Определитель матрицы ▦ Производная функции dydx График 3D Упростить выражение Графический метод решения задач нелинейного программирования ⇲
Примеры решений Множественная регрессия Линейная регрессия Нелинейная регрессия Коэффициент Кендалла Показатели ряда динамики Тест Дарбина-Уотсона Ошибка аппроксимации Экспоненциальное сглаживание

Модель Холта

Онлайн калькулятор предназначен для экспоненциального сглаживания с учетом тренда yt методом Хольта.
Инструкция. Укажите количество данных (количество строк), нажмите Далее. Полученное решение сохраняется в файле Word.
Количество строк (исходных данных)
Здесь будет отображаться решение.

Метод основан на оценке степени линейного роста (или падения) показателя во времени. Фактор ростаlоценивается по коэффициенту bt, который и свою очередь вычисляется как экспоненциально взвешенное среднее разностей между текущими экспоненциально взвешенными средними значениями процесса ut и их предыдущими значениями ut-1 Характерная особенность данного метода: вычисление текущего значения экспоненциально взвешенного среднего ut включает в себя вычисление прошлого показателя роста bt-1, адаптируясь таким образом к предыдущему значению линейного тренда.
ut=αyt + (1-α)(ut-1+bt-1)
bt=β(ut-ut-1) + (1- β)bt-1
где параметры α и β лежат в пределах от нуля до единицы. Обычно рекомендуется параметры α и β брать не превышающими значения 0,3.
Начальные значения уровня u0 и тренда b0 существенно влияют на качество прогноза, особенно для коротких рядов. Ниже приведены основные алгоритмы.

Прежде чем приступить к прогнозированию по той или иной прогностической модели тренда, необходимо определить период, на который осуществляется прогноз. Обычно принимается, что прогноз вычисляется на t моментов времени вперед (период упреждения), т. е. до момента t+t (горизонт прогнозирования).
После оценки в модели Холта показателя роста (или падения) bt прогноз на k моментов времени, т. е. ft+k , вычисляется суммированием оценки среднего текущего значения (ut) и ожидаемого показателя роста bt, умноженного на количество моментов времени прогнозирования k, т. е.
ft+k=ut+btk

Пример.
В качестве y0 берем среднее арифметическое первых 3 значений ряда.
y0 = (7266 + 6961 + 6334)/3 = 6853.667
Угол наклона прямой, образованной 3 точками первой реализации, можно найти с помощью метода наименьших квадратов.
Линейное уравнение тренда имеет вид y = bt + a
Система уравнений МНК:
an + b∑t = ∑y
a∑t + b∑t2 = ∑y*t

tyt2y2t y
172661527947567266
2696144845552113922
3633494011955619002
6205611414136983340190
Ср.знач.6853.6674.66747123277.66713396.667
Для наших данных система уравнений имеет вид:
3a + 6b = 20561
6a + 14b = 40190
Из первого уравнения выражаем a и подставим во второе уравнение. Получаем a = 7785.667, b = -466.
Уравнение тренда:
y=-466·t+7785.667

Начальные условия для оценки тренда равны b0 = -466.
Покажем расчет первых 4-х значений уровней at и тренда bt.
a1 = 0.3*6853.667+(1-0.3)*6853.667 = 6853.667
a2 = 0.3*6961+(1-0.3)(6853.667+-466) = 6559.667
b2 = 0.3(6559.667-6853.667)+(1-0.3)*-466 = -414.4
a3 = 0.3*6334+(1-0.3)(6559.667+-414.4) = 6201.887
b3 = 0.3(6201.887-6559.667)+(1-0.3)*-414.4 = -397.414
a4 = 0.3*6150+(1-0.3)(6201.887+-397.414) = 5908.131
b4 = 0.3(5908.131-6201.887)+(1-0.3)*-397.414 = -366.317
iytСглаживание данных, atСглаживание тренда, btПрогноз, yt*(yt-yt*2)
172666853.667-4666387.667-
269616559.667-414.46145.267665420.871
363346201.887-397.4145804.473280399.197
461505908.131-366.3175541.814369889.813
551785432.67-399.065033.6120848.415
648714984.827-413.6954571.13289920.582
747914637.093-393.9074243.186300100.166
842944258.43-389.3333869.097180542.725
942703989.368-353.2523636.116401809.373
1036113628.581-355.5133273.068114197.747
1133573298.248-347.9592950.289165413.661
1232593042.902-320.1752722.728287587.937
1329832800.809-296.752504.059229384.282
1428302601.841-267.4162334.426245593.68
1527322453.698-231.6342222.064260034.453
1627252372.945-186.372186.575289901.122
1727002340.603-140.1612200.441249558.895
4150602.919

Прогнозирование

y(17+1) = 2340.603-140.161 = 2200.441
Ошибка прогноза определяется по формуле:

Первое значение суммы остатков не учитываем, т.к. при однократном экспоненциальном сглаживании первый прогноз возможен только со второго шага (k=16).
Определим значение критерия Стьюдента для числа степеней свободы k = n-m = 17-2 = 14 и уровня значимости 0.05: t(14;0.05) = 2.145
Нижняя граница прогноза:
y1=2200.441-2.145*544.492 = 1032.505
Нижняя граница прогноза:
y2=2200.441+2.145*544.492 = 3368.377

Анализ и выводы

Ряд демонстрирует устойчивый отрицательный тренд (убывание). Начальное значение Y1=7266, конечное Y17=2700. Трендовая компонента Bt изначально резко отрицательна, но постепенно становится менее крутой. Это указывает на замедление темпов снижения — ряд продолжает убывать, но с меньшей скоростью.
При прогнозировании следует учитывать ошибку прогноза s=1167.94.