книги из ГПНТБ / Кильдишев, Г. С. Анализ временных рядов и прогнозирование
.pdfm оt- o
•г- S
О
X
о
m
си et «s s
H
и
s H
<
o CR
<
Ы
и
•л fs
и
<
S w
H
S
Кильдишев |
Г. |
С, |
Френкель |
А. |
А. |
А Н А Л И З ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ
ИПРОГНОЗИРОВАНИЕ
« С Т А Т И С Т И К А » М О С К В А 1973
к |
1—s—з—оэтт |
|
|
|
|
|
|
008(01)—73 |
|
|
|
|
|
||
|
В |
книге излагаются |
некоторые |
методы анализа |
н |
||
|
прогнозирования |
временных .рядов, |
такие, |
например, |
|||
|
как экспоненциальное сглаживание, гармонический ана |
||||||
|
лиз. |
Большое внимание |
уделяется |
вопросам |
изучения |
||
|
сезонности. Рассматриваются проблемы м.ногофа.кторного |
||||||
|
прогнозирования |
экономических показателен. Приводятся |
|||||
|
примеры, взятые из различных областей экономики. |
|
|||||
|
Кинга рассчитана на широкий круг экономистов и |
||||||
|
статистиков, а также на |
'преподавателей, аспирантов |
и |
||||
|
студентов экономических |
вузоів и факультетов. |
|
|
Р е д к о л л е г и я с е р и и
Математическая |
статистика |
|
для |
экономистов" |
Боярский А. Я., Венецкий II. Г., Голенко Д. Ii., Дружинин Н. К., Пасхавер II. С, Привезенцева А. Г.
Издательство «Статистика», 1973 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Ра з в и т ие советской экономической науки не
разрывно связано с повышением уровня |
экономических |
исследований, в а ж н о й -задачей которых |
является опре |
деление закономерностей развития народного хозяйства.
Эти закономерности |
наиболее |
полно |
проявляются во |
временных рядах, о т р а ж а ю щ и х |
изменение п а р а м е т р о в |
||
экономической системы ©о времени. |
|
||
Учет особенностей |
экономического |
развития имеет |
первостепенное значение при составлении перспективных народнохозяйственных планов . В а ж н ы м этапом по науч ному обоснованию перспективных планов является прог нозирование. В Директивах X X I V съезда К П С С указы - вается на необходимость «осуществить разработку дол
госрочного |
перспективного |
п л а н а развития народного |
хозяйства |
С С С Р , используя |
д л я этого прогнозы научно- |
технического прогресса, роста населения страны, при родных ресурсов іи другие» 1 .
Решение проблемы прогнозирования «ода и резуль
татов |
экономического |
развития возможно |
только н а ос |
нове |
научного анализа |
и обобщения предыдущего опы |
|
та . Изучение достижений науки и практики |
дает возмож |
||
ность |
объяснить и п р е д с к а з а т ь развитие и |
поведение ка |
кого-либо явления в .будущем. Поэтому в настоящей кни ге авторы объединили две задачи статистики: анализ временных рядов и прогнозирование 'экономических по казателей, поскольку сложившиеся объективные тенден ции изменения экономических показателей в известной степени предопределяют их величину в будущем.
При написании настоящей работы авторы преследо вали следующую цель — изложить в систематизнрован-
1 Материалы XXIV съезда КПСС. Политиздат, 1971, с. 295.
3
ном виде 'статистические методы анализа временных ря дов и прогнозирования, наиболее 'часто применяемые в экономической практике .
Главное внимание в работе обращен© на прикладное значение рассматриваемых методов, на экономическое истолкование и интерпретацию получаемых результатов.
В то |
ж е |
время авторы не предполагали сделать теоре- |
|||||
тичеокую |
работу |
по п р о б л е м а м |
экономического |
разви |
|||
тия, т а к |
к а к |
эти |
вопросы являются |
областью соответст |
|||
вующих |
экономических дисциплин |
и подробно |
освеща |
||||
ются |
в |
литературе. |
|
|
|
||
По существу, книга состоит из двух частей. В первой |
|||||||
излагаются |
статистические и |
экономические |
вопросы |
||||
анализа |
временных рядов, во второй — методы прогнози |
||||||
рования. |
|
|
|
|
|
|
іРассматрива'я математико-статистический .аппарат анализа временных рядов ,и прогнозирования, авторы ис ходили из того, что экономичееким _ явлениям в опреде ленной степени, п р и с у щ вероятностный характер . Авторы полагают, что наличие случайности в экономике опреде ляется чрезвычайно с л о ж н ы м переплетением п а р а м е т ров экономической системы, влиянием на них большого числа взаимосвязанных факторов, действующих в раз ных направлениях и часто неизвестных. Все это приво дит к большой вариации показателей, особенно если рас сматривать изменение явлений во времени, что находит свое выражение в отклонении этих показателей от основ
ной |
тенденции |
развития. |
|
|
В |
настоящей |
работе временной |
ряд рассматривается |
|
к а к |
с у м м а |
детерминированной и |
случайной компонент. |
|
Появление |
случайной компоненты |
оценивается с некото |
рой вероятностью. Детерминированная ж е компонента в ы р а ж а е т с я некоторой аппроксимирующей «функцией, •отражающей закономерности развития исследуемого яв ления.
Отклонения от основной тенденции развития рассмат риваются к а к стационарный случайный процесс, к кото рому применимы методы прогнозирования стационарных
'Случайных |
процессов. |
|
|
|
Таким образом, прогноз экономических явлений по их |
||||
временным |
р я д а м состоит из двух элементов: из |
прогно |
||
з а |
детерминированной компоненты и |
прогноза |
случай |
|
ной |
компоненты. Р а з р а б о т к а первого |
прогноза не пред- |
4
п о л а г а ет больших трудностей, если определена основная тенденция развития и в о з м о ж н а ее д а л ь н е й ш а я экстра поляция.. П р о г н о з случайной компоненты более сложен, так к а к we ко всякой случайной компоненте можно при менить 'методы прогнозирования стационарных случай ных процессов. Если случайная компонента не является стационарной, то в таких случаях приходится произво дить определенные преобразования, чтобы привести ее
ксоответствующему виду.
При анализе временных рядов и прогнозировании
часто |
возникает необходимость одновременного л а х о ж - |
||
дения |
детерминированной я |
случайной |
компонент. Т а к а я |
постановка з а д а ч и требует |
проведения |
предварительно |
го логического анализа характера динамики •исследуе мого процесса и выделения одного из трех типов дина мики:
1. Д а н н ы й процесс достаточно хорошо описывается
основной тенденцией и почти не |
содержит случайных от |
||
клонений. |
|
|
|
2. |
Процесс зависит от изменения во времени некото |
||
рых основных показателей, влияющих на него и |
отража |
||
ющих |
структуру процесса. |
|
|
3. |
Процесс рассматривается |
к а к функция от |
элемен |
тов его. внутренней структуры, причем значительную роль играет явление з а п а з д ы в а н и я во времени. '
Выделение типов динамики, если они не противоре чат экономической природе рассматриваемых процессов,
имеет в а ж н о е обобщающее знамение |
к а к |
для |
анализа, |
||
т а к |
и д л я прогнозирования. П р и |
этом |
точное |
отображе |
|
ние |
закономерностей развития |
процесса |
определенным |
||
типом динамики предопределяет |
точность |
прогноза на |
|||
будущее. |
|
|
|
|
|
|
При описании методов прогнозирования по одному |
||||
временному р я д у авторы подробно и з л а г а л и |
'математи |
ческий аппарат тех из них, которые мало известны ши рокому кругу советских экономистов и статистиков.
Авторы считают, что будущее принадлежит методам многофакторного прогнозирования, основой которых яв ляется системный подход к изучению экономических яв лений, поскольку эти методы позволяют учитывать раз витие взаимосвязанных процессов и явлений. Многофак торное прогнозирование разработано еще недостаточно полно. Его применение требует решения ряда теоретичее-
5
«их іи методических 'вопросов и экономического осмысли вания -как прошлого развития, так и будущего результа та .
Многофакторное прогнозирование тесно связано с корреляционным и регрессионным анализом, который в данной работе непосредственно не излагается, а пред полагается известным читателю 1 .
Поскольку в 'наблюдениях временного ряда часто воз никает автокорреляция, авторы останавливаются на од ном из приемов се исключения путем включения фактора времени в регрессионную модель. Кроме того, в книге
многофакторные |
прогнозы р а з р а б а т ы в а ю т с я с учетом |
из |
менения коэффициентов регрессии во времени. |
|
|
Применение |
мн ото факторного прогнозирования |
тре |
бует решения сложной проблемы выбора факторов, ко торая не может быть решена чисто статистическим пу тем, а только при помощи .глубокого изучения существа рассматриваемого процесса, его экономического содер ж а н и я . И здесь авторы подчеркивают п р и м а т экономи
ческого анализа перед чисто статистическими |
методами |
изучения процесса. |
|
В заключение отметим, что в настоящей |
работе ис |
пользуется термин «временные ряды» вместо часто упот ребляемого «ряда динамики» . Авторы полагают, что при нятый ими термин более точно о т р а ж а е т особенности этой статистической категории, ибо «динамика» охваты вает не только изменение во времени, но и всякое изме нение состояния под влиянием изменения внешних усло вий. Чтобы подчеркнуть то обстоятельство, что измене ние экономических явлений происходит во времени, и ис
пользуется |
термин «временные ряды». |
|
||||||
|
Авторы считают своим приятным долгом |
выразить |
||||||
глубокую благодарность В. Е. Адамову |
и Г. Л . Гинзбур |
|||||||
гу |
за |
их большую |
помощь в работе н а д |
книгой. |
|
|||
|
1 |
Корреляционный |
и |
регрессионны» |
анализ |
подробно |
излагает |
|
ся |
в книгах |
Езекнела |
M., |
Фокса К. [9] |
и Айвазяна С. А. |
[!]. |
Г л а в а I
П О Н Я Т И Е О В Р Е М Е Н Н Ы Х Р Я Д А Х
1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ.
ВИДЫ |
ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ |
|
|
|
Одна |
из основных задач |
математической ста |
||
тистики заключается в исследовании процесса |
измене |
|||
ния и развития |
изучаемых явлений |
во времени, |
р е ш а е м а я |
|
с помощью построения и анализа |
временных |
рядов. |
||
Временным |
рядом называется |
числовая |
поеледова- . |
телыгость наблюдений, характеризующих изменение эко номического явления во времени. Отдельные наблюдения временного ряда называются уровнями этого ряда.
•Временные ряды делятся на моментные и интерваль ные. В моментных временных рядах абсолютные величи ны, в ы р а ж а ю щ и е уровень явления, отражаются по со стоянию на определенные моменты времени. Например, моментным временным рядом будет ряд, показывающий
численность поголовья крупного рогатого скота в |
С С С Р |
||||
на |
1 января к а ж д о г о |
года. |
|
|
|
|
В интервальных временных рядах абсолютные пока |
||||
затели уровней относятся к некоторым, периодам |
време |
||||
ни |
(году, к в а р т а л у , |
месяцу, |
неделе, д н ю ) . Так, |
интер |
|
вальным будет временной ряд, характеризующий |
еже |
||||
годное |
производство |
стали в |
С С С Р . |
|
|
|
Временные ряды, состоящие из уровней, характери |
||||
зующих |
интервалы |
или моменты времени с помощью |
|||
средних |
или относительных величии, н а з ы в а ю т с я |
произ |
водными. Примером производных временных рядов мо жет служить временной ряд среднегодовой выработки натурального цемента на одного работающего .
7
Абсолютные уровни интервальных и |
моментных ря |
|||
дов, |
а т а к ж е средние |
уровни временных |
рядов |
могут |
быть |
преобразованы |
в относительные величины. |
Послед |
ние м о ж н о получить путем отнесения абсолютных уров
ней к одному и |
тому ж е |
уровню, |
взятому за базу, |
либо |
к предыдущему |
уровню. |
З а базу |
сравнения обычно |
при |
нимают начальный уровень временного ряда . При срав нении каждого уровня с предыдущим получаются цеп ные показатели . Если ж е сравнение уровней ведется с одним уровнем (базой), то показатели называются ба зисными. Следует отметить, что при изучении динамики большинства экономических явлений в основном исполь зуются производные интервальные ряды, уровни кото рых образованы рядом средних или относительных ве
личин. Выбор |
вида |
ряда |
определяется целями |
анализа . |
||
1.2. |
ПРАВИЛА |
ПОСТРОЕНИЯ |
|
|||
ВРЕМЕННЫХ |
РЯДОВ |
|
|
|||
Д л я |
того |
чтобы временной ряд правильно от |
||||
р а ж а л объективный |
процесс развития явления, необхо |
|||||
димо, чтобы уровінн |
этого |
ряда |
состояли из однородных, |
|||
сопоставимых |
величин. |
Д л я |
несопоставимых |
величин |
неправомерно вести расчеты показателей динамики, ко торые будут рассмотрены далее .
Возможные причины несопоставимости уровней вре
менных рядов заключаются в следующем: |
|
несопоставимость по территории, состоящая в |
том, |
что статистические данные д л я страны, области или |
рай |
она, изменивших границы, несопоставимы с прежними
данными . |
Т а к а я несопоставимость |
устраняется путем |
пересчета старых данных с учетом новых границ; |
||
несопоставимость по кругу охватываемых объектов, |
||
состоящая |
в несравнимости данных |
по подчинению, ес |
ли, например, в подчинение данного объединения пере шла часть предприятий из другого объединения. Однако
сопоставимость |
не |
нарушается, |
если эти предприятия |
|||
построены заново или отдельные |
предприятия |
прекрати |
||||
ли работу; |
|
|
|
|
|
|
несопоставимость |
по временным |
периодам, |
заключа |
|||
ю щ а я с я в том, что данные относятся |
к различным |
перио |
||||
д а м в течение |
года |
или разным |
д а т а м . Особенно |
силь- |
8
на несопоставимость явлений, резко меняющихся в те чение года. Например, численность скота летом и зимой
имеет |
значительное |
различие, |
и |
временной |
р я д |
числен |
ности скота д о л ж е н |
о т р а ж а т ь |
ее |
на одну |
и ту |
ж е дату |
|
'во все |
годы; |
|
|
|
|
|
несопоставимость из-за различного понимания еди ницы .наблюдаемого объекта . Например, число крупных
предприятий м о ж е т |
меняться |
в зависимости |
от |
измене |
ния самого понятия |
«крупное |
предприятие». Д л я |
разгра |
|
ничения определенных' единиц в статистике |
устанавли |
|||
вается т а « называемый ценз — определенная |
количест |
венная граница, отделяющая, например, крупное пред приятие от мелких. Так, можно условиться, что к круп ным предприятиям относятся предприятия, имеющие бо
лее |
100 |
рабочих |
или |
производящих |
более |
|
чем |
на |
100 |
тыс. руб. продукции |
в год, и др. Это |
понятие |
должно |
||||
быть одинаковым |
для всего изучаемого периода; |
|
|
|||||
|
несопоставимыми будут уровни, вычисленные и раз |
|||||||
личном |
масштабе |
измерения. Д л я устранения |
этого |
не |
||||
достатка |
уровни обычно приводятся к одному |
масштабу; |
||||||
|
некоторые временные |
ряды имеют |
несопоставимые |
|||||
уровни по структуре совокупности, для |
которой |
они |
вы |
числены. Так, данные о рождаемости населения меня ются не только из-за изменения числа родившихся по
отношению к численности |
населения, |
но и |
ввиду |
изме |
нения возрастного* состава |
населения . |
Точно |
т а к ж е |
темп |
роста национального дохода в значительной степени за висит от структуры народного хозяйства. Если, напри мер, в национальном доходе преобладает доход, получа
емый от сельского хозяйства, которое |
развивается мед |
|||
ленно, то |
и рост |
национального дохода будет |
медлен |
|
ным. Если |
ж е в |
структуре народного |
хозяйства |
преоб |
л а д а ю т отрасли, развивающиеся |
быстрыми |
темпами, то |
и национальный доход в целом |
растет быстро. |
|
В экономическом анализе применяются |
элементар |
ные характеристики динамики, которые могут характе
ризовать изменение уровней ряда |
и весь ряд в |
среднем. |
1.3. П О К А З А Т Е Л И И З М Е Н Е Н И Я |
|
|
УРОВНЕЙ ВРЕМЕННОГО РЯДА |
|
|
Одной из в а ж н е й ш и х |
задач анализа |
времен |
ных рядов является определение изменений, происходя щих в данном явлении, а т а к ж е вычисление н а п р а в л е -
9