компоненты являются постоянными для различных циклов. Если амплитуда сезонных колебаний возрастает или уменьшается, то строится мультипликативная модель, которая ставит уровни ряда в зависимость от значений сезонной компоненты.
Построение аддитивной и мультипликативной модели сводится к расчету параметров временного ряда для каждого уровня:
45