После построения графика (рис. 2) можно сделать вывод о наличии возрастающей тенденции. После построения сглаженного ряда стало более наглядно видно наличие возрастающей тенденции.
2). а) Метод Фостера – Стюарта
t | Yt | Ut | lt | S | D | Pt |
1 | 11,9 | - | - | - | - | - |
2 | 12,6 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
3 | 12,2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
4 | 13,9 | 1 | 0 | 1 | 1 | 3 |
5 | 14,3 | 1 | 0 | 1 | 1 | 4 |
6 | 14,6 | 1 | 0 | 1 | 1 | 5 |
7 | 15,3 | 1 | 0 | 1 | 1 | 6 |
8 | 14,4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 |
9 | 15,8 | 1 | 0 | 1 | 1 | 8 |
10 | 16,7 | 1 | 0 | 1 | 1 | 9 |
11 | 17,4 | 1 | 0 | 1 | 1 | 10 |
12 | 16,1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 9 |
175,2 | 8 | 8 | 61 |
Выдвинем нулевую гипотезу: во временном ряде (данные графы 2) нет тенденции среднего уровня и нет тенденции дисперсии. Для проверки выдвинутой нулевой гипотезы необходимо рассчитать по формулам
и значения t1 и t2. Но для этого надо знать значения μ, σ1,σ2 . В приложении 1 приведены данные для n=10 и для n=15, а нам надо найти данные для n=12.Для нахождения данных при n=12 используем принцип интерполяции, предположив, что эти данные в интервале от n=10 до n=15 изменяются линейно, т.е. равномерно. Поэтому нам нужно к значениям данных при n=10 прибавить их изменения за два (2=12–10) шага и получить искомые данных.
Найдем μ для n=12 следующим образом. Значение μ для n=10, согласно приложению 1, равно 3,858. Увеличение μ при изменении n на 2 шага найдем следующим образом
.Отсюда μ(12)=μ(10)+Δμ=3,858+0,311=4,169. Аналогичным образом найдем значения для σ1(12)=1,381 и для σ2(12)=2,040. По формулам (2.7) найдем значения t1 и t2
= (8 – 4,169)/1,381 = 3,326; = (8-0)/2,040 = 3,92Случайные величины t1 и t2 имеют распределение Стьюдента с числом степеней свободы К = n – 1 = 12 – 1 = 11 и уровнем значимости a, который может принимать значения 0,01; 0,05 и т.д. Примем уровень значимости (вероятность, с которой исследователь может ошибиться), равный 0,05 (5%). На основе выбранного уровня значимости а = 0,05 рассчитаем доверительную вероятность: g = 1 – а = 1 – 0,05 = 0,95.
По числу степеней свободы К = 11 и величине доверительной вероятности g = 0,95 по таблице «Значение t-критерия Стьюдента» (Приложение 1)определим табличное значение случайной величины (tg): tg = 2,201.
Расчетные значения t1 и t2 сопоставим с табличным tg.
Если сопоставить расчетные значения t1 и t2 с табличным tg, то может возникнуть четыре ситуации.
1) |t1| > |tg|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции отвергается и с вероятностью g во временном ряде имеет место тенденция дисперсии.
2) |t1| < |tg|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции принимается и с вероятностью g во временном ряде нет тенденции дисперсии.
3) |t2| > |tg|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции отвергается и с вероятностью g во временном ряде имеет место тенденция в среднем.
4) |t2| < |tg|.
Данный вариант означает, что нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции принимается и с вероятностью g во временном ряде нет тенденции в среднем.
1) 3,326 > 2,201; 3,92 > 2,201Þ нулевая гипотеза об отсутствии в ряде тенденции отвергается и с вероятностью g = 0,95 можно говорить, что во временном ряде имеет место тенденция дисперсии
б) Метод коэффициента Кенделла
Определим расчетное значение коэффициента Кендэла (tр):
tр = | 4 × р | – 1, |
n× (n – 1) |
где n – количество уровней во временном ряде.
tр = | 4 × 61 | – 1 = 0,85 |
12 × (12 – 1) |
Коэффициент Кендэла является случайной величиной, соответствует нормальному распределению и изменяется от -1 до +1. Теоретическими характеристиками коэффициента Кендэла являются математическое ожидание, которое равно нулю (Мt = 0) и дисперсия, рассчитываемая по формуле:
st2 = | 2 × (2 × n + 5) | . |
9 × n ×(n – 1) |
st2 = | 2 × (2 × 12 + 5) | = | 58 | = 0,049 |
9 × 12 × (12 – 1) | 1188 |
Если сопоставить расчетное и теоретическое значение коэффициента Кендэла, то может возникнуть три ситуации.
1) (0 – td×
) < tр < (0 + td× ),где td – коэффициент доверия.
Данный вариант означает, что с вероятностью td во временном ряде нет тренда.
2) tр < (0 – td×
)Данный вариант означает, что с выбранной вероятностью в ряде имеет место убывающая тенденция.
3) tр > (0 + td×
)Данный вариант означает, что с выбранной вероятностью в ряде имеет место возрастающая тенденция.
При выбранной вероятности 0,95 (95%) коэффициент доверия td = 1,96.
tр > (0 + 1,96 ×
)0,85 > + 0,434
Таким образом, с вероятностью 0,95 (95%) можно говорить о наличии в ряде возрастающей тенденции в среднем (тренда).
В ходе анализа временного ряда на наличие в нем тенденции среднего уровня (тренда) по методу Фостера – Стюарта и методу коэффициента Кенделла получены аналогичные результаты. Следовательно, в ряде отмечается возрастающая тенденция в среднем.
Таким образом, визуальная оценка нашла свое подтверждение в ходе аналитических расчетов с использованием соответствующих методов оценки временного ряда на наличие в нем тенденции.
3). Метод усреднения по левой и правой половине
Метод усреднения по левой и правой половине - графический метод, используется для нахождения параметров линейного тренда.
Для нахождения параметров а0 и а1 разделим исходные данные пополам и по каждой половине рассчитаем средние значения фактора и уровня ряда.
1 = | 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 | = 3,5 |
6 |
1 = | 11,9 + 12,6 + 12,2 + 13,9 + 14,3 + 14,6 | = 13,25 |
6 |
2 = | 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12 | = 9,5 |
6 |
2 = | 15,3 + 14,4 + 15,8 + 16,7 + 17,4 + 16,1 | = 15,95 |
6 |
В результате расчетов получили две точки: А (3,5; 13,25), В (9,5; 15,95).
Построим графическую модель исходного временного ряда и найдя точки А и В, проведем через них прямую, которая будет отображать тенденцию исходного временного ряда (рис. 3).
а1 = | – а0 |
t |
Зададимся произвольным значение параметра t (например, t = 3,5). По графику модели найдем значение параметра а0 (а0 = 13,45). Рассчитаем значение параметра а1.
а1 = | 13,25 – 11,8 | = 0,41 |
3,5 |
Таким образом, уравнение линейного тренда будет иметь следующий конкретный вид:
= 11,8+ 0,41t.4). Расчет параметров линейного тренда
t= а0 + а1t по исходным данным методом МНК.