统计学基础第.pptx

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1、2023/3/2012 2时间数列的作用 描述事物在过去时间的状态分析事物发展变化的方向、速度和趋势，研究其变化的规律性 可以为某些社会经济现象进行未来预测可以将不同地区或国家进行对比分析 第1页/共65页2023/3/2027.1.2 7.1.2 时间数列的种类 时间数列总量指标时间数列 相对指标时间数列 平均指标时间数列 时期数列 时点数列 最基本可加性数值与时间长短有关连续累计不可加数值与时点间隔无关间断登记由相对指标数值和平均指标数值按时间先后顺序排列的数列数列指标是反映现象在一段时期发展过程的总量数列指标是反映现象在某一时点状况上的水平第2页/共65页2023/3/203年份年份GD

2、PGDP（亿（亿元）元）年末人口年末人口数（万人）数（万人）人均人均GDPGDP（元（元/人）人）1999199920002000200120012002200220032003200420048206789442959331023981166941365151259271262591271811280451292271299886517708475437997903010502时期数列时点数列相对数列第3页/共65页2023/3/2047.1.3 7.1.3 时间数列的编制原则 时间上可比总体范围可比计算口径可比经济内容可比第4页/共65页2023/3/2057.2 7.2 时间数列的水平指

3、标 7.2.17.2.1发展水平与平均发展水平 1 1发展水平 (Time-series data)(Time-series data)时间数列中具体时间条件下的指标数值 也叫时间数列水平 一般用 表示 可以是总量指标，相对指标或平均指标 第5页/共65页2023/3/206根据其所处位置不同有最初水平 ，最末水平 ，中间水平 根据其作用不同有报告期水平 ，基期水平 常用文字（发展、增长、降低）“为”“到”表示第6页/共65页2023/3/2072 2平均发展水平（序时平均数或动态平均数 ）将动态数列不同时间上的发展水平加以平均而得到的平均数 可以反映社会经济现象在一段时间内发展变化的一般水平

4、，并对其做出概括的说明 可以消除社会经济现象在短期内波动的影响，观察现象的发展趋势 可以对某一段时间内某一事物发展达到的一般水平进行不同单位、不同地区之间的比较 第7页/共65页2023/3/208序时平均数与一般平均数的区别与联系 序时 平均数平均数一般 从动态上说明某一事物在不同时间上发展的一般水平 从静态上说明同一事物总体不同单位在同一时间上的一般水平 平均的是事物在不同时间上的数量差异 平均的是总体各单位某一数量标志在同一时间上的数量差异 根据时间数列计算 根据变量数列计算 都是将各个变量值差异抽象化第8页/共65页2023/3/209平均数静态平均数动态平均数（序时平均数）计算平均数

5、位置平均数算术平均数调和平均数简单和加权几何平均数第9页/共65页2023/3/2010平均发展水平的计算方法 时间数列的种类不同，计算其序时平均数的方法也不同。序时平均数可以根据总量指标时间数列来计算，也可以根据相对指标时间数列或平均指标时间数列来计算。根据总量指标时间数列来计算是最基本的方法第10页/共65页2023/3/2011根据总量指标时间数列计算平均发展水平 由时期数列计算平均发展水平 计算公式计算公式【实例7 71 1】某公司20042004年四个季度销售额资料如下，计算该公司各季度的平均销售额。时 期销售额第一季度450450第二季度400400第三季度480480第四季度50

6、0500第11页/共65页2023/3/2012由时点数列计算平均发展水平.根据连续时点数列计算间隔相等 间隔不等 已知每天数据，视为连已知每天数据，视为连续时点数列续时点数列【实例7 72 2】某公司业务一科9 9月上旬每日出勤人数分别为：1414，1515，1414，1313，1515，1414，1414，1313，1515，1313。计算9 9月上旬平均每日出勤人数。（人）【实例7 73 3】某企业20052005年6 6月成品库存资料记录如下所示 时间库存量1 1日1001001010日2402401515日4004002525日3003002626日2002002828日200200

7、（台）第12页/共65页2023/3/2013.根据间断时点数列计算资料通过间隔一定时期登记取得间隔相等 间隔不等【实例7 74 4】某制造企业20062006年第一季度职工人数资料如下时间职工人数1 1月1 1日1501502 2月1 1日1601603 3月1 1日1561564 4月1 1日162162第一季度平均职工人数【实例7 75 5】某公司20052005年度职工人数资料如下 时间职工人数1 1月1 1日4004005 5月1 1日4204208 8月1 1日4264261111月3131日4324321212月3131日44044020052005年度该公司年平均职工人数第13

8、页/共65页2023/3/2014总量指标时间数列计算公式小结第14页/共65页2023/3/2015（2 2）根据相对指标或平均指标时间数列 计算平均发展水平 计算相对数或平均数的序时平均数 ,首先分别计算分子a a和分母 b b两个总量指标时间数列的序时平均数（和 ），然后加以对比而成。基本计算公式为 a a数列和b b数列既可以是时期数列也可以是时点数列,不同的情况使用的具体方法也有所不同。第15页/共65页2023/3/2016第一种情况 a a数列和b b数列都是时期数列【实例7 76 6】某商业企业20062006年头三月销售额计划完成情况如下时 间实际完成销售额a a计划完成销售

9、额b b销售额计划完成程度（%）c c1 1月份125.6125.6115.0115.0109.2109.22 2月份136.7136.7128.0128.0106.8106.83 3月份197.8197.8176.0176.0112.4112.4第一季度销售额计划完成程度第16页/共65页2023/3/2017第二种情况 a a数列和b b数列都是时点数列例如间隔相等的间断时点数列【实例7 77 7】某投资咨询公司的职工人数资料如下 月 份投资咨询业务人数全部职工人数投资咨询业务人员占全部 职工人数（%）6 6月末64564580580580.180.17 7月末67067082682683

10、.783.78 8月末69569583083083.783.79 9月末71071085485483.183.1第三季度投资咨询业务人员占全部职工人数的比重第17页/共65页2023/3/2018第三种情况 a a数列和b b数列一个是时期数列一个是时点数列【实例7 78 8】某超市第四季度商品销售额与月末库存额资料如下月 份商品销售额 a a月末库存额 b b商品流转次数（次）c c9 9月757535351010月808045452 21111月15015055553 31212月24024065654 4第四季度平均每月商品流转次数第18页/共65页2023/3/20197.2.2 7.

11、2.2 增长量与平均增长量 1 1增长量 又称增减量，说明现象在观察期内增减的绝对数量增长量报告期水平基期水平基期不同，有逐期增长量累计增长量二者关系 累计增长量等于相应各个逐期增长量之和 第19页/共65页2023/3/2020年距增长量年距增长量在实际工作中，为消除季节变动的影响，还经常计算在实际工作中，为消除季节变动的影响，还经常计算年距增长量指标，它是本期水平与上年同期水平之差年距增长量指标，它是本期水平与上年同期水平之差年距增长量本期水平去年同期水平年距增长量本期水平去年同期水平【例例】某地某地20062006年第一季度对外贸易进出口总额为年第一季度对外贸易进出口总额为 360360

12、亿美元，亿美元，20052005年第一季度为年第一季度为300300亿美元亿美元年距增长量年距增长量3603603003006060亿美元亿美元第20页/共65页2023/3/20212 2平均增长量 指逐期增长量的简单算术平均数 说明现象在一段时期内平均每期增长的量第21页/共65页2023/3/20227.3 7.3 时间数列的速度指标时间数列的速度指标 7.3.1 7.3.1 发展速度与增长速度 1.1.发展速度(rate of expansion)(rate of expansion)反映客观现象发展变化快慢程度的相对指标 发展速度报告期水平基期水平基期不同，有定期发展速度环比发展速度

13、 二者关系：定基发展速度等于环比发展速度连乘积第22页/共65页2023/3/20232 2增长速度(rate of growth)(rate of growth)又称增减速度，说明现象增长变化的相对程度基期不同定基增长速度 环比增长速度 二者关系：总增减速度不等于相应环比增速之和（积）第23页/共65页2023/3/2024同比增长速度同比增长速度同期（年距）增长量与去年同期发展水平同期（年距）增长量与去年同期发展水平相对比的相对数相对比的相对数【例例】某地某地20062006年第一季度对外贸易进出口总额为年第一季度对外贸易进出口总额为 360360亿美元，亿美元，20052005年第一季度

14、为年第一季度为300300亿美元亿美元同比（年距）增长速度同比（年距）增长速度60/30060/3001201201 12020第24页/共65页2023/3/2025增长增长1%的绝对值的绝对值反映增长速度的实际效果反映增长速度的实际效果 ，表明速度每增长，表明速度每增长1 1，发展水平指标在绝对数上增长了多少发展水平指标在绝对数上增长了多少 计算该指标计算该指标 可解决水平指标和速度指标在分析可解决水平指标和速度指标在分析现象发展中可能会出现的矛盾和不全面的问题现象发展中可能会出现的矛盾和不全面的问题第25页/共65页2023/3/20267.3.2 7.3.2 平均发展速度与平均增长速度

15、 1 1平均速度指标的概念和作用 平均发展速度和平均增长速度统称为平均速度指标 平均速度是各个时期环比速度的平均数，说明社会经济现象在较长时期内速度变化的平均程度平均增长速度平均发展速度1 1概括说明现象发展变化进行经济预测的方法编制计划依据便于对比第26页/共65页2023/3/20272 2平均发展速度的计算方法（1 1）水平法 （几何平均法）以 xi xi 表示环比发展速度，根据环比发展速度与总速度的关系，计算平均发展速度应该采用几何平均法：环比发展速度的个数数列发展水平项数同种方法同种方法资料不同资料不同则有三种则有三种计算形式计算形式第27页/共65页2023/3/2028水平法计算

16、平均发展速度具有两个特点 这种方法侧重于考察最末一期的发展水平 这种方法不能准确反映中间水平的起伏状况 如果关心现象在最后一期应达到的水平时，采用水平法计算平均发展速度比较合适。如产量、工资等 第28页/共65页2023/3/2029（2 2）累积法（方程法 ）基本思想各期实际水平的总和为用各期的环比发展速度xixi去推算各期水平再用平均发展速度去代表各期环比发展速度，应满足方程的正根=平均发展速度第29页/共65页2023/3/2030累积法计算平均发展速度的特点侧重于考察全期总水平，计算结果取决于整个计算期各期水平的累计总和，故称为“累积法”如果关心整个考察期内的总量时，采用累积法计算平均

17、发展速度比较合适。如基建投资、占用土地等 第30页/共65页2023/3/20313 3平均增长速度的计算方法 平均增长速度等于平均发展速度减去100%100%在实际工作中，平均增长速度不能根据各期的增长速度或总增长速度来计算，而是通过先计算平均发展速度，再依据两者之间关系进行换算。【例】某公司产品单位成本在前五年环比增减速度资料如下年份环比增长速度%2000 2001 2002 2003 2004 20052000 2001 2002 2003 2004 2005 -1.0 -1.5 -2.0 -1.8 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -1.8 -0.5平均增长速度=98.64%-1

18、=-1.36%=98.64%-1=-1.36%第31页/共65页2023/3/2032应用平均速度应注意的问题总平均速度与各环比速度、分段平均速度结合当时间序列中的观察值出现0 0或负数时，不宜计算速度，而适宜直接用绝对数进行分析将速度与水平二者结合常常用到增长1%1%的绝对值来补充说明增长速度第32页/共65页2023/3/20337.4 7.4 时间数列趋势分析预测 时间数列的构成要素长期趋势 (Secular(Secular T Trend)rend)季节变动 (S Seasonal Fluctuationeasonal Fluctuation)循环变动 (C Cyclical Vari

19、ation)yclical Variation)不规则变动 (I Irregular Variations)rregular Variations)第33页/共65页2023/3/2034长期趋势(Secular(Secular T Trend)rend)现象在较长时期内持续发展变化的一种趋向或状态由影响时间数列的基本因素作用形成是时间数列中最基本的构成要素可分为上升趋势、下降趋势、水平趋势可分为上升趋势、下降趋势、水平趋势 或分为：线性趋势和非线性趋势或分为：线性趋势和非线性趋势第34页/共65页2023/3/2035季节变动 (S Seasonal Fluctuationeasonal F

20、luctuation)现象以一定时期（如一年、一月、一周等）为一周期呈现较有规律的上升、下降交替运动通常表现为现象在一年内随着自然季节的更替而发生的较有规律的增减变化，有旺季和淡季之分是一种周期性的变化周期长度小于一年形成原因有自然因素，也有人为因素第35页/共65页2023/3/2036循环变动 (C Cyclical Variation)yclical Variation)现象呈现出以若干年为一周期、涨落相间、扩张与紧缩、波峰与波谷相交替的波动不同于长期趋势T T表现为单一方向的持续变动，C C表现为波浪式的涨落交替的变动不同于季节周期周期长度不同模型识别的难易程度不同形成原因不同第36页

21、/共65页2023/3/2037不规则变动 (I Irregular Variations)rregular Variations)现象受到各种偶然因素影响而呈现出方向不定、时起时伏、时大时小的随机变动战争、自然灾害或其它社会因素等意外事件引起的突然变动。影响作用无法相互抵消，影响幅度很大。我们研究随机波动而不含突然异常变动的情况第37页/共65页2023/3/20387.4.1 7.4.1 长期趋势分析预测 1 1长期趋势测定与预测的意义 把握现象的趋势变化 为进行统计预测提供必要条件 消除原有动态数列中长期趋势的影响，更好地显示和测定季节变动 第38页/共65页2023/3/20392.2

22、.间隔扩大法 （时距扩大法）测定直线趋势的一种简单的方法 当原始时间数列中各指标数值上下波动，使现象变化规律表现不明显时，可通过扩大数列的时间间隔，对原资料加以整理，以反映现象发展的趋势 遵循原则 同一数列前后时间间隔应当一致，以便于比较 时间间隔的长短，应根据具体现象的性质和特点而定 第39页/共65页2023/3/20403 3移动平均法(moving average Method)(moving average Method)选择一定的平均项数（常用 N N 表示），采用逐项递移的方法对原时间数列计算一系列序时平均值这些移动平均值消除或削弱了原数列中的不规则变动和其他变动，揭示出现象在较

23、长时间内的基本发展趋势例题见教材P177P177第40页/共65页2023/3/2041应用移动平均法分析长期趋势时，应注意的问题移动平均对数列具有平滑修匀作用，平均项数（N N）越大，对数列的平滑修匀作用越强移移动动平平均均的的数数值值应应放放在在所所平平均均时时间间的的中中间间位位置置；当当N N为奇数，只需一次移动平均；为奇数，只需一次移动平均；当当N N为为偶偶数数，需需再再进进行行二二项项移移动动平平均均即即移移正正平平均均（或中心化）（或中心化）若数列包含周期性变动，为了消除周期变动而只反映T T，应以周期长度作为移动间隔的长度。若是季度资料，应采用4 4项移动平均若为月份资料，应

24、采用1212项移动平均第41页/共65页2023/3/2042新数列较原数列项数少,造成部分信息缺损。N N越大，缺项越多移动平均法可以呈现出现象的长期趋势，但本身不能进行外推预测。只有当T T为水平趋势时，才可用移动平均值作为最近一期的预测值股票证券技术分析中的各种均线（即移动平均股票证券技术分析中的各种均线（即移动平均曲线）为了预测方便，将移动平均值放在所平曲线）为了预测方便，将移动平均值放在所平均时间的最末一期。均时间的最末一期。第42页/共65页2023/3/20434 4最小平方法 (Least square method)(Least square method)最小平方法既可用于

25、配合直线，也可用于配合曲线，它是分析长期趋势的十分普遍和理想的方法。长期趋势的类型很多，有直线型，也有曲线型第43页/共65页2023/3/2044(1)(1)直线方程 如果现象的发展，其逐期增长量大体上相等，则可考虑配合直线趋势。代表时间序列的趋势值；t t 代表时间标号，常常取1 1、2 2、3 3、n n；a a 为趋势线在Y Y 轴上的截距；b b 是趋势线的斜率，表示时间 t t 变动一个单位时观察值的平均变动数量；其中,a,a、b b 为待估计的直线趋势方程的参数第44页/共65页2023/3/2045a a和b b一旦确定，直线就被唯一确定 究竟用那条直线来代表两个变量之间的关系

26、?希望这条直线离各离散点最近 对于时间t t ，它对应的实际数值y y同这条直线上的理论值y yc c 的离差平方和为最小值。第45页/共65页2023/3/2046最小值 求极值偏导为0 0第46页/共65页2023/3/2047【实例】某地区2000200020052005年家用洗衣机产量资料如下所示。求出直线趋势方程，并预测20062006年家用洗衣机产量。年份200020012002200320042005合计产量687175798488465逐期增长量 0 3 4 4 5 4 年份序号t t 0 1 2 3 4 5 15 0 1 4 9 16 25 55 0 71 150 237 3

27、36 440 123463.771.3875.4679.5483.6287.7465解：在资料中 =6=6将这些数据资料代入方程，得：67.367.3 4.084.08 第47页/共65页2023/3/2048为了计算方便,取时间数列的中间时期为原点则 t t=0=0，公式可化简为这种计算称为简捷法运算 当时间项数为偶数时，时间项依次排列为：，一5 5，一3 3，一1 1，1 1，3 3，5 5，这样，原点o o实际上是在数列正中相邻两个时间的中点，保证了时间项间隔相等。当时间项数为奇数时，可假设t t的中间项为0 0，这时时间项依次排列为：，一3 3，一2 2，一1 1，0 0，l l，2

28、2，3 3，；第48页/共65页2023/3/2049(2)(2)抛物线方程 如果现象的发展，其逐期增长量的增长量(即各期的二级增长量)大体相同，则可考虑曲线趋势配合抛物线方程。根据最小平方法的要求,同样用求偏导数的方法，通过假设t t，使t=0t=0，t t3 3=0=0，将上述标准联立方程组求解，就可得到 之值，再将这三个参数代入抛物线方程，即为所求的抛物线方程模型。第49页/共65页2023/3/2050(三)指数曲线方程 如果现象的发展，其环比发展速度或环比增长速度大体相同，则可考虑曲线趋势配合指数曲线方程。先对方程式两边各取对数 同样设法使t t0 0 将方程组求解，即可求出A A，

29、B B之值。由于A A，B B为对数值，需要查反对数表求得 ，值。第50页/共65页2023/3/20517.4.27.4.2季节变动分析预测 影响现象发展水平的四因素长期趋势长期趋势 TrendTrend 循环变动循环变动 CyclicalityCyclicality不规则变不规则变 IrregularityIrregularitySeasonalitySeasonality第51页/共65页2023/3/2052季节变动啤酒销售超市周日至周六营业额城市交通每天上下班高峰时段 旅游第52页/共65页2023/3/2053提出问题1 有时是“旺季”，有时是“淡季”，“旺”“”“淡”程度如何？2

30、 2 怎样利用“旺、淡”规律，对未来进行 预测？第53页/共65页2023/3/2054 季节变动的概念现象受季节的影响而发生的变动Seasonal effects are patterns of data behavior that occur in periods of time of less than one year.一年内 4 4个季度或个季度或1212个月变动个月变动 一个月内 上、中、下旬周期性变动上、中、下旬周期性变动一个星期内 周初到周末周期性变动周初到周末周期性变动第54页/共65页2023/3/2055季节变动的特点 短期的短期的short-term周期性的周期性的se

31、asonal 有规律的变动有规律的变动 regularity 第55页/共65页2023/3/2056季节变动的测定的常用方法：季节变动的测定的常用方法：1.1.按月（季）平均法（简单平均法）按月（季）平均法（简单平均法）2.2.趋势剔除法趋势剔除法(长期趋势剔除法）长期趋势剔除法）第56页/共65页2023/3/2057 1.1.按月（季）平均法 亦称按季平均法。若是月资料就是按月平均；若是季资料则是按季平均。计算的一般步骤为1 1列表。将各年同月(季)的数值列在同一栏内；2 2将各年同月(季)数值加总，并求出月(季)平均数；3 3将所有月(季)数值加总，求出总的月(季)平均数；4 4求季节

32、比率(或季节指数)，其计算公式为 第57页/共65页2023/3/2058例如某公司2002-20042002-2004年产品的月销售情况（见表）月平均总平均季节比率第58页/共65页2023/3/2059 可以看出该公司产品销量，明显带有季节性：旺季:三、四（春季）、七八、九、十（夏秋季）月份；淡季:一、二、十一、十二月份季节变动图第59页/共65页2023/3/20602.2.移动平均趋势剔除法 按移动平均法来剔除长期趋势的影响，再计算季节变动的方法。计算步骤（以月资料为例）1.1.据各年的月（季）资料 Y Y计算1212项（4 4项）移动平均 T T 2.2.计算修匀比率：3.3.将按月

33、排列,求同月（季）的平均值：再与总平 均 ：比，即得季节比率第60页/共65页2023/3/2061长期趋势剔除法（举例按步骤）注注：计算修匀比率Y/TY/T,求同月平均，比总平均得季节比率%第61页/共65页2023/3/2062利用季节变动比率进行预测注意利用季节比率进行预测时的基数第62页/共65页2023/3/2063 必须指出，某些现象的季节变动并非是永恒的规律，随着科技的进步和人们生活习惯的改变，某些社会现象的季节变动会被削弱甚至完全消失。例如，鸡在冬天通常不下蛋，但在现代化的养鸡场，用电灯代替阳光延长白昼，室内设有空调，饲料又有专门的配方，讲究营养，鸡在冬天照样下蛋。第63页/共65页2023/3/2064 在实际中，季节变动的分析已被推广，凡在短期内，现象有周期性的规律变动，都可称为季节变动，也可用这类方法去测定。如一周内，哪天公园的游客最多，超市的销售额在星期几最高；一天内，哪些时间(小 时)交通最拥挤，什么时 段商场客流量最大等。第64页/共65页2023/3/2065感谢您的观看！第65页/共65页