统计预测与决策统计预测概述

统计预测和决策

普通高等教育“十一五”国家级规划教材徐国祥主编

上海财经大学出版社

2023/2/51LSXIESBASCUT李世烜

主讲

华南理工大学

工管学院

工业工程系

目录1统计预测概述2定性预测法

3回归预测法

4趋势外推法5时间序列平滑预测法6自适应过滤法7平稳时间序列预测法8干预分析模型预测法9景气预测法10灰色预测法

11状态空间模型和卡尔曼滤波12预测精度测定与预测评价13统计决策概述14风险型决策方法15贝叶斯决策方法16不确定型决策方法17多目标决策法2023/2/52LSXIESBASCUT1统计预测概述

1.2统计预测方法的分类及其选择

1.3统计预测的原则和步骤

1.1统计预测的概念和作用

回总目录2023/2/53LSXIESBASCUT1.1统计预测的概念和作用

一、统计预测的概念

概念:

预测就是根据过去和现在估计未来，预测未来。预测者根据有关的历史资料、数据，运用适当的理论和方法，对预测对象的未来状态进行分析、估计和推断，并对预测结果进行评价和应用的过程。

统计预测属于预测方法研究范畴，即如何利用科学的统计方法对事物的未来发展进行定量推测，并计算概率置信区间。

回总目录回本章目录2023/2/54LSXIESBASCUT实际资料是预测的依据；经济理论是预测的基础；数学模型是预测的手段。预测结果要能够应用统计预测的几个要素：统计预测方法是一种具有通用性的方法。回总目录回本章目录2023/2/55LSXIESBASCUT二、预测的基本功能基本功能：为决策系统提供制定决策所必须的未来信息。应用举例：

产品销售：产品销售额、市场占有份额、价格变动趋势等。

生产：产品的市场需求、库存量、原材料需求量等。人力资源规划：每类员工所需人数、人才流失状况预测等。2023/2/56LSXIESBASCUT二、统计预测、经济预测的联系和区别

两者的主要联系是：它们都以经济现象的数值作为其研究的对象；它们都直接或间接地为宏观和微观的市场预测、管理决策、制定政策和检查政策等提供信息；统计预测为经济定量预测提供所需的统计方法论。回总目录回本章目录2023/2/57LSXIESBASCUT从研究的角度看，统计预测和经济预测都以经济现象的数值作为其研究对象，但着眼点不同。前者属于方法论研究，其研究的结果表现为预测方法的完善程度；后者则是对实际经济现象进行预测，是一种实质性预测，其结果表现为对某种经济现象的未来发展做出判断。从研究的领域来看，经济预测是研究经济领域中的问题，而统计预测则被广泛地应用于人类活动的各个领域。

两者的主要区别是：回总目录回本章目录2023/2/58LSXIESBASCUT三、统计预测的作用

在市场经济条件下，预测的作用是通过各个企业或行业内部的行动计划和决策来实现的;

统计预测作用的大小取决于预测结果所产生的效益的多少。回总目录回本章目录2023/2/59LSXIESBASCUT

影响预测作用大小的因素主要有：预测费用的高低；预测方法的难易程度；预测结果的精确程度。回总目录回本章目录2023/2/510LSXIESBASCUT1.2统计预测方法的分类和选择统计预测方法可归纳分为定性预测方法和定量预测方法两类，其中定量预测法又可大致分为回归预测法和时间序列预测法;按预测时间长短，分为近期预测、短期预测、中期预测和长期预测;按预测是否重复，分为一次性预测和反复预测。一、统计预测方法的分类回总目录回本章目录2023/2/511LSXIESBASCUT预测方法定性预测是指依靠人的观察分析能力，借助于经验和判断能力进行预测的方法。定量预测主要依靠历史统计数据，在定性分析的基础上，运用数学方法构造数学模型进行预测的方法。2023/2/512LSXIESBASCUT二、统计预测方法的选择回总目录回本章目录1.预测的目标特性预测目标用于战略性决策，要求采用适于中长期预测的方法，但对其精度要求较低。用于战术性决策，要求适于中期和近期预测的方法，对其精度要求较高。用于业务性决策，要求采用适于近期和短期预测的方法，且要求预测精度高。2.预测的时间期限适用于近期与短期的预测方法：有移动平均法、指数平滑法、季节指数预测法、直观判断法等。适用于１年以上的短期与中期的预测方法有：趋势外推法、回归分析法、经济计量模型预测法。适用于５年以上长期预测的方法有：经验判断预测法、趋势分析预测法。3.预测的精度要求满足较高精度要求的预测方法有：回归分析预测法、经济计量模型预测法等。精度要求较低的预测方法有：经验判断预测法、移动平均预测法、趋势外推预测法等。2023/2/513LSXIESBASCUT二、统计预测方法的选择回总目录回本章目录1.预测的目标特性2.预测的时间期限3.预测的精度要求4.预测的费用预算预测方法的选择，既要达到精度的要求，满足预测的目标需要，还要尽可能节省费用。即：既要有高的经济效率，也要实现高的经济效益。用于预测的费用包括调研费用、数据处理费用、程序编制费用、专家咨询费用等。费用预算较低的方法有：经验判断预测法、时间序列分析预测法有及其他较简单的预测模型法。费用预算较高的方法有：经济计量模型预测法及大型的复杂的预测模型方法。5.资料的完备程度与模型的难易程度1）资料的完备程度在诸多预测方法中，凡是需要建立数学模型的方法，对资料的完备程度要求较高，当资料不够完备时，可采用专家调查法等经验判断类预测方法。2023/2/514LSXIESBASCUT二、统计预测方法的选择回总目录回本章目录1.预测的目标特性2.预测的时间期限3.预测的精度要求4.预测的费用预算5.资料的完备程度与模型的难易程度2）模型的难易程度在预测方法中，因果分析方法都需建立模型，其中有些方法的建模要求预测者有较坚实的预测基础理论和娴熟的数学应用技巧。因此，预测人员的水平难以胜任复杂模型的预测方法时，则应选择较为简易的方法。6.历史数据的变动趋势在定量预测方法的选择中，必须以历史数据的变动趋势为依据。在实际的应用中，通常使用的曲线预测模型有指数曲线（修正指数曲线）、线性模型、抛物曲线、龚珀兹曲线等。2023/2/515LSXIESBASCUT方法章时间范围

适用情况计算机硬件最低要求应做工作定性预测法2短、中、长期对缺乏历史统计资料或趋势面临转折的事件进行预测计算器需做大量的调查研究工作一元线性回归预测法3短、中期自变量与因变量之间存在线性关系计算器为两个变量收集历史数据，此项工作是此预测中最费时的多元线性回归预测法3短、中期因变量与两个或两个以上自变量之间存在线性关系在两个自变量情况下可用计算器，多于两个自变量的情况下用计算机为所有变量收集历史数据是此预测中最费时的非线性回归预测法3短、中期因变量与一个自变量或多个其它自变量之间存在某种非线性关系在两个变量情况下可用计算器，多于两个变量的情况下用计算机必须收集历史数据，并用几个非线性模型试验趋势外推法4中期到长期当被预测项目的有关变量用时间表示时，用非线性回归与非线性回归预测法相同只需要因变量的历史资料，但用趋势图做试探时很费时回总目录回本章目录P42023/2/516LSXIESBASCUT方法章时间范围

适用情况计算机硬件最低要求应做工作分解分析法4短期适用于一次性的短期预测或在使用其他预测方法前消除季节变动的因素计算器

只需要序列的历史资料移动平均法5短期不带季节变动的反复预测计算器只需要因变量的历史资料，但初次选择权数时很费时间指数平滑法5短期具有或不具有季节变动的反复预测在用计算机建立模型后进行预测时，只需计算器就行了只需要因变量的历史资料，是一切反复预测中最简易的方法，但建立模型所费的时间与自适应过滤法不相上下自适应过滤法6短期适用于趋势型态的性质随时间而变化，而且没有季节变动的反复预测计算机只需要因变量的历史资料，但制定并检查模型规格很费时间平稳时间序列预测法7短期适用于任何序列的发展型态的一种高级预测方法计算机计算过程复杂、繁琐回总目录回本章目录2023/2/517LSXIESBASCUT方法章时间范围

适用情况

计算机硬件最低要求应做工作干预分析模型预测法8短期适用于当时间序列受到政策干预或突发事件影响的预测计算机

收集历史数据及影响时间景气预测法9短、中期适用于时间趋势延续及转折预测计算机收集大量历史资料和数据，并需大量计算灰色预测法10短、中期适用于时间序列的发展呈指数型趋势计算机收集对象的历史数据状态空间模型和卡尔曼滤波11短、中期适用于各类时间序列的预测计算机收集对象的历史数据，并建立状态空间模型回总目录回本章目录2023/2/518LSXIESBASCUT

选择统计预测方法时，主要考虑下列三个问题：

合适性费用精确性回总目录回本章目录2023/2/519LSXIESBASCUT预测技术的发展历史指数法1878“连续指数”对经济前景预测统计图示法1888彩色条形图，市场、行情报告时间序列预测法1915剔除长期趋势，求得循环变动指数领先指标法1937经时序分析，把经济指标分为领先指标、同步指标、滞后指标等专家判断法40年代美国兰德公司Delph法经济计量模型法1939博克思－詹金斯法1970组合预测法1979灰色系统预测法1982神经网络技术预测法19872023/2/520LSXIESBASCUT

在统计预测中的定量预测要使用模型外推

法，使用这种方法有以下重要的原则：1.3统计预测的原则和步骤

一、统计预测的原则（预测的基本原理）回总目录回本章目录2023/2/521LSXIESBASCUT

连贯原则，指事物的发展是按一定规律进行的，在其发展过程中，这种规律贯彻始终，不应受到破坏，它的未来发展与其过去和现在的发展没有什么根本的不同。回总目录回本章目录（趋势外推的理论依据）事物的发展变化与其过去的行为总有或大或小的联系，过去的行为影响现在，也影响未来，这种现象称之为“惯性现象”。2023/2/522LSXIESBASCUT

类推原则，指事物必须有某种结构，其

升降起伏变动不是杂乱无章的，而是有章

可循的。事物变动的这种结构性可用数学

方法加以模拟，根据所测定的模型，类比

现在，预测未来。回总目录回本章目录是从已知领域过渡到未知领域的探索，是一种重要的创造性方法。类比物之间的相似特征越多，类比越可靠。2023/2/523LSXIESBASCUT类---------比2023/2/524LSXIESBASCUT

相关原则，就是研究预测对象与其相关事

物间的相关性，利用相关事物的特性来推断

预测对象的未来状态。

回总目录回本章目录同步相关

气候变化—>空调销量

异步相关

工资调整—>物价变化

主要表现形式：因果关系2023/2/525LSXIESBASCUT

概率推断原则，就是当预测结果以较大概

率出现时，认为这个结果可以成立。

回总目录回本章目录降雨概率产品销售市场自然状态发生可能性大小2023/2/526LSXIESBASCUT

确定预测目的搜索和审核资料分析预测误差，改进预测模型选择预测模型和方法提出预测报告二、统计预测的步骤简图回总目录回本章目录2023/2/527LSXIESBASCUT预测的基本程序

1）确定预测目标——预测对象，目的，时间等2）收集、整理有关资料－资料内容：分析与预测目标相关的因素；市场调查、资料收集与整理3）选择预测方法——各种预测方法；人、财、物的限制4）建立预测模型——主要是数学模型5）评价预测模型——从逻辑上、数学理论上进行检验。检验后方可用于预测6）预测——输入数据，预测计算7）分析、评价预测结果——如根据经验判断可信，采用。否则，寻找原因，改进预测。也可用多种预测方法验证预测结果。2023/2/528LSXIESBASCUT预测资料的收集与整理

1．资料收集数据类型：纵向资料——依时间顺序排列横向资料——某个时期或时点的多视角资料例观察某种树木的生长过程。纵向：从幼苗破土到长成参天大树，再走向死亡。横向：森林中观察幼苗、小树、大树、老树的生长特点，作为其生长时间序列。2023/2/529LSXIESBASCUT2.数据分析与预处理

未经整理与加工的原始资料一般较为杂乱，需加工整理后才能用于预测。分析目的：真实性、完整性、准确性、可用性？预处理的步骤：

第一步，审查所收集的资料是否完整，详细程度是否合乎要求，是否合理，是否有虚假成分。第二步，判断是否有异常数据。鉴别方法：图形观察法、统计滤波法某企业2009年的产品销售量如下表

2023/2/530LSXIESBASCUT异常数据？原因分析？设备故障；外销

2023/2/531LSXIESBASCUT2023/2/532LSXIESBASCUT2.数据分析与预处理

预处理的步骤：

第三步对有缺陷的资料进行适当加工以满足预测要求。（包括异常数据、残缺数据）剔除法插补法（平均值、算术平均值、几何平均值、计算方法中的插值法，等等）KEY：针对具体问题分析，选取合适的方法。2023/2/533LSXIESBASCUT三、统计预测的评价回总目录回本章目录准确性与预测对象的变化与复杂程度成反向变化人们的认识能力有限

随机现象可以用概率统计研究，但不能消除随机性

预测活动本身也在“干扰”未来预测对象的未来特性具有测不准性。标准：准确性？2023/2/534LSXIESBASCUT预测的类型区分从预测活动对预测结果的影响考虑，可以将预测分为三类：

决策者无法控制，也难以影响预测结果能否实现的预测。

天气预报

决策者能部分影响或控制结果是否实现

诸葛亮：三分天下

决策者可以完全控制预测结果能否实现的预测如：自成功预测自失败预测绝大多数技术预测属于第二类预测。能否预期实现只能作为第一类预测的标准。

2023/2/535LSXIESBASCUT预测的评价预测结果的评价主要看其是否可信、有效。是否可信，至少要考虑如下几个方面：1）

预测结果应该是历史与现实的合理延伸。例：抗日战争，持久战2）

预测应具有可检验性。

预测资料来源及真实性、预测模型的合理性、预测结果的逻辑性都可检验。无论由谁来预测，结果