Материал: 1843

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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