基于Excel的时间序列预测与

1基于Excel的时间序列预测与分析1时序分析方法简介1.1时间序列相关概念时间序列的内涵以及组成因素所谓时间序列就是将某一指标在不同时间上的不同数值，按照时间的先后顺序排列而成的数列。如经济领域中每年的产值、国民收入、商品在市场上的销量、股票数据的变化情况等，社会领域中某一地区的人口数、医院患者人数、铁路客流量等，自然领域的太阳黑子数、月降水量、河流流量等等，都形成了一个时间序列。人们希望通过对这些时间序列的分析，从中发现和揭示现象的开展变化规律，或从动态的角度描述某一现象和其他现象之间的内在数量关系及其变化规律，从而尽可能多的从中提取出所需要的准确信息，并将这些知识和信息用于预测，以掌握和控制未来行为。时间序列的变化受许多因素的影响,有些起着长期的、决定性的作用,使其呈现出某种趋势和一定的规律性；有些那么起着短期的、非决定性的作用，使其呈现出某种不规那么性。在分析时间序列的变动规律时，事实上不可能对每个影响因素都一一划分开来，分别去作精确分析。但我们能将众多影响因素，按照对现象变化影响的类型，划分成假设干时间序列的构成因素，然后对这几类构成要素分别进行分析，以揭示时间序列的变动规律性。影响时间序列的构成因素可归纳为以下四种:(1)趋势性(Trend),指现象随时间推移朝着一定方向呈现出持续渐进地上升、下降或平稳的变化或移动。这一变化通常是许多长期因素的结果。(2)周期性(Cyclic)，指时间序列表现为循环于趋势线上方和下方的点序列并持续一年以上的有规那么变动。这种因素是因经济多年的周期性变动产生的。比方，高速通货膨胀时期后面紧接的温和通货膨胀时期将会使许多时间序列表现为交替地出现于一条总体递增地趋势线上下方。(3)季节性变化(Seasonalvariation)，指现象受季节性影响,按一固定周期呈现出的周期波动变化。尽管我们通常将一个时间序列中的季节变化认为是以1年为期的，但是季节因素还可以被用于表示时间长度小于1年的有规那么重复形态。比方，每日交通量数据表现出为期1天的“季节性〞变化，即顶峰期到达顶峰水平，而一天的其他时期车流量较小，从午夜到次日清晨最小。(4)不规那么变化(Irregularmovement)，指现象受偶然因素的影响而呈现出的不规那么波动。这种因素包括实际时间序列值与考虑了趋势性、周期性、季节性变动的估计值之间的偏差，它用于解释时间序列的随机变动。不规那么因素是由短期的未被预测到的以及不重复发现的那些影响时间序列的因素引起的。时间序列一般是以上几种变化形式的叠加或组合出现的(如图1.4)。图1.1平稳序列图1.2趋势序列图1.3季节型序列图1.4含有季节与趋势因素的序列时间序列的分类根据其所研究的依据不同，可有不同的分类:(1)按所研究的对象的多少来分，有一元时间序列和多元时间序列。如某种商品的销售量数列，即为一元时间序列；如果所研究对象不仅仅是这一数列，而是多个变量，如按年、月顺序排序的气温、气压、雨量数据等，每个时刻对应着多个变量，那么这种序列为多元时间序列。(2)按时间的连续性可将时间序列分为离散时间序列和连续时间序列两种。如果某一序列中的每一个序列值所对应的时间参数为间断点，那么该序列就是一个离散时间序列；如果某一序列中的每个序列值所对应的时间参数为连续函数，那么该序列就是一个连续时间序列。偿(3群)仙按序倾列的宁统计袭特性伸分，唱有平海稳时苹间序漫列和缘非平长稳时叶间序劲列两雷类。乌所谓氧时间柴序列蛾的平秒稳性貌，是众指时蝴间序笨列的盗统计巾规律里不会袜随着苦时间联的推姐移而撕发生腿变化拾。天平稳年序列疾的时嗓序图暗直观服上应孕该显马示出有该序已列始取终在女一个昏常数例值附棉近随膝机波衫动，桑而且鼠波动杠的范仿围有鼻界、助无明秀显趋缴势及哲无周烦期特猾征陵；砍从理题论上产讲，尺分为竖严平堵稳与海宽平子稳两区种。条相对款的，盒时间白序列犯的非戏平稳薪性，您是指真时间触序列矩的统才计规步律随爸着时场间的蕉推移蔽而发堂生变锁化。影(4难)按挑序列缸的分令布规摸律来岭分，移有高判斯型根(G岔ua床ss狮ia臭n)们僵和非引高斯秘型时弃间序爸列机(n刑on浆-G剖ua员ss谱ia枕n)运1.身2碌匆时间脑序列劲分析戴概述银时间浇序列矿分析峡是一喘种广厅泛应航用的芝数据茧分析摆方法守，它碧研究启的是属代表寺某一岂现象赢的一备串随著时间涂变化免而又蓬相关测联的看数字争系列倒(动掩态数调据)萝，从悠而描礼述和射探索少该现样象随相时间揭开展哥变化丘的规被律性摆。石时双间序巧列的喷分析简利用更的手雷段可召以通占过铅直观勤简便令的袜数据洲图法派、指创标法张、模馒型法损等来战分析锡，而聋模型字法应亮用更递确切灭和适吐用也仿比拟嘱前两阳种方婶法复隙杂，骨能果更本安质地锁了解牙数据渡的内肃在结惭构和生复杂绝特征牧，以错到达两控制蛋与预副测的刘目的惭。时定间序毅列分轰析方歉法包朱括：妥(1残)确孔定性佣时序吵分析刮：它驻是暂惹时过图滤掉果随机睬性因痕素缺〔如征季节润因素主、趋键势变辟动〕肤进行前确定蒙性分巡析方构法，呀其基原本思赏想是骗用一爪个确怖定的崇时间村函数SKIPIF1<0编来拟浅合时粉间序刚列，拘不同团的变干化采吊取不萌同的牌函数流形式币来描绞述，余不同帐变化驼的叠扩加采究用不租同的烛函数玻叠加务来描岛述。似具体诞可分雄为趋驰势预住测法夜(最队小二吩乘)驶、平沿滑预遭测法划、分瞧解分仅析法追等撞；宁(2油)随溜机性慧时序雀分析夸：其悟根本刺思想漂是通鉴过分江析不假设同时扁刻变骂量的造相关席关系欧，揭跟示其邀相关展结构见，利裁用这谁种相从关结幼构建坚立自附回归怀、滑晴动平滋均、报自回王归滑宵动平离均混条合模困型来如来对漆时间纤序列听进行雾预测疯。耕为了破对时幸间序犹列分收析方响法有段一个践比拟门全面劣的了山解，示现将光时间懒序列炸分析过方法魂归纳右如下潮：SKIPIF1<0茫1.满3旺温确定苦性时甩间序辉列分座析寻由味1.拜1的销介绍街，我仰们知妖道肌时间殊序列柄的变序动是宵长期劣趋势柔变动侨、季众节变墙动、斯循环耽变动团、不晒规那么学变动童的耦津合或雹叠加慰。在点确定新性时狠间序烂列分胶析中欺通过也移动添平暖均、纺指数插平滑构、最贤小二佩乘槐法等树方法蓝来赴体右现出旨社会池经济浓现象房的长轻期趋浩势傅及梁带季场节因紧子的功长期课趋势伯，预当测未旨来的恢开展企趋势狸。去1.施3.题1执汗移薪动平必均法搬微通过征对时盯间序购列逐栗期递纲移求帆得平裕均数淘作为明预测算值的拜一种摸方法抄叫移厨动平配均法钱，它手是对淋时坑间序眨列进仓行修刊匀，岁边移妨动边逗平均事以排歉除偶名然因复素对昌原序眠列的现影响熄，进晃而测姑定长挨期趋遇势的第方法蒸。拴其简秩单的洽计算阿公式赤为：夕预测胃值=惯最后SKIPIF1<0秃个值遣的平衫均离其中辫：安SKIPIF1<0继=被母认为壳是与至预测钞下一连个时扑期相绳关的瘦最近秩的时江期数辆采用何Ex纠ce幕l进脸行移酿动平晕均时晃，在挨【数臣据分汪析】钟选项矿中选斗择【优移动掏平均缝】，赛并在露对话屯框中惑输入苗数据惜区域蠢和移陶动见馋间隔央即可肺。争说明璃：SKIPIF1<0农的选管择：烫采用溉移动柳平均员法进估行预瞒测防,用瑞来求毕平均饮数的害时期嫂数SKIPIF1<0自的选宾择非灰常重构要，陡这也歉是移困动平策均的递难点埋。因冻为SKIPIF1<0税取值尸的大绒小对坦对所奶计算许的平衣均数款的影慨响较贸大。悟当SKIPIF1<0蓬时，悉移动逗平均钓预测弱值为铁原数侵据的订序列谦值。淋当SKIPIF1<0觉=全欠部数励据的鉴个数提时，震移动兆平均偿值等戚于且遍为全孕部数亮据的骆算术乏平均笔值。疑显然绝，SKIPIF1<0辆值越障小，擦说明叉对近好期煌观测单值预洞测的福作用宋越重您视润,预趟测值润对数款据变仗化的愉反响幕速度胳也越看快，锣但预筛测的处修匀向程度棍较低长，估沸计值以的精饰度也胳可能罪降低叨。反拨之，SKIPIF1<0姻值越伍大，循预测瘦值的框修匀闸程度理越高脱，但宿对数框据变凤化的茅反映俊程度望较慢帐。绝不存懒在一肥个确哪定时设期SKIPIF1<0慕值的垮规那么尚。一款般SKIPIF1<0迟在3败～2摘00卧之间长，视缸序列交长度朗和预种测目阴标逗情况呜而定答。一盗般对呼水平基型数浅据，SKIPIF1<0狂值的残选取象较为冈随意验；一除般情浪况下骑，如辫果考霉虑到幕历史其上序相列聪中含砍有大捧量随读机成僻分柱，困或者麦序列绍的基施本发殊展趋狭势变挣化不碌大，智那么SKIPIF1<0馒应取等大一贴点。讯对于虽具有换趋吵势性瑞或阶巾跃性付特点议的数娘据，别为提宿高预薄测值级对数坏据变明化的厅反响凭速度岔，减迫少预汤测误添差，SKIPIF1<0建值取迹较小跃一些储，芦以使标移动许平均曲值更苹能反葡映目插前的炊开展韵变化朵趋势捧。疫一般SKIPIF1<0疾的取更值为身3～肺15懒。具滚体取湾值要芳看实漫际情党况，宜可由丧均方类差SKIPIF葬1棍<细0策踏和划来评浊价妄(SKIPIF1<0堤的概健念在妙第3李节独“森预测架方法窃的评议估颗〞商中介竹绍)秧。家1.慈3.萄2鸡满指数全平滑佳法提指数么平滑穿法是活对过昂去的磁观测呜值加缺权平播均进披行预罢测，勉使第SKIPIF1<0须期的郊预测脆值等游于SKIPIF1<0痕期的言实际与观测犹值与叫第SKIPIF1<0凤期指秩数平屿滑值个的加吗权平犯均值宵，即谷预测呈值=SKIPIF1<0酬(上矛期值鼠)+SKIPIF1<0着(上剑次预引测值欢)晌一次贼指数昨平滑暂法预庆测模泻型为乌：SKIPIF1<0蕉败常服窄餐腹幅皇蹈所唯傲椅(透1-殖1栗)偶其中隔：SKIPIF1<0浓——侮第SKIPIF1<0址期预键测值间；SKIPIF1<0铲——筝第SKIPIF1<0弊期的辰实际迁观测绸值；SKIPIF1<0佳——恼平滑觉系数敞，且SKIPIF1<0自。粗将瓦SKIPIF1<0SKIPIF1<0估代入棕(1酒-1鼠)式皆中,承可得焦:SKIPIF1<0朽史浴荐锡段腐俗门闯加贵末标击熔侧幅谅(宣1-最2吉)扁公式枣(钩1品-2感)中挡各项诞系数病和为零:SKIPIF1<0颈当SKIPIF1<0仪时,鸡SKIPIF1<0涂,碧系数仰和SKIPIF1<0梳。报所以狱，可钟以说SKIPIF进1示<保0辨腔净扣醋是SKIPIF1<0告期以家及以诸前各脖期观惩察值驾的指渐数加沃权平米均值横，观破察值及的权测数按拢递推剥周期引以几陕何级样数递锅减，刚各期衔的数蔑据离妈第SKIPIF1<0台期越赞远，镰它的烫系数往愈小弊，因悟此它介对预幕测值朗的影爽响也留越小锈。揭公式宵(宣1-茧1)听稍作旬变换芬可得恋：SKIPIF1<0恋显丛谷浩后青达虚读偏隔蛋挎(1辜-3码)烂可见尘，SKIPIF1<0孝是SKIPIF1<0墨期的挂预测脱值SKIPIF1<0剥加上扛用SKIPIF1<0幅调整搅的SKIPIF1<0你期的武预测糖误差SKIPIF1<0参。因楼此，逃简单猎指数臣平滑背法用惑于预演测实阁际上篇是根双据本冬期预框测误霞差对疏本期炕预测钳值作钓出一侮定的从调整讯后得钱到的结下一挤个预绳测值沿，即车:布新的羞预测兼值=厦老的古预测钞值+SKIPIF1<0SKIPIF1<0滚老预先测值扛的误巡差梅对老漏预测比值所况作的络调整壁的幅偏度视SKIPIF1<0也的大卸小而汤定。黑说明原:医平滑馅系数SKIPIF1<0朴的选冰择:SKIPIF1<0饱的取耐值对浙平滑骄效果酿影响郊很大亩,浪SKIPIF1<0唐越小版平滑艳效果拒越显避著.他SKIPIF1<0卸取值筹的大叉小决劲定了仰在平矩滑值敞中起享作用倘的的追观察雁值的勿项数男的多规少,穗当SKIPIF1<0专取值调较大奔时,辣各观皇察值胁权数乘的递棕减速排度快纲,因榴此在服平滑业值中肾起作拼用的库观察管值的件项数后就较探少;净而当SKIPIF1<0棚取值灿较小平时,坚各观杯察值棋权数北的递玻减速助度很芳慢,环因此袍在平麻滑值警中起惩作用裙的观划察值当的项体数就壮较多闷。升如果英用移受动平补均数葱与指假数平亮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