Chương 14 CHUỖI THỜI GIAN VÀ DỰ BÁO TRÊN CHUỖI THỜI GIAN

Transcript

1 Chương 14 CHUỖI THỜI GIAN VÀ DỰ BÁO TRÊN CHUỖI THỜI GIAN Ths. Nguyễn Tến Dũng Vện Knh tế và Quản lý, Trường ĐH Bách khoa Hà Nộ Emal:

2 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG Sau kh học xong chương này, ngườ học sẽ Phát bểu được chuỗ thờ gan là gì Phân bệt được các khá nệm và các cách tếp cận trong dự báo Thực hện được các phương pháp dự báo dựa trên chuỗ thờ gan: lượng tăng gảm tuyệt đố, tốc độ phát trển bình quân Thực hện được một số phương pháp dự báo theo mô hình nhân 2013 Nguyễn Tến Dũng 2

3 CÁC NỘI DUNG CHÍNH 14.1 CHUỖI THỜI GIAN 14.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO DỰA TRÊN CHUỖI THỜI GIAN 14.3 DỰ BÁO BẰNG MÔ HÌNH NHÂN 2013 Nguyễn Tến Dũng 3

4 14.1 CHUỖI THỜI GIAN Khá nệm Các đạ lượng mô tả chuỗ thờ gan 2013 Nguyễn Tến Dũng 4

5 Khá nệm Tme-seres data Chuỗ các gá trị của một chỉ têu NC (đạ lượng) được sắp xếp theo thứ tự thờ gan Y = {Y 1, Y 2, Y 3,... Y n } Chuỗ số thờ kỳ: DL thu thập trong kỳ Có tính cộng: cộng các thờ kỳ khác nhau vớ nhau được TD Chuỗ số thờ đểm DL thu thập tạ một thờ đểm Không cộng lạ vớ nhau để đưa ra con số tích luỹ được TD 2013 Nguyễn Tến Dũng 5

6 Các đạ lượng mô tả chuỗ thờ gan Gá trị TB Chuỗ thờ kỳ Chuỗ thờ đểm Nếu khoảng cách gữa các thờ đểm bằng nhau Y 1 n Y n 1 1 Y (0,5 Y1 Y2 Y3... Yn 1 0,5 Yn ) n 1 Nếu khoảng cách gữa các thờ đểm không bằng nhau, nhưng thờ gan NC là lên tục Y n 1 n 1 Yt t 2013 Nguyễn Tến Dũng 6

7 Lượng tăng gảm tuyệt đố Lượng tăng gảm tuyệt đố lên hoàn Lượng tăng gảm tuyệt đố định gốc Y Y (=2,n 1 ) Y n n 2 Y (=2,n 1 ) Lượng tăng gảm tuyệt đố TB n 1 n1 n Nguyễn Tến Dũng 7

8 Tốc độ phát trển Tốc độ phát trển lên hoàn t Y Y 1 Tốc độ phát trển định gốc Lên hệ gữa tốc độ phát trển lên hoàn và tốc độ phát trển định gốc T n Y Y n 1 n 2 t T Y Y 1 Tốc độ phát trển TB n t n1 t n 1 Tn Nguyễn Tến Dũng 8

9 Tốc độ tăng trưởng Tốc độ tăng trưởng lên hoàn Tốc độ tăng trưởng định gốc Tốc độ tăng trưởng TB 2013 Nguyễn Tến Dũng Y Y a t Y Y Y A T Y Y 1 a t

10 Trị tuyệt đố của 1% tăng trưởng lên hoàn Phản ánh 1% tăng gảm của 2 thờ kỳ đứng lền nhau tương ứng vớ số tuyệt đố là bao nhêu. g Y Y 1 Y 1 a.100 Y Y Y Nguyễn Tến Dũng 10

11 14.2 DỰ BÁO DỰA TRÊN CHUỖI THỜI GIAN Hoạch định tốt Thành công cao Dự báo hoạch định (lập kế hoạch) Các cách tếp cận trong DB Cách tếp cận định tính: phỏng vấn sâu, thảo luận nhóm đố vớ chuyên ga và khách hàng Cách tếp cận định lượng: Sử dụng X để dự báo Y Sử dụng các GT quá khứ của Y để dự báo các GT tương la của Y Các đều kện và gả định để DB định lượng Có sẵn DL quá khứ Có thể lượng hoá DL quá khứ Các quy luật quá khứ sẽ tếp dễn trong tương la 2013 Nguyễn Tến Dũng 11

12 Một số vấn đề lên quan đến dự báo Thờ đoạn DB Là tần suất thờ gan mà DL phục vụ dự báo được thu thập, như ngày, tuần, tháng, quý, năm Tầm xa DB DB tức thì: dướ 1 tháng DB ngắn hạn: từ 1 đến 3 tháng DB trung hạn: từ 3 tháng đến hơn 1 năm. DB dà hạn: từ 2 năm trở lên 2013 Nguyễn Tến Dũng 12

13 Các chỉ têu đánh gá mức độ phù hợp của mô hình dự báo Sa số tuyệt đố TB MAE (Mean Absolute Error) MAE n 1 e n Sa số phần trăm tuyệt đố TB MAPE (Mean Absolute Percent Error) Y { Y ; Y ;..., Y } 1 2 F { F ; F ;..., F } 1 2 e Y - F n n MPAE n 1 e / Y n 2013 Nguyễn Tến Dũng 13

14 Sa số bình phương TB MSE (Mean Square Error) và Căn bậc ha của sa số bình phương TB MSE Chỉ số U n n 2 2 e e 1 1 n RMSE M SE n U RMSE cuûa moâ hình döï baùo ñang söû duïng RMSE cuûa moâ hình döï baùo ngaây thô (nave) 2013 Nguyễn Tến Dũng 14

15 Đánh gá trực quan bằng đồ thị 2013 Nguyễn Tến Dũng 15

16 Các phương pháp DB đơn gản Dự báo dựa vào lượng tăng trưởng tuyệt đố TB Dự báo dựa vào tốc độ phát trển TB Dự báo bằng phương pháp TB trượt (movng average) 2013 Nguyễn Tến Dũng 16

17 Dự báo dựa vào lượng tăng trưởng tuyệt đố TB L: tầm xa dự báo (L = 1,2,3,...) F t+l : gá trị dự báo ở thờ gan t+l δ: lượng tăng trưởng tuyệt đố TB TD t Y ? delta F Y. L n L n 1 (18 3) 10,5 2 F F Y ,5 131, Nguyễn Tến Dũng 17

18 Dự báo dựa vào tốc độ phát trển trung bình t Y ? F Y.( t ) nl n t Y / Y 121 / 100 1,1 3 1 F F Y. t 1211,1 133, L 2013 Nguyễn Tến Dũng 18

19 Dự báo bằng phương pháp trung bình trượt Số đểm lấy TB: m = 2k+1 hoặc m = 2k Nếu m lẻ, không phả trung tâm hoá Nếu m chẵn, phả trung tâm hoá Chọn m bằng bao nhêu? Dãy số có mức độ bến động ít, chọn m nhỏ (TD, m=3) Dãy số có mức độ bến động nhều, chọn m lớn hơn (m = 5, 7...) Phương pháp Tral-and-error : thử các gá trị m khác nhau, phương pháp nào có MSE nhỏ nhất thì chọn. m càng lớn, đường dự báo càng trơn 2013 Nguyễn Tến Dũng 19

20 Mô hình ngoạ suy xu thế Sử dụng các mô hình hồ quy tuyến tính đơn bến và đa bến để dự báo Yˆ b b X Nguyễn Tến Dũng 20

21 14.3 DỰ BÁO BẰNG MÔ HÌNH NHÂN Mô hình nhân (Multplcaton Model) Chuỗ số lệu theo thờ gan: Y = {Y 1, Y 2,..., Y n } Các thành phần có thể có mặt: TP xu thế (Trend) T TP chu kỳ dà hạn (Cyclcal) C TP mùa vụ (Seasonal) S TP bất thường (Erratc) E Mô hình nhân: Y =T.C.S.E Quy trình dự báo theo mô hình nhân Nhận dện các thành phần của chuỗ Tách rêng các thành phần Lắp ghép chúng lạ để có gá trị dự báo mong muốn 2013 Nguyễn Tến Dũng 21

22 Dãy DL có thành phần xu hướng và chu kỳ 2013 Nguyễn Tến Dũng 22

23 Dãy dữ lệu có thành phần xu hướng (T), chu kỳ (C) và mùa vụ (S) 2013 Nguyễn Tến Dũng 23

24 Tỷ lệ lạm phát Nguyễn Tến Dũng 24

25 Quy trình dự báo theo PP Holt-Wnter Bước 1: Tính TB d động và trung tâm hoá Bước 2: Tính chỉ số mùa St Bước 3: Lọc yếu tố bất thường Et Bước 4: Kểm tra chỉ số mùa Bước 5: Hệu chỉnh chỉ số mùa (St*) Bước 6: Xác định các chỉ số mùa ở những đểm dữ lệu còn thếu Bước 7: Loạ bỏ yếu tố mùa khỏ chuỗ dữ lệu gốc Bước 8: Sử dụng hồ quy tuyến tính xác định phương trình hồ quy của dãy dữ lệu dự báo Bước 9: Xác định các gá trị của dãy dữ lệu dự báo chưa có thành phần mùa Bước 10: Nhân trả lạ thành phần mùa để có dãy dữ lệu dự báo có thành phần mùa 2013 Nguyễn Tến Dũng 25

26 B1: Tách thành phần mùa vụ và bất thường ra khỏ chuỗ dữ lệu bằng phương pháp trung bình trượt trung tâm hoá (Centered Movng Average) Nếu DL theo quý, chọn số đểm lấy TB trượt là m = 4, rồ trung tâm hoá MA: Movng Average CMA: Centered Movng Average Y Y Y Y MAt 0,5 4 Y Y Y Y MAt 0,5 4 CMA MA MA t 3 t2 t1 t t1 t1 t t1 t2 t t0,5 t0, Nguyễn Tến Dũng 26

27 Nếu dữ lệu thu thập theo tháng, chọn số đểm lấy TB trượt là 12, rồ trung tâm hoá Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y MAt 0,5 12 Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y MAt 0,5 12 CMA MA MA t 7 t6 t5 t4 t3 t2 t1 t t1 t2 t3 t4 t5 t5 t4 t3 t2 t1 t t1 t2 t3 t4 t5 t6 t t0,5 t0, Nguyễn Tến Dũng 27

28 TD: Tính TB trượt trung tâm hoá CMA 4 đểm TT Y t MA t CMA t 1 Y 1-2 Y 2 MA 2,5-3 Y 3 MA 3,5 CMA 3 4 Y 4 MA 4,5 CMA 4 5 Y 5 MA 5,5 CMA 5 6 Y 6 MA 6,5 CMA 6 7 Y 7 MA 7,5 CMA 7 8 Y 8 MA 8,5 CMA 8 9 Y 9 MA 9,5 CMA 9 10 Y 10 MA 10,5 CMA Y Y Nguyễn Tến Dũng 28

29 Lọc thành phần mùa vụ S t và bất thường E t S t.e t = Y t /CMA t 2013 Nguyễn Tến Dũng 29

30 Thí dụ: Bảng 14.8 Trang 441 Fle Excel 2013 Nguyễn Tến Dũng 30

31 14.4 DỰ BÁO BẰNG HÀM TĂNG TRƯỞNG MŨ Chuỗ thờ gan có tốc độ tăng trưởng hầu như không đổ qua các ga đoạn Yt a e. bt TD: Quy hoạch đện quốc ga Chuỗ nhà hàng Western Steakhouses Trang Nguyễn Tến Dũng 31

32 Phê duyệt tổng sơ đồ VII - Cơ hộ đầu tư vào ngành đện Trong bố cảnh nhu cầu phụ tả ngày càng tăng cao, theo quy hoạch đện VII, dự báo đến năm 2015 nhu cầu đện năng là tỷ kwh; năm 2020 là tỷ kwh và năm 2030 là tỷ kwh. Tổng vốn đầu tư cho toàn ngành từ lên đến 123,8 tỷ USD. Tuy nhên, vớ gá bán đện hện tạ còn thấp, nền knh tế vĩ mô còn nhều bất cập, các yếu tố đầu vào (lạm phát, tỷ gá, ch phí đầu tư ) đang có xu hướng tăng cao, gây nhều khó khăn cho vệc huy động vốn trung và dà hạn. Do đó, vệc gả bà toán gá bán đện đầu ra luôn là áp lực đố vớ EVN cũng như tất cả các đơn vị phát đện 2013 Nguyễn Tến Dũng 32

33 Năm t Yt Yt/Yt , , , , , , , , , , , , , , ? ? 2013 Nguyễn Tến Dũng 33

34 14.5 DỰ BÁO BẰNG SAN BẰNG HÀM SỐ MŨ San bằng hàm mũ đơn gản Phương pháp Holt Phương pháp Holt-Wnter 2013 Nguyễn Tến Dũng 34

35 Phương pháp san bằng mũ đơn gản Exponental Smoothng Method F 1 Y (1 ) F t t t F t+1 là gá trị dự báo ở ga đoạn t+1 Y t là gá trị thực tế ở ga đoạn t, t = 1,2,3,..., n α là hệ số làm trơn, 0 < α < 1. Gá trị dự báo: F n+1 = αy n + (1- α)f n. Phạm v áp dụng Dãy DL không có thành phần xu hướng và mùa vụ 2013 Nguyễn Tến Dũng 35

36 Chọn α α càng gần 1, dãy DL dự báo càng phản ánh rõ những thay đổ gần nhất của dãy DL gốc (càng ít trơn) α càng gần 0, dãy DL dự báo càng trơn hơn, và ít phản ánh những thay đổ gần nhất của dãy DL gốc. Như vậy, vớ dãy DL gốc có nhều bến đổ bất thường, nên chọn α nhỏ. Để tìm ra α tố ưu, cần thử α sao cho MSE là mn. Có thể dùng hàm Solver của Excel Nguyễn Tến Dũng 36

37 Phương pháp Holt Áp dụng: dãy DL có tính xu hướng L Y 1 1 b Y Y L Y (1 )( L b ) t t t 1 t1 b ( L L ) (1 ). b t t t1 t1 F L m. b tm t t 2013 Nguyễn Tến Dũng 37

38 Phương pháp Holt-Wnter Phạm v áp dụng: Dãy DL có tính xu hướng và mùa vụ Các công thức tính L ( Y / S ) (1 )( L b ) t t ts t 1 t1 b ( L L ) (1 ) b t t t1 t1 S ( Y / L ) (1 ) S t t t ts F ( L m. b ). S tm t t tsm s là số ga đoạn trong một vòng thờ vụ (đố vớ DL quý thì s=4; vớ DL tháng thì s=12) L t là đạ đện cho mức độ của chuỗ thờ gan b t là thành phần đạ dện cho xu hướng S t là thành phần mùa vụ F t+m là gá trị dự báo cho m thờ đoạn về sau 2013 Nguyễn Tến Dũng 38

39 Phương pháp Holt-Wnter: TD Trang Nguyễn Tến Dũng 39

40 Bà tập về nhà 1, 2, 3, 6, 8 Bà 8: Dùng Excel, không có lờ gả 2013 Nguyễn Tến Dũng 40