统计学第10章时间数列分析课件

1、第十章 时间数列分析10.1 时间数列分析概述10.2 时间数列的水平指标10.3 时间数列的速度指标10.4 时间数列的因素分析10.1 时间数列分析概述一、时间数列的概念及构成要素二、时间数列的种类三、编制时间数列的原则四、时间数列常用分析方法时间数列把反映现象发展水平的统计指标数值，按照时间先后顺序排列起来所形成的统计数列两个构成要素现象所属的时间反映现象发展水平的指标数值时间数列的概念及构成要素第十章 时间数列分析时间数列也可以用图形来表示，与数据表形式相比，它可以更直观地反映现象的动态。时间数列的概念及表述影响事物变动可能有多种因素，因此，许多时间数列表现为一种复杂的变化形态。例：时

2、间数列的概念及表述1993年2月至2008年3月上海证券市场综合指数月线图1992年7至2008年3月上海综合指数月K线图时间数列为我们展示了已经发生的情况，但我们并不仅仅是要了解这些情况，我们更希望通过这些信息来分析判断现象的未来发展与变化。因此，时间数列分析的最终目的，是对未来情况进行预测，即：发现历史资料的轨迹，并将这个轨迹外推到未来。时间数列是定量预测方法之一，它仅仅依赖于要预测现象的历史资料，不需要其他的自变量。按数列中所排列指标的表现形式不同分为：绝对数数列相对数数列平均数数列（平均指标数列）（相对指标数列）时点数列时期数列时间数列的种类（总量指标数列）第十章 时间数列分析时间数列

3、常用分析方法通过时间数列的分析指标来揭示现象的发展变化状况和发展变化程度通过对影响时间数列的构成因素进行分解分析，揭示现象随时间变化而演变的规律指标分析法构成因素分析法第十章 时间数列分析10.2 时间数列的水平指标一、发展水平和平均发展水平二、增长量和平均增长量发展水平 指时间数列中每一项指标数值设时间数列中各期发展水平为：或：最初水平中间水平最末水平（ N 项数据）（ n+1 项数据）第十章 时间数列分析平均发展水平又叫序时平均数，是把时间数列中各期指标数值加以平均而求得的平均数一般平均数与序时平均数的区别：计算的依据不同：前者是根据变量数列计算的，后者则是根据时间数列计算的； 说明的内容

4、不同：前者表明总体内部各单位的一般水平，后者则表明整个总体在不同时期内的一般水平。第十章 时间数列分析序时平均数的计算方法计算绝对数时间数列的序时平均数由时期数列计算，采用简单算术平均法第十章 时间数列分析年份能源生产总量(万吨标准煤)199419951996199719981187291290341326161324101240001994-1998年中国能源生产总量【例】第十章 时间数列分析日期6月1日6月2日6月3日6月4日6月5日收盘价16.2元16.7元17.5元18.2元17.8元解某股票连续5个交易日价格资料如下:【例】第十章 时间数列分析由时点数列计算由连续时点数列计算 间隔不

5、相等时，采用加权算术平均法对于逐日记录的时点数列,每变动一次才登记一次序时平均数的计算方法第十章 时间数列分析由间断时点数列计算每隔一段时间登记一次，表现为期初或期末值 间隔相等 时，采用简单序时平均法一季度初二季度初三季度初四季度初次年一季度初序时平均数的计算方法时间3月末4月末5月末6月末库存量(百件)66726468解：第二季度的月平均库存额为：某商业企业1999年第二季度某商品库存资料如下，求第二季度的月平均库存额【例】第十章 时间数列分析时间1月1日5月31日8月31日12月31日社会劳动者人数362390416420单位：万人某地区1999年社会劳动者人数资料如下【例】解：则该地区

6、该年的月平均人数为：第十章 时间数列分析计算相对数时间数列的序时平均数基本公式 a、b均为时期数列时序时平均数的计算方法第十章 时间数列分析月 份一二三计划利润（万元）200300400利润计划完成程度（）125120150某化工厂某年一季度利润计划完成情况如下因为所以，该厂一季度的计划平均完成程度为 ：【例】第十章 时间数列分析月 份三四五六七 工业增加值（万元）11.012.614.616.318.0月末全员人数（人）20002000220022002300【例】已知某企业的下列资料：要求计算： 该企业第二季度各月的劳动生产率 ；该企业第二季度的月平均劳动生产率；该企业第二季度的劳动生产率

7、。 第十章 时间数列分析四月份：五月份：六月份：解：第二季度各月的劳动生产率：第十章 时间数列分析该企业第二季度的劳动生产率：该企业第二季度的月平均劳动生产率：第十章 时间数列分析10.2 时间数列的水平指标一、发展水平和平均发展水平二、增长量和平均增长量增长量指报告期水平与基期水平之差设时间数列中各期发展水平为：逐期增长量累计增长量二者的关系第十章 时间数列分析年距增长量本期发展水平与去年同期水平之差，目的是消除季节变动的影响已知某食品公司2003年12月和2004年12月的商品销售额分别为54万元和60万元，计算该公司2004年12月较2003年12月商品销售额的年距增长量。【例】解：第十

8、章 时间数列分析平均增长量逐期增长量的序时平均数年份能源生产总量(万吨标准煤)19941995199619971998118729129034132616132410124000根据下表资料计算，中国1994-1998年能源生产总量的年平均增长量。【例】第十章 时间数列分析解：或：第十章 时间数列分析第十章 时间数列分析10.1 时间数列分析概述10.2 时间数列的水平指标10.3 时间数列的速度指标10.4 时间数列的因素分析一、发展速度和增长速度二、平均发展速度和平均增长速度10.3 时间数列的速度指标发展速度指报告期水平与基期水平的比值，说明现象的变动程度设时间数列中各期发展水平为：环比

9、发展速度定基发展速度（年速度）（总速度）第十章 时间数列分析环比发展速度与定基发展速度的关系第十章 时间数列分析年距发展速度增长速度指增长量与基期水平的比值，说明报告期水平较基期水平增长的程度 第十章 时间数列分析环比增长速度定基增长速度年距增长速度说明发展速度与增长速度性质不同。前者是动态相对数，后者是强度相对数； 定基增长速度与环比增长速度之间没有直接的换算关系。第十章 时间数列分析增长1%的绝对值指现象每增长1所代表的实际数量定基增长速度增长1%的绝对值环比增长速度增长1%的绝对值第十章 时间数列分析一、发展速度和增长速度二、平均发展速度和平均增长速度10.3 时间数列的速度指标各环比发

10、展速度的平均数，说明现象每期变动的平均程度 平均发展速度平均增长速度说明现象逐期增长的平均程度 第十章 时间数列分析平均发展速度的计算 几何平均法（水平法）即有从最初水平a0出发，每期按一定的平均发展速度 发展，经过n个时期后，达到最末水平an，有基本要求第十章 时间数列分析计算公式 几何平均法（水平法）平均发展速度的计算总速度环比速度第十章 时间数列分析解：平均发展速度为：平均增长速度为：【例】计算19851990年间我国GNP的平均发展速度及平均增长速度（资料见P275表9-7）： 第十章 时间数列分析有关指标的推算: 几何平均法（水平法）推算最末水平an ：预测达到一定水平所需要的时间n

11、 ：第十章 时间数列分析计算翻番速度 ：翻番数有关指标的推算:几何平均法（水平法）解：【例】已知某化肥厂2000年的产量为20万吨，如果2010年产量翻1.5番，将会达到多少？ 第十章 时间数列分析平均增长速度为：解：【例】1980年我国生产水泥7986万吨，1994年达到40500万吨，计算1980年至1994年我国水泥产量翻了几番？每年平均增长速度为多少？ 第十章 时间数列分析平均发展速度的计算 方程法（累计法）从最初水平a0出发，每期按一定的平均发展速度 发展，经过n个时期后，达到各期实际水平之和等于各期推算水平之和基本要求第十章 时间数列分析计算公式的推导由基本要求有，各期推算水平分别

12、为各期定基发展速度之和（该一元n次方程的正根即为平均发展速度） 第十章 时间数列分析逐渐逼近法查“累计法查对表”法【例】某公司2000年实现利润15万元，计划今后三年共实现利润60万元，求该公司利润应按多大速度增长才能达到目的。 解：求解方法（关于 的一元n次方程） 第十章 时间数列分析累计法查对表递增速度间隔期15年平均每年增长各年发展水平总和为基期的1年2年3年4年5年14.9114.90246.92398.61572.90773.1715.0115.00247.25399.34574.24991.0415.1115.10247.58400.06575.571075.57第十章 时间数列分

13、析两种方法的比较:几何平均法研究的侧重点是最末水平；方程法研究的侧重点是各年发展水平的累计总和。平均发展速度的计算 几何平均法： 方程法：第十章 时间数列分析应用平均发展速度应注意的问题平均发展速度要和各环比发展速度结合分析；总平均发展速度要和分段平均发展速度结合分析；总平均发展速度要联系基期水平进行分析。第十章 时间数列分析GDP增长率 CPI城镇居民可支配收入增长农民纯收入增长全社会固定资产投资增长当年价居民消费增长19987.8-0.85.13.413.96.319997.6-1.47.92.25.16.920008.40.47.31.910.39.420018.30.79.25.013

14、.17.320029.1-0.812.34.616.96.8平均数8.2-0.48.43.411.97.3极差1.52.17.23.111.83.1标准差0.590.892.661.394.451.21变异系数0.072.230.320.410.370.17 经济增长中的特征值分析GDP增长率 CPI城镇居民可支配收入增长农民纯收入增长全社会固定资产投资增长当年价居民消费增长200310.01.210.05.927.78.1200410.13.911.212.026.812.3200510.41.811.410.826.011.6200611.11.512.110.223.912.520071

15、1.94.817.215.424.815.4平均数10.62.612.410.925.812.0极差1.43.67.29.53.87.3标准差0.621.613.003.431.522.61变异系数0.060.620.230.310.060.22 经济增长中的特征值分析第十章 时间数列分析10.1 时间数列分析概述10.2 时间数列的水平指标10.3 时间数列的速度指标10.4 时间数列的因素分析10.4 时间数列的因素分析一、时间数列的构成因素二、长期趋势的测定影响时间数列变动的因素可分解为：（1）长期趋势（T）（2）季节变动（S）（3）循环变动（C） （4）不规则变动（I）可解释的变动不可

16、解释的变动一、时间数列的构成因素时间数列的组合模型（1）加法模型：Y=T+S+C+I计量单位相同的总量指标对长期趋势产生的或正或负的偏差（2）乘法模型：Y=TSCI计量单位相同的总量指标对原数列指标增加或减少的百分比常用模型第十章 时间数列分析10.4 时间数列的因素分析一、时间数列的构成因素二、长期趋势的测定 把握现象随时间演变的趋势和规律； 对事物的未来发展趋势作出预测； 便于更好地分解研究其他因素。测定长期趋势的基本方法：移动平均法趋势线拟合法测定长期趋势的意义：第十章 时间数列分析移动平均法对时间数列的各项数值，按照一定的时距进行逐期移动，计算出一系列序时平均数，形成一个派生的平均数时

17、间数列，以此削弱不规则变动的影响，显示出原数列的长期趋势。移动平均法的含义第十章 时间数列分析计算各移动平均值，并将其编制成时间数列一般应选择奇数项进行移动平均；若原数列呈周期变动，应选择现象的变动周期作为移动的时距长度。移动平均法移动平均法的步骤：确定移动时距第十章 时间数列分析移动平均法奇数项移动平均:原数列移动平均新数列第十章 时间数列分析移动平均移正平均新数列原数列移动平均法偶数项移动平均:第十章 时间数列分析某种商品零售量051015202530第一年第二年第三年第四年原数列三项移动平均五项移动平均四项移动平均移动平均对数列具有平滑修匀作用，移动项数越多，平滑修匀作用越强； 由移动平

18、均数组成的趋势值数列，较原数列的项数少，N为奇数时，趋势值数列首尾各少 项；N为偶数时，首尾各少 项； 局限：不能完整地反映原数列的长期趋势，不便于直接根据修匀后的数列进行预测。移动平均法的特点第十章 时间数列分析趋势线拟合法 是通过数学方法对时间数列配合一条理想的趋势方程 ，使其与原数列曲线达到最优拟合直线趋势方程曲线趋势方程第十章 时间数列分析趋势线拟合法的基本程序判断趋势类型计算待定参数利用方程预测定性分析第十章 时间数列分析判断趋势类型绘制散点图分析数据特征趋势线拟合法的基本程序当数据的一阶差分趋近于一常数时，可以配合直线方程当数据的二阶差分趋近于一常数时，可以配合二次曲线方程当数据的

19、环比发展速度趋近于一常数时，可配合指数曲线方程第十章 时间数列分析用最小平方法 求解参数 a、b ，有直线趋势的测定直线趋势方程经济意义： 数列水平的平均增长量第十章 时间数列分析年份tGDP (y) tyt21986198719881989199019911992199319941995199619971998123456789101112137610.68491.39448.09832.210209.111147.712735.114452.916283.117993.719718.421454.723129.07610.616982.628344.039328.851045.566886

20、.289145.7115623.2146547.9179937.0216902.4257456.4300677.0149162536496481100121144169合计91182505.81516487.3819【例】已知我国GDP资料(单位：亿元)如下， 拟合直线趋势方程，并预测1999年的水平。第十章 时间数列分析解预测0 1234567求解a、b的简捷方法0123-1-2-3取时间数列中间项为原点第十章 时间数列分析当t = 0时，有n为奇数时，令t = ，-3，-2，-1，0，1，2，3， n为偶数时，令t = ，-5，-3，-1，1，3，5， 第十章 时间数列分析年份ttGDP (y) tyt2198619871988198919901991199219931994199519961997199812345678910111213-6-5-4-3-2-101234567610.68491.39448.09832.210209.111147.712735.114452.916283.117993.719718.421454.723129