|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Эти данные – это низшая отметка индекса Доу Джонса на торгах. Данные взяты с интернета на период с 17 сентября по 13 декабря 2001г. Показания являются ежедневными, в неделе 5 дней торгов. Нужно будет дать прогноз на 26 декабря 2001г.
3.Практическая часть. 3.1.Компонентный анализ. 3.1.1.Оценка и удаление тренда. А.) Сперва нужно выяснить, имеет ли исходный ряд тренд. Для этого проводится спектральный анализ исходного ряда.
рис.1
На рис.1 показан спектр исходного ряда, по которому видно, что в ряде присутствует тренд. Б.)Для того чтобы оценить тренд параметрическим методом подберем гладкую функцию, описывающую долгосрочную тенденцию исходного ряда. На рис.2 - график исходного ряда и линейный тренд описывающий его тенденцию. Наш временной ряд имеет тенденцию к росту.В.) Теперь, определив тренд, нужно его удалить вычитанием из исходного ряда. На рис.3 показан график исходного временного ряда только уже без тренда.
рис.2
рис.3
3.1.2.Оценка и удаление сезонной компоненты. А.) Выяснение наличия сезонной компоненты в ряде с удаленным трендом производится, как и в случае тренда, с помощью спектрограммы. Смотрится спектр ряда с удаленным трендом и выясняется наличие или отсутствие сезонности. В случае ее наличия также по спектрограмме находится период колебаний и потом удаляется сезонная компонента.
рис.4
На рис.4 представлена спектрограмма ряда с удаленным трендом. Б.) По спектрограмме видно, что в данном ряде сезонность отсутствует. Теперь можно приступать к моделированию случайного стационарного процесса (ССП).
3.1.4.Моделирование ССП. Мы проведем моделирование ССП методами АРСС и АРПСС, а потом выберем наиболее верный. А.) Модель АРСС строится на ряде с удаленным трендом и сезонной компонентой. Сначала выясняют порядки p и q. Для того, чтобы их выяснить, строят коррелограммы АКФ для нахождения q и ЧАКФ для нахождения p. Их строят на ряде с удаленным трендом и сезонной компонентой.
рис.5
На рис.5 показана коррелограмма АКФ, на рис.6 – ЧАКФ. С помощью этих коррелограмм и эмпирического поиска наименьшей среднеквадратичной ошибки мы определяем неизвестные параметры: p=2, q=1. Теперь можно приступать к моделированию ССП методом АРСС. рис.6
рис.7 На рис.7 смоделирован ССП методом АРСС с параметрами p=2, q=1 и среднеквадратичной ошибкой 1,5822. Дальнейшее преобразование в прогноз временного ряда осуществляется сложением тренда и смоделированного ССП (рис.8).
рис.8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Дата |
Прогноз |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14.12.2001 |
97,8013 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17.12.2001 |
98,6445 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
18.12.2001 |
99,4309 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19.12.2001 |
100,154 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20.12.2001 |
100,809 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
21.12.2001 |
101,397 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
24.12.2001 |
101,921 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
25.12.2001 |
102,383 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
26.12.2001 |
102,791 |
Б.) Моделирование с помощью АРПСС производится на исходном ряде. Перво-наперво нужно определить порядки p, d и q. На практике это делается на основе разностей только первого или второго порядков. Термин «проинтегрированный» означает, какого порядка нужно взять разность, чтобы получить ССП. Тогда порядком разности и будет d. p и q определяются с помощью коррелограмм ЧАКФ (рис.10) и АКФ (рис.9) ССП, полученного разностями.
Порядок мы определили: d=1. Но порядки p и q трудно определить по нашим коррелограммам, и поэтому мы их определяем эмпирическим методом по наименьшей среднеквадратичной ошибке: p=1, q=2.
рис.9
рис.10
Теперь строим модель АРПСС.
На рис.11 построена модель АРПСС с параметрами p=1, d=1, q=2. Среднеквадратичная ошибка равна 1,6853. прогноз на 26.12.2001 равен 99,429.
рис.11
Дата
Прогноз
14.12.2001
97,179
17.12.2001
97,539
18.12.2001
97,868
19.12.2001
98,17
20.12.2001
98,452
21.12.2001
98,715
24.12.2001
98,965
25.12.2001
99,202
26.12.2001
99,429
3.1.4.Установление адекватности модели.
Для определения адекватности модели строится спектрограмма ряда остатков после моделирования ССП. Модель считается адекватной, если спектр этого ряда является спектром «белого шума». Спектр «белого шума» представляет собой линию горизонтальную оси абсцисс.
Спектр ряда, оставшегося после моделирования АРСС (рис.12) далеко не похож на спектр «белого шума». Это говорит о том, что эта модель не является адекватной.
рис.12
рис.13
Спектральный анализ остатков после моделирования АРПСС (рис.13) также говорит о том, что построенная модель является неадекватной.
3.2.Адаптивные модели.
Строить прогноз с помощью адаптивных моделей мы будем моделью Хольта.
рис.14
Дата
Прогноз
14.12.2001
97,063
17.12.2001
97,211
18.12.2001
97,36
19.12.2001
97,509
20.12.2001
97,657
21.12.2001
97,806
24.12.2001
97,954
25.12.2001
98,103
26.12.2001
98,251
На рис.14 построена адаптивная модель Хольта нашего исходного ряда. Параметры адаптации следующие: Альфа=0,998, Гамма=0. Среднеквадратичная ошибка равна 1,6469. Прогноз на 26.12.2001 составляет 98,251. По спектру ряда остатков (рис.15) видно, что эта модель является неадекватной.
рис.15
4.Вывод.
Мы рассмотрели три модели – АРСС, АРПСС, адаптивную модель Хольта. Все построенные модели являются неадекватными. Тем не менее мы должны выбрать наиболее подходящую, ту, которая дает наиболее правдоподобный прогноз.
Модель АРПСС содержит наибольшую из трех моделей среднеквадратичную ошибку. Да и график прогноза не очень хорошо вписывается в динамику всего предыдущего процесса.
Адаптивная модель Хольта содержит чуть меньшую среднеквадратичную ошибку, чем АРПСС, но график ее прогноза, во всяком случае, не лучше совпадает с общей динамикой, показывая менее крутой подъем индекса, чем на протяжении всего ряда.
Наиболее удачной я считаю модель АРСС. Она содержит, пусть не сильно отличающуюся, но наименьшую среднеквадратичную ошибку. Ее прогноз показывает рост индекса, причем он более или менее соблюдает динамику всего временного ряда, динамику роста.
Т.о. я останавливаюсь на прогнозе, сделанном с помощью модели АРСС (рис.16).
рис.16
p=2, q=1, MS(среднеквадратичное отклонение)=1,5822.
Дата
Прогноз
14.12.2001
97,8013
17.12.2001
98,6445
18.12.2001
99,4309
19.12.2001
100,154
20.12.2001
100,809
21.12.2001
101,397
24.12.2001
101,921
25.12.2001
102,383
26.12.2001
102,791
Страницы: 1, 2