指数滑动平均法简称为指数平滑法。是利用上一期的实际值和预测值(估算值),对它们进行不同的加权分配,求得一个指数平滑值,作为下一期预测值的一种预测方法。它的预测公式是:Xt=αSt-1+(1-α)Xt-1,(0<α<1),式中,Xt为第t期预测值,St-1为上一期实际值;Xt-1为上一期预测值;α为加权系数。指数平滑法是在移动平均法基础上发展起来的,它具有移动平均法的优点,又可以减少运算过程中的数据储存量,同时还考虑了不同时期的数据所起的不同作用。采用指数平滑法的关键是确定α值。一般情况下,α值的大小,既和反映近期数据的能力有关,也和数据波动状况有关。通常不直接利用一次指数平滑法来预测,而是利用二次指数平滑法,求出平滑系数,建立起预测模型,再进行预测。三次以上指数平滑法几乎适用于所有的时间序列预测,但在应用上有不少问题,所以实际上使用不多1。
基本方法
移动平均法只是利用过去一部分序列来进行预测的,而且用的是算术平均值,即认为起作用的数据点对未来预测值起同等作用。这是不太合理的。为了弥补这些缺点,就产生了指数滑动平均法。指数滑动平均法是时间序列预测中的一种重要方法,也是一种简单而有效的预测手段2。
指数滑动平均法是对整个时间序列进行加权平均的一种方法。加权平均就是每一个已知数据都对未来值贡献一部分力量。
已知一个时间序列 ,它的一次加权平均值
为:
其中;
为加权系数。
若令 ,通过数学论证,则有
其中:
为第t周期的一次指数平滑值,
为加权系数。
以一次指数平滑值为新的时间序列,再一次进行指数平滑,就可得二次指数平滑值 。 ·
如果统计数据有线性变化趋势,则线性平滑预测公式为:
其中:
为
周期的预测值;
为平滑系数。
通过对具有线性关系的数据点进行分析,可以求出平滑系数。
其中:为t周期的一次指数平滑值,
为t周期的二次指数平滑值。
在运用公式(3)进行预测时,需要注意两个问题,一是加权系数的选取,一是初始值的估算。
加权系数
在平滑值公式(1),(2)中,相当于:
平滑值=(新数据)+(
)(原平滑值)
因为原平滑值与旧数据有关,所以加权系数是新旧数据在平滑中的分配比值。
取值的大小,实际上体现了不同时期的数据在预测中所起的不同作用。
越大,新数据所起的作用也就越大。若
过大,适应新水平过快,灵敏度高,容易对异常现象过敏,
过小,比较保守,容易落后于新的发展趋势。
掌握好值,是用好平滑法预测的重要环节。一般多采用几个
值计算,进行多方案分析。根据实际预测经验,一般
取值在0.01~0.30之间,在实际计算中,
可取0.30,0.20、0.10、0.05等几个数值。
初始值
由(1)式可知,当t=1时,则有
同理:
已知统计数据点数是从1开始的,所以分别为一,二次指数平滑值的初始值。·
指数平滑值就是加权平均值,值的加权作用可用下式说明:
其中:
所以
继续以同样的方式推导,可得
由(6)式可以看出,指数平滑值就是加权平均值,时间越远,各期加权系数值就越小,
值对较远数据的加权作用很小。因为
,当
时,
。
当数据点较多时,如t>10,初始值的作用很小,可以取
当数据点较少时,如t<10,初始值的作用稍大些,这时可以采用前几个数据点的平均值2。
预测计算步骤
1.收集一个时间序列,时间单位可以是年,季,月等。
2.求指数平滑预测方程式。
计算指数平滑值 ,
确定平滑系数 ,
求出指数平滑预测方程式。
3.进行预测。给定一个时间后,首先确定T值,t为的周期数,T为t周期以后需要预测的周期数。根据T值的大小,利用预测方程式,就可以求出周期的预测值2。
来源: 百度百科
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