Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

Видео:Формулы массивов в Excel. Примеры использованияСкачать

Формулы массивов в Excel. Примеры использования

Инструменты прогнозирования в Microsoft Excel

Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

Прогнозирование – это очень важный элемент практически любой сферы деятельности, начиная от экономики и заканчивая инженерией. Существует большое количество программного обеспечения, специализирующегося именно на этом направлении. К сожалению, далеко не все пользователи знают, что обычный табличный процессор Excel имеет в своем арсенале инструменты для выполнения прогнозирования, которые по своей эффективности мало чем уступают профессиональным программам. Давайте выясним, что это за инструменты, и как сделать прогноз на практике.

Видео:Что такое массивы в программировании.Скачать

Что такое массивы в программировании.

Процедура прогнозирования

Целью любого прогнозирования является выявление текущей тенденции, и определение предполагаемого результата в отношении изучаемого объекта на определенный момент времени в будущем.

Способ 1: линия тренда

Одним из самых популярных видов графического прогнозирования в Экселе является экстраполяция выполненная построением линии тренда.

Попробуем предсказать сумму прибыли предприятия через 3 года на основе данных по этому показателю за предыдущие 12 лет.

  1. Строим график зависимости на основе табличных данных, состоящих из аргументов и значений функции. Для этого выделяем табличную область, а затем, находясь во вкладке «Вставка», кликаем по значку нужного вида диаграммы, который находится в блоке «Диаграммы». Затем выбираем подходящий для конкретной ситуации тип. Лучше всего выбрать точечную диаграмму. Можно выбрать и другой вид, но тогда, чтобы данные отображались корректно, придется выполнить редактирование, в частности убрать линию аргумента и выбрать другую шкалу горизонтальной оси.

Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

Теперь нам нужно построить линию тренда. Делаем щелчок правой кнопкой мыши по любой из точек диаграммы. В активировавшемся контекстном меню останавливаем выбор на пункте «Добавить линию тренда».

Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

  • Открывается окно форматирования линии тренда. В нем можно выбрать один из шести видов аппроксимации:
    • Линейная;
    • Логарифмическая;
    • Экспоненциальная;
    • Степенная;
    • Полиномиальная;
    • Линейная фильтрация.

    Давайте для начала выберем линейную аппроксимацию.

    В блоке настроек «Прогноз» в поле «Вперед на» устанавливаем число «3,0», так как нам нужно составить прогноз на три года вперед. Кроме того, можно установить галочки около настроек «Показывать уравнение на диаграмме» и «Поместить на диаграмме величину достоверности аппроксимации (R^2)». Последний показатель отображает качество линии тренда. После того, как настройки произведены, жмем на кнопку «Закрыть».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Линия тренда построена и по ней мы можем определить примерную величину прибыли через три года. Как видим, к тому времени она должна перевалить за 4500 тыс. рублей. Коэффициент R2, как уже было сказано выше, отображает качество линии тренда. В нашем случае величина R2 составляет 0,89. Чем выше коэффициент, тем выше достоверность линии. Максимальная величина его может быть равной 1. Принято считать, что при коэффициенте свыше 0,85 линия тренда является достоверной.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Если же вас не устраивает уровень достоверности, то можно вернуться в окно формата линии тренда и выбрать любой другой тип аппроксимации. Можно перепробовать все доступные варианты, чтобы найти наиболее точный.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Нужно заметить, что эффективным прогноз с помощью экстраполяции через линию тренда может быть, если период прогнозирования не превышает 30% от анализируемой базы периодов. То есть, при анализе периода в 12 лет мы не можем составить эффективный прогноз более чем на 3-4 года. Но даже в этом случае он будет относительно достоверным, если за это время не будет никаких форс-мажоров или наоборот чрезвычайно благоприятных обстоятельств, которых не было в предыдущих периодах.

    Способ 2: оператор ПРЕДСКАЗ

    Экстраполяцию для табличных данных можно произвести через стандартную функцию Эксель ПРЕДСКАЗ. Этот аргумент относится к категории статистических инструментов и имеет следующий синтаксис:

    «X» – это аргумент, значение функции для которого нужно определить. В нашем случае в качестве аргумента будет выступать год, на который следует произвести прогнозирование.

    «Известные значения y» — база известных значений функции. В нашем случае в её роли выступает величина прибыли за предыдущие периоды.

    «Известные значения x» — это аргументы, которым соответствуют известные значения функции. В их роли у нас выступает нумерация годов, за которые была собрана информация о прибыли предыдущих лет.

    Естественно, что в качестве аргумента не обязательно должен выступать временной отрезок. Например, им может являться температура, а значением функции может выступать уровень расширения воды при нагревании.

    При вычислении данным способом используется метод линейной регрессии.

    Давайте разберем нюансы применения оператора ПРЕДСКАЗ на конкретном примере. Возьмем всю ту же таблицу. Нам нужно будет узнать прогноз прибыли на 2018 год.

      Выделяем незаполненную ячейку на листе, куда планируется выводить результат обработки. Жмем на кнопку «Вставить функцию».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Открывается Мастер функций. В категории «Статистические» выделяем наименование «ПРЕДСКАЗ», а затем щелкаем по кнопке «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Запускается окно аргументов. В поле «X» указываем величину аргумента, к которому нужно отыскать значение функции. В нашем случаем это 2018 год. Поэтому вносим запись «2018». Но лучше указать этот показатель в ячейке на листе, а в поле «X» просто дать ссылку на него. Это позволит в будущем автоматизировать вычисления и при надобности легко изменять год.

    В поле «Известные значения y» указываем координаты столбца «Прибыль предприятия». Это можно сделать, установив курсор в поле, а затем, зажав левую кнопку мыши и выделив соответствующий столбец на листе.

    Аналогичным образом в поле «Известные значения x» вносим адрес столбца «Год» с данными за прошедший период.

    После того, как вся информация внесена, жмем на кнопку «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Оператор производит расчет на основании введенных данных и выводит результат на экран. На 2018 год планируется прибыль в районе 4564,7 тыс. рублей. На основе полученной таблицы мы можем построить график при помощи инструментов создания диаграммы, о которых шла речь выше.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

  • Если поменять год в ячейке, которая использовалась для ввода аргумента, то соответственно изменится результат, а также автоматически обновится график. Например, по прогнозам в 2019 году сумма прибыли составит 4637,8 тыс. рублей.
  • Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Но не стоит забывать, что, как и при построении линии тренда, отрезок времени до прогнозируемого периода не должен превышать 30% от всего срока, за который накапливалась база данных.

    Способ 3: оператор ТЕНДЕНЦИЯ

    Для прогнозирования можно использовать ещё одну функцию – ТЕНДЕНЦИЯ. Она также относится к категории статистических операторов. Её синтаксис во многом напоминает синтаксис инструмента ПРЕДСКАЗ и выглядит следующим образом:

    =ТЕНДЕНЦИЯ(Известные значения_y;известные значения_x; новые_значения_x;[конст])

    Как видим, аргументы «Известные значения y» и «Известные значения x» полностью соответствуют аналогичным элементам оператора ПРЕДСКАЗ, а аргумент «Новые значения x» соответствует аргументу «X» предыдущего инструмента. Кроме того, у ТЕНДЕНЦИЯ имеется дополнительный аргумент «Константа», но он не является обязательным и используется только при наличии постоянных факторов.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Данный оператор наиболее эффективно используется при наличии линейной зависимости функции.

    Посмотрим, как этот инструмент будет работать все с тем же массивом данных. Чтобы сравнить полученные результаты, точкой прогнозирования определим 2019 год.

      Производим обозначение ячейки для вывода результата и запускаем Мастер функций обычным способом. В категории «Статистические» находим и выделяем наименование «ТЕНДЕНЦИЯ». Жмем на кнопку «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Открывается окно аргументов оператора ТЕНДЕНЦИЯ. В поле «Известные значения y» уже описанным выше способом заносим координаты колонки «Прибыль предприятия». В поле «Известные значения x» вводим адрес столбца «Год». В поле «Новые значения x» заносим ссылку на ячейку, где находится номер года, на который нужно указать прогноз. В нашем случае это 2019 год. Поле «Константа» оставляем пустым. Щелкаем по кнопке «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

  • Оператор обрабатывает данные и выводит результат на экран. Как видим, сумма прогнозируемой прибыли на 2019 год, рассчитанная методом линейной зависимости, составит, как и при предыдущем методе расчета, 4637,8 тыс. рублей.
  • Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Способ 4: оператор РОСТ

    Ещё одной функцией, с помощью которой можно производить прогнозирование в Экселе, является оператор РОСТ. Он тоже относится к статистической группе инструментов, но, в отличие от предыдущих, при расчете применяет не метод линейной зависимости, а экспоненциальной. Синтаксис этого инструмента выглядит таким образом:

    =РОСТ(Известные значения_y;известные значения_x; новые_значения_x;[конст])

    Как видим, аргументы у данной функции в точности повторяют аргументы оператора ТЕНДЕНЦИЯ, так что второй раз на их описании останавливаться не будем, а сразу перейдем к применению этого инструмента на практике.

      Выделяем ячейку вывода результата и уже привычным путем вызываем Мастер функций. В списке статистических операторов ищем пункт «РОСТ», выделяем его и щелкаем по кнопке «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Происходит активация окна аргументов указанной выше функции. Вводим в поля этого окна данные полностью аналогично тому, как мы их вводили в окне аргументов оператора ТЕНДЕНЦИЯ. После того, как информация внесена, жмем на кнопку «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

  • Результат обработки данных выводится на монитор в указанной ранее ячейке. Как видим, на этот раз результат составляет 4682,1 тыс. рублей. Отличия от результатов обработки данных оператором ТЕНДЕНЦИЯ незначительны, но они имеются. Это связано с тем, что данные инструменты применяют разные методы расчета: метод линейной зависимости и метод экспоненциальной зависимости.
  • Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Способ 5: оператор ЛИНЕЙН

    Оператор ЛИНЕЙН при вычислении использует метод линейного приближения. Его не стоит путать с методом линейной зависимости, используемым инструментом ТЕНДЕНЦИЯ. Его синтаксис имеет такой вид:

    =ЛИНЕЙН(Известные значения_y;известные значения_x; новые_значения_x;[конст];[статистика])

    Последние два аргумента являются необязательными. С первыми же двумя мы знакомы по предыдущим способам. Но вы, наверное, заметили, что в этой функции отсутствует аргумент, указывающий на новые значения. Дело в том, что данный инструмент определяет только изменение величины выручки за единицу периода, который в нашем случае равен одному году, а вот общий итог нам предстоит подсчитать отдельно, прибавив к последнему фактическому значению прибыли результат вычисления оператора ЛИНЕЙН, умноженный на количество лет.

      Производим выделение ячейки, в которой будет производиться вычисление и запускаем Мастер функций. Выделяем наименование «ЛИНЕЙН» в категории «Статистические» и жмем на кнопку «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    В поле «Известные значения y», открывшегося окна аргументов, вводим координаты столбца «Прибыль предприятия». В поле «Известные значения x» вносим адрес колонки «Год». Остальные поля оставляем пустыми. Затем жмем на кнопку «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Программа рассчитывает и выводит в выбранную ячейку значение линейного тренда.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

  • Теперь нам предстоит выяснить величину прогнозируемой прибыли на 2019 год. Устанавливаем знак «=» в любую пустую ячейку на листе. Кликаем по ячейке, в которой содержится фактическая величина прибыли за последний изучаемый год (2016 г.). Ставим знак «+». Далее кликаем по ячейке, в которой содержится рассчитанный ранее линейный тренд. Ставим знак «*». Так как между последним годом изучаемого периода (2016 г.) и годом на который нужно сделать прогноз (2019 г.) лежит срок в три года, то устанавливаем в ячейке число «3». Чтобы произвести расчет кликаем по кнопке Enter.
  • Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Как видим, прогнозируемая величина прибыли, рассчитанная методом линейного приближения, в 2019 году составит 4614,9 тыс. рублей.

    Способ 6: оператор ЛГРФПРИБЛ

    Последний инструмент, который мы рассмотрим, будет ЛГРФПРИБЛ. Этот оператор производит расчеты на основе метода экспоненциального приближения. Его синтаксис имеет следующую структуру:

    = ЛГРФПРИБЛ (Известные значения_y;известные значения_x; новые_значения_x;[конст];[статистика])

    Как видим, все аргументы полностью повторяют соответствующие элементы предыдущей функции. Алгоритм расчета прогноза немного изменится. Функция рассчитает экспоненциальный тренд, который покажет, во сколько раз поменяется сумма выручки за один период, то есть, за год. Нам нужно будет найти разницу в прибыли между последним фактическим периодом и первым плановым, умножить её на число плановых периодов (3) и прибавить к результату сумму последнего фактического периода.

      В списке операторов Мастера функций выделяем наименование «ЛГРФПРИБЛ». Делаем щелчок по кнопке «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Запускается окно аргументов. В нем вносим данные точно так, как это делали, применяя функцию ЛИНЕЙН. Щелкаем по кнопке «OK».

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Результат экспоненциального тренда подсчитан и выведен в обозначенную ячейку.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

  • Ставим знак «=» в пустую ячейку. Открываем скобки и выделяем ячейку, которая содержит значение выручки за последний фактический период. Ставим знак «*» и выделяем ячейку, содержащую экспоненциальный тренд. Ставим знак минус и снова кликаем по элементу, в котором находится величина выручки за последний период. Закрываем скобку и вбиваем символы «*3+» без кавычек. Снова кликаем по той же ячейке, которую выделяли в последний раз. Для проведения расчета жмем на кнопку Enter.
  • Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Прогнозируемая сумма прибыли в 2019 году, которая была рассчитана методом экспоненциального приближения, составит 4639,2 тыс. рублей, что опять не сильно отличается от результатов, полученных при вычислении предыдущими способами.

    Мы выяснили, какими способами можно произвести прогнозирование в программе Эксель. Графическим путем это можно сделать через применение линии тренда, а аналитическим – используя целый ряд встроенных статистических функций. В результате обработки идентичных данных этими операторами может получиться разный итог. Но это не удивительно, так как все они используют разные методы расчета. Если колебание небольшое, то все эти варианты, применимые к конкретному случаю, можно считать относительно достоверными.

    Помимо этой статьи, на сайте еще 12771 полезных инструкций.
    Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.

    Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

    Видео:Информатика 11 класс (Урок№5 - Массивы.)Скачать

    Информатика 11 класс (Урок№5 - Массивы.)

    Анализ временных рядов, тренд ряда динамики, точечная оценка прогноза

    МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

    Анализ временных рядов

    Временной ряд (или ряд динамики) – это упорядоченная по времени последовательность значений некоторой произвольной переменной величины. Тем самым, временной ряд существенным образом отличается от простой выборки данных. Каждое отдельное значение данной переменной называется отсчётом (уровнем элементов) временного ряда.

    Временные ряды состоят из двух элементов:

    • периода времени, за который или по состоянию на который приводятся числовые значения;
    • числовых значений того или иного показателя, называемых уровнями ряда.

    Временные ряды классифицируются по следующим признакам:

    • по форме представления уровней: ряды абсолютных показателей, относительных показателей, средних величин;
    • по количеству показателей, когда определяются уровни в каждый момент времени: одномерные и многомерные временные ряды;
    • по характеру временного параметра: моментные и интервальные временные ряды. В моментных временных рядах уровни характеризуют значения показателя по состоянию на определенные моменты времени. В интервальных рядах уровни характеризуют значение показателя за определенные периоды времени. Важная особенность интервальных временных рядов абсолютных величин заключается в возможности суммирования их уровней. Отдельные же уровни моментного ряда абсолютных величин содержат элементы повторного счета. Это делает бессмысленным суммирование уровней моментных рядов;
    • по расстоянию между датами и интервалами времени выделяют равноотстоящие – когда даты регистрации или окончания периодов следуют друг за другом с равными интервалами и неполные (неравноотстоящие) – когда принцип равных интервалов не соблюдается;
    • по наличию пропущенных значений: полные и неполные временные ряды. Временные ряды бывают детерминированными и случайными: первые получают на основе значений некоторой неслучайной функции (ряд последовательных данных о количестве дней в месяцах); вторые есть результат реализации некоторой случайной величины;
    • в зависимости от наличия основной тенденции выделяют стационарные ряды – в которых среднее значение и дисперсия постоянны и нестационарные – содержащие основную тенденцию развития.

    Временные ряды, как правило, возникают в результате измерения некоторого показателя. Это могут быть как показатели (характеристики) технических систем, так и показатели природных, социальных, экономических и других систем (например, погодные данные). Типичным примером временного ряда можно назвать биржевой курс, при анализе которого пытаются определить основное направление развития (тенденцию или тренда).

    Анализ временных рядов – совокупность математико-статистических методов анализа, предназначенных для выявления структуры временных рядов и для их прогнозирования. Сюда относятся, в частности, методы регрессионного анализа. Выявление структуры временного ряда необходимо для того, чтобы построить математическую модель того явления, которое является источником анализируемого временного ряда. Прогноз будущих значений временного ряда используется для эффективного принятия решений.

    Прогноз, характеристики и параметры прогнозирования

    Прогноз (от греч. Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных– предвидение, предсказание) – предсказание будущего с помощью научных методов, а также сам результат предсказания. Прогноз – это научная модель будущего события, явлений и т.п.

    Прогнозирование, разработка прогноза; в узком значении – специальное научное исследование конкретных перспектив развития какого-либо процесса.

    • по срокам: краткосрочные, среднесрочные, долгосрочные;
    • по масштабу: личные, на уровне предприятия (организации), местные, региональные, отраслевые, мировые (глобальные).

    К основным методам прогнозирования относятся:

    • статистические методы;
    • экспертные оценки (метод Дельфи);
    • моделирование.

    Прогноз – обоснованное суждение о возможном состоянии объекта в будущем или альтернативных путях и сроках достижения этих состояний. Прогнозирование – процесс разработки прогноза. Этап прогнозирования – часть процесса разработки прогнозов, характеризующаяся своими задачами, методами и результатами. Деление на этапы связано со спецификой построения систематизированного описания объекта прогнозирования, сбора данных, с построением модели, верификацией прогноза.

    Прием прогнозирования – одна или несколько математических или логических операций, направленных на получение конкретного результата в процессе разработки прогноза. В качестве приема могут выступать сглаживание динамического ряда, определение компетентности эксперта, вычисление средневзвешенного значения оценок экспертов и т. д.

    Модель прогнозирования – модель объекта прогнозирования, исследование которой позволяет получить информацию о возможных состояниях объекта прогнозирования в будущем и (или) путях и сроках их осуществления.

    Метод прогнозирования – способ исследования объекта прогнозирования, направленный на разработку прогноза. Методы прогнозирования являются основанием для методик прогнозирования.

    Методика прогнозирования – совокупность специальных правил и приемов (одного или нескольких методов) разработки прогнозов.

    Прогнозирующая система – система методов и средств их реализации, функционирующая в соответствии с основными принципами прогнозирования. Средствами реализации являются экспертная группа, совокупность программ и т. д. Прогнозирующие системы могут быть автоматизированными и неавтоматизированными.

    Прогнозный вариант – один из прогнозов, составляющих группу возможных прогнозов.

    Объект прогнозирования – процесс, система, или явление, о состоянии которого даётся прогноз.

    Характеристика объекта прогнозирования – качественное или количественное отражение какого-либо свойства объекта прогнозирования.

    Переменная объекта прогнозирования – количественная характеристика объекта прогнозирования, которая является или принимается за изменяемую в течение периода основания и (или) периода упреждения прогноза.

    Период основания прогноза – промежуток времени, за который используют информацию для разработки прогноза. Этот промежуток времени называют также периодом предыстории.

    Период упреждения прогноза – промежуток времени, на который разрабатывается прогноз.

    Прогнозный горизонт – максимально возможный период упреждения прогноза заданной точности.

    Точность прогноза – оценка доверительного интервала прогноза для заданной вероятности его осуществления.

    Достоверность прогноза – оценка вероятности осуществления прогноза для заданного доверительного интервала.

    Ошибка прогноза – апостериорная величина отклонения прогноза от действительного состояния объекта.

    Источник ошибки прогноза – фактор, способный привести к появлению ошибки прогноза. Различают источники регулярных и нерегулярных ошибок.

    Верификация прогноза – оценка достоверности и точности или обоснованности прогноза.

    Статистические методы прогнозирования – научная и учебная дисциплина, к основным задачам которой относятся разработка, изучение и применение современных математико-статистических методов прогнозирования на основе объективных данных; развитие теории и практики вероятностно-статистического моделирования экспертных методов прогнозирования; методов прогнозирования в условиях риска и комбинированных методов прогнозирования с использованием совместно экономико-математических и эконометрических (как математико-статистических, так и экспертных) моделей. Научной базой статистических методов прогнозирования является прикладная статистика и теория принятия решений.

    Простейшие методы восстановления используемых для прогнозирования зависимостей исходят из заданного временного ряда, т. е. функции, определённой в конечном числе точек на оси времени. Временной ряд при этом часто рассматривается в рамках той или иной вероятностной модели, вводятся другие факторы (независимые переменные), помимо времени, например, объем денежной массы. Временной ряд может быть многомерным. Основные решаемые задачи – интерполяция и экстраполяция. Метод наименьших квадратов в простейшем случае (линейная функция от одного фактора) был разработан К. Гауссом в 1794–1795 гг. Могут оказаться полезными предварительные преобразования переменных, например, логарифмирование. Наиболее часто используется метод наименьших квадратов при нескольких факторах.

    Оценивание точности прогноза (в частности, с помощью доверительных интервалов) – необходимая часть процедуры прогнозирования. Обычно используют вероятностно-статистические модели восстановления зависимости, например, строят наилучший прогноз по методу максимального правдоподобия. Разработаны параметрические (обычно на основе модели нормальных ошибок) и непараметрические оценки точности прогноза и доверительные границы для него (на основе Центральной Предельной Теоремы теории вероятностей). Применяются также эвристические приемы, не основанные на вероятностно-статистической теории: метод скользящих средних, метод экспоненциального сглаживания.

    Многомерная регрессия, в том числе с использованием непараметрических оценок плотности распределения – основной на настоящий момент статистический аппарат прогнозирования. Нереалистическое предположение о нормальности погрешностей измерений и отклонений от линии (поверхности) регрессии использовать не обязательно; однако для отказа от предположения нормальности необходимо опереться на иной математический аппарат, основанный на многомерной Центральной Предельной Теореме теории вероятностей, технологии линеаризации и наследования сходимости. Он позволяет проводить точечное и интервальное оценивание параметров, проверять значимость их отличия от 0 в непараметрической постановке, строить доверительные границы для прогноза.

    Уравнение тренда временного ряда

    Рассматривая временной ряд как множество результатов наблюдений изучаемого процесса, проводимых последовательно во времени, в качестве основных целей исследования временных рядов можно выделить: выявление и анализ характерного изменения параметра у, оценка возможного изменения параметра в будущем (прогноз).

    Значения временного ряда можно представить в виде: Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных, где f (t) – неслучайная функция, описывающая связь оценки математического ожидания со временем, Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных– случайная величина, характеризующая отклонение уровня от f(t ).

    Неслучайная функция f (t) называется трендом. Тренд отражает характерное изменение (тенденцию) yt за некоторый промежуток времени. На практике в качестве тренда выбирают несколько возможных теоретических или эмпирических моделей. Могут быть выбраны, например, линейная, параболическая, логарифмическая, показательная функции. Для выявления типа модели на координатную плоскость наносят точки с координатами ( t, yt ) и по характеру расположения точек делают вывод о виде уравнения тренда. Для получения уравнения тренда применяют различные методы: сглаживание с помощью скользящей средней, метод наименьших квадратов и другие.

    Уравнение тренда линейного вида будем искать в виде yt=f(t ), где f (t) = a0+a1(t ).

    Пример 1. Имеется временной ряд:

    ti12345678910
    xti214468791211

    Построим график xti во времени. Добавим на графике линию тренда исходных значений ряда. При этом, щелкнув правой кнопкой мыши по линии тренда, можно вызвать контекстное меню «Формат линии тренда», а в нем поставить флажок «показывать уравнение на диаграмме», тогда на диаграмме высветится уравнение линии тренда, вычисленное встроенными возможностями Excel .

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Чтобы определить уравнение тренда, необходимо найти значения коэффициентов а0 и а1. Эти коэффициенты следует определять, исходя из условия минимального отклонения значений функции f (t) в точках ti от значений исходного временного ряда в тех же точках ti . Это условие можно записать в виде (на основе метода наименьших квадратов):

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    где n – количество значений временного ряда.

    Для того, чтобы найти значения а0 и а1, необходимо иметь систему из двух уравнений. Эти уравнения можно получить, используя условие равенства нулю производной функции в точках её экстремума. В нашем случае эта функция имеет вид Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных. Обозначим её через Q . Найдем производные функции Q(а0, а1) по переменным а0 и а1. Получим систему уравнений:

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Полученная система может быть преобразована (математически) в систему так называемых нормальных уравнений. При этом уравнения примут вид:

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Теперь необходимо решить преобразованную систему уравнений относительно а0 и а1. Однако предварительно следует составить и заполнить вспомогательную таблицу:

    tt 2хtхtt
    1122
    2412
    39412
    416416
    525630
    636848
    749749
    864972
    98112108
    1010011110
    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данныхРасчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данныхРасчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данныхРасчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Подставив значения n = 10 в систему уравнений (2), получим

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Решив систему уравнений относительно а0 и а1, получим а0 = -0,035, а1 = 1,17. Тогда функция тренда заданного временного ряда f (t) имеет вид:

    f (t) = -0,035 + 1,17t.

    Изобразим полученную функцию на графике.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Временной ряд приведен в таблице. Используя средства MS Excel :

    1. построить график временного ряда;
    2. добавить линию тренда и ее уравнение;
    3. найти уравнение тренда методом наименьших квадратов, сравнить уравнения (выше на графике и полученное);
    4. построить график временного ряда и полученной функции тренда в одной системе координат.

    1. Реализация аспирина по аптеке (у.е.) за последние 7 недель приведена в таблице:

    t1234567
    хti3,23,32,92,21,61,51,2

    2. Динамика потребления молочных продуктов (у.е.) по району за последние 7 месяцев:

    t1234567
    хti30292724252423

    3. Динамика числа работников, занятых в одной из торговых сетей города за последние 8 лет приведена в таблице:

    t12345678
    хti280361384452433401512497

    4. Динамика потребления сульфаниламидных препаратов в клинике по годам (тыс. упаковок):

    t12345678
    хti1421293338444650

    5. Динамика продаж однокомнатных квартир в городе за последние 8 лет (тыс. ед.):

    t12345678
    уt3940363436373335

    6. Динамика потребления антибиотиков в клинике (тыс. упаковок):

    t12345678
    хti1017181317212529

    7. Динамика производства хлебобулочных изделий на хлебозаводе (тонн):

    t12345678
    хti510502564680523642728665

    8. Динамика потребления противовирусных препаратов по аптечной сети в начале эпидемии гриппа (тыс. единиц):

    t12345678
    хti3642343812322620

    9. Динамика потребления противовирусных препаратов по аптечной сети в конце эпидемии гриппа (тыс. единиц):

    t12345678
    хti4652444832423630

    10. Динамика потребления витаминов по аптечной сети в весенний период (с марта по апрель) в разные годы (у.е.):

    t12345678
    хti0,91,71,51,71,52,12,53,6

    Пример 2. Используя данные примера 1, приведенного выше, вычислить точечный прогноз исходного временного ряда на 5 шагов вперед.

    Исходя из условия задачи, необходимо определить точечную оценку прогноза для t = 11, 12, 13, 14, 15, где t в данном случае – шаг упреждения.

    Рассмотрим решение этой задачи средствами Microsoft Excel . При решении данной задачи следует так же, как и в примере 1, ввести исходные данные. Выделив данные, построить точечный график, щелкнув правой кнопкой мыши по ряду данных, вызвать контекстное меню и выбрать «Добавить линию тренда».

    Щелкнув правой кнопкой мыши по линии тренда, вызвать контекстное меню, выбрать «Формат линии тренда», в окне Параметры линии тренда указать прогноз на 5 периодов и поставить флажок в окошке «Показывать уравнение на диаграмме (рис. 14.3 рис. 14.3.). В версии Excel ранее 2007 окно диалога представлено на рисунке 14.4 рис. 14.4.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Итоговый график представлен на рисунке 14.5 рис. 14.5.

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Значения прогноза для 11, 12, 13, 14 и 15 уровней получим, используя функцию ПРЕДСКАЗ( ). Данная функция позволяет получить значения прогноза линейного тренда. Вычисленные значения: 12,87, 14,04, 15,22, 16,39, 17,57.

    Значения точечного прогноза для исходного временного ряда на 5 шагов вперед можно вычислить и с помощью уравнения функции тренда f(t ), найденного по методу наименьших квадратов. Для этого в полученное для f (t) выражение необходимо подставить значения t = 11, 12, 13, 14, 15. В результате получим (эти значения следует рассчитать, сформировав формулу в табличном процессоре MS Excel ):

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данныхРасчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данныхРасчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данныхРасчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данныхРасчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    Сравнивая результаты точечных прогнозных оценок, полученных разными способами, выявляем, что данные отличаются незначительно, таким образом, в любом из способов расчета присутствует определенная погрешность (ошибка) прогноза (Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных).

    Используя значения временного ряда Задания 1 согласно вашего варианта, вычислить точечный прогноз на 4 шага вперед. Продлить линию тренда на 4 прогнозных значения, вывести уравнение тренда, определить эти значения с помощью функции ПРЕДСКАЗ() или ТЕНДЕНЦИЯ(), а также по выражению функции тренда f(t ), полученному по методу наименьших квадратов в Задании 1. Сравнить полученные результаты.

    Видео:Массивы. Описание, ввод и вывод элементов массиваСкачать

    Массивы. Описание, ввод и вывод элементов массива

    О линейном тренде

    Автор: Алексей Батурин.

    Из данного материалы вы узнаете, что важно знать о линейном тренде для прогнозирования :

    Линейный тренд разложим на «запчасти»;

    Как скорректировать значения линейного тренда и для чего;

    Линейный тренд – это функция y=ax+b, где

    Значение x – это номер периода во временном ряду (например, номер месяца, квартала, дня; См. статью о временных рядах.)

    y – это последовательность значений , которые мы анализируем (например, продажи по месяцам.)

    b – точка пересечения с осью y на графике (минимальный уровень);

    a – это значение, на которое увеличивается следующее значение временного ряда;

    Причем, если a>0, то динамика роста положительная,

    по 28-й — y=53934*28+1784066 = 3294218

    Получили прогнозные значения тренда с 15 по 28 месяца. Отношение прогноза к фактическим данным 1,34, т.е. прогнозируется рост на 34%.

    Как мы можем скорректировать прогнозные значения тренда?

    Если нас рост не устраивает, т.е. мы понимаем, что есть факторы, которые на него повлияют, мы можем скорректировать тренд.

    Скорректируем значение рассчитанного нами выше тренда y=53934x+1784066 – ряд 1 на графике:

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных
    Если изменяем значение «a» линейного тренда y=ax+b, то увеличиваем наклон тренда (ряд 3 на графике);

    Если изменяем значение «b» линейного тренда (Ряд 2), то тренд мы поднимаем параллельно ряду 1.

    Т.е. мы можем изменять наклон тренда, изменять уровень тренда, и одновременно и уровень и наклон — ряд 4 (пример во вложении).

    Теперь рассчитаем коэффициенты сезонности с помощью Forecast4AC PRO (лист «ForLin»). Умножим значения тренда на сезонность. Прогноз продаж готов! Также стоит учесть дополнительные факторы, кроме сезонности, которые влияют на объем продаж.

    Точных вам прогнозов!

    Присоединяйтесь к нам!

    Скачивайте бесплатные приложения для прогнозирования и бизнес-анализа:

    Расчет прогнозной величины описание тренд уравнением исторический анализ формирование массива данных

    • Novo Forecast Lite — автоматический расчет прогноза в Excel .
    • 4analytics — ABC-XYZ-анализ и анализ выбросов в Excel.
    • Qlik Sense Desktop и QlikView Personal Edition — BI-системы для анализа и визуализации данных.

    Тестируйте возможности платных решений:

    • Novo Forecast PRO — прогнозирование в Excel для больших массивов данных.

    Получите 10 рекомендаций по повышению точности прогнозов до 90% и выше.

    💥 Видео

    Структурированные типы данных. Массивы. Видеоурок 12. Информатика 11 классСкачать

    Структурированные типы данных. Массивы. Видеоурок 12. Информатика 11 класс

    Массивы в Java | Фрагмент лекции JavaRush - университетаСкачать

    Массивы в Java | Фрагмент лекции JavaRush - университета

    Формулы массивов в Excel (часть 1)Скачать

    Формулы массивов в Excel (часть 1)

    ИНФОРМАТИКА 9 класс: Массивы в Паскале | Одномерные массивы. Описание, заполнение вывод массиваСкачать

    ИНФОРМАТИКА 9 класс: Массивы в Паскале | Одномерные массивы. Описание, заполнение вывод массива

    Формулы массиваСкачать

    Формулы массива

    38 - Модуль "Сведение и анализ данных", Формулы массивовСкачать

    38 - Модуль "Сведение и анализ данных", Формулы массивов

    Динамические массивы в ExcelСкачать

    Динамические массивы в Excel

    Формулы массивов ➤ Excel для ПродвинутыхСкачать

    Формулы массивов ➤ Excel для Продвинутых

    Массив в ExcelСкачать

    Массив в Excel

    Структуры данных. Список на основе массиваСкачать

    Структуры данных. Список на основе массива

    Что такое массив. Примеры. Теория. Array. Одномерный массив. Синтаксис. C++. Урок #25.Скачать

    Что такое массив. Примеры. Теория. Array. Одномерный массив. Синтаксис.  C++. Урок #25.

    МассивыСкачать

    Массивы

    Уроки JavaScript для начинающих / #7 - Массивы данных. Одномерные и многомерные массивыСкачать

    Уроки JavaScript для начинающих / #7 - Массивы данных. Одномерные и многомерные массивы

    Поиск минимального и максимального значений по условиюСкачать

    Поиск минимального и максимального значений по условию

    Массивы в Excel часть первая, массивы и принцип их работыСкачать

    Массивы в Excel  часть первая, массивы и принцип их работы

    Уроки Java с нуля / #8 – Массивы данных. Одномерные и многомерные массивыСкачать

    Уроки Java с нуля / #8 – Массивы данных. Одномерные и многомерные массивы
    Поделиться или сохранить к себе: