Корреляционно-регрессионный анализ. Анализ сезонности потребления электроэнергии
Построение поля корреляции, оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации, адекватности линейной модели. Статистическая надёжность нелинейных моделей по критерию Фишера. Модель сезонных колебаний и расчёт прогнозных значений.
Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
Вид | практическая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 13.05.2014 |
Размер файла | 145,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
12
Содержание
Задание 1
Задание 2
Список литературы
Задание 1
1.Постройте поле корреляции.
2.Рассчитайте параметры линейного, степенного, экспоненциального(показательного), параболического, гиперболического трендов с помощью пакета Excel.
3.Оцените тесноту связи с помощью показателей корреляции и детерминации.
4.Оцените адекватность линейной модели, проверив:
v Случайность колебаний уровней по критерию пиков;
v Соответствие распределения случайной компоненты нормальному закону с помощью RS-критерия;
v Равенство нулю среднего значения случайной компоненты на основе l-критерия Стьюдента;
v Независимость значений уровней случайной компоненты по критерию Дарбина-Уотсона.
С помощью средней ошибки аппроксимации оцените точность уравнения.
5. Оцените с помощью F-критерия Фишера статистическую надёжность нелинейных моделей. Для этого рассчитайте индексы корреляции для каждой модели;
v Вычислите относительную ошибку аппроксимации;
v Проверьте ряд остатков на гомоскедастичность графическим методом.
6.Выберите лучшее уравнение тренда и дайте его обоснование. По выбранному уравнению регрессии рассчитайте прогнозное значение результата, если прогнозное значение фактора увеличится на 10% от его среднего уровня. Определите доверительный интервал прогноза для уровня значимости a=0,05.
7. оцените полученные результаты, выводы оформите.
Район |
Средний размер назначенных ежемесячных пенсий, тыс.руб. у |
Прожиточный минимум в среднем на одного пенсионера в месяц, тыс.руб. х |
|
Брянской обл. |
240 |
228 |
|
Владимир.обл. |
226 |
202 |
|
Ивановск.обл. |
221 |
197 |
|
Калужск.обл. |
226 |
201 |
|
Костромск.обл. |
220 |
189 |
|
г.Москва |
250 |
302 |
|
Московск.олб. |
237 |
215 |
|
Орловск.обл. |
232 |
196 |
|
Рязанск.обл. |
215 |
199 |
|
Смоленск.обл. |
220 |
180 |
|
Тверская обл. |
222 |
181 |
|
Тульская обл. |
231 |
186 |
|
Ярославк.обл. |
229 |
216 |
Решение:
1.Построим поле корреляции:
2. С помощью офисного пакета Microsoft Excel построим различные виды трендов:
Оценим тесноту связи с помощью показателей корреляции и детерминации.
№ |
х |
y |
Y-Yср |
X-Xср |
(Х-Хср)(Y-Yср) |
(Y-Yср)^2 |
(X-Xср)^2 |
|
1 |
228 |
240 |
11,62 |
20,92 |
243,03 |
134,92 |
437,78 |
|
2 |
202 |
226 |
-2,38 |
-5,08 |
12,11 |
5,69 |
25,78 |
|
3 |
197 |
221 |
-7,38 |
-10,08 |
74,41 |
54,53 |
101,54 |
|
4 |
201 |
226 |
-2,38 |
-6,08 |
14,49 |
5,69 |
36,93 |
|
5 |
189 |
220 |
-8,38 |
-18,08 |
151,57 |
70,30 |
326,78 |
|
6 |
302 |
250 |
21,62 |
94,92 |
2051,80 |
467,22 |
9010,39 |
|
7 |
215 |
237 |
8,62 |
7,92 |
68,26 |
74,22 |
62,78 |
|
8 |
196 |
232 |
3,62 |
-11,08 |
-40,05 |
13,07 |
122,70 |
|
9 |
199 |
215 |
-13,38 |
-8,08 |
108,11 |
179,15 |
65,24 |
|
10 |
180 |
220 |
-8,38 |
-27,08 |
227,03 |
70,30 |
733,16 |
|
11 |
181 |
222 |
-6,38 |
-26,08 |
166,49 |
40,76 |
680,01 |
|
12 |
186 |
231 |
2,62 |
-21,08 |
-55,12 |
6,84 |
444,24 |
|
13 |
216 |
229 |
0,62 |
8,92 |
5,49 |
0,38 |
79,62 |
|
сумма |
2692 |
2969 |
Х |
Х |
3027,62 |
1123,08 |
12126,92 |
|
среднее |
207,0769 |
228,3846 |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
Показатель корреляции:
Связь между результатом и фактором прямая и достаточно сильная.
Для определения качества построения модели вычислим коэффициент детерминации:
.
Следовательно, в данной модели учтено 67,24% фактора, оказывающего влияние на результат, а оставшиеся 32,76% составляют факторы, влияющие на результат, но в данную модель не включенные.
Оценим адекватность линейной модели y=1,0847*x
А) Проверим гипотезу о случайности значений остаточной компоненты методом поворотных точек (методом пиков).
Критическое число поворотных точек рассчитывается по формуле:
Количество поворотных точек данной модели равно 4.
t |
Yt |
||||
1 |
240 |
247,312 |
-7,3116 |
53,4595 |
|
2 |
226 |
219,109 |
6,8906 |
47,4804 |
|
3 |
221 |
213,686 |
7,3141 |
53,4961 |
|
4 |
226 |
218,025 |
7,9753 |
63,6054 |
|
5 |
220 |
205,008 |
14,9917 |
224,751 |
|
6 |
250 |
327,579 |
-77,5794 |
6018,56 |
|
7 |
237 |
233,211 |
3,7895 |
14,3603 |
|
8 |
232 |
212,601 |
19,3988 |
376,313 |
|
9 |
215 |
215,855 |
-0,8553 |
0,73154 |
|
10 |
220 |
195,246 |
24,754 |
612,761 |
|
11 |
222 |
196,331 |
25,6693 |
658,913 |
|
12 |
231 |
201,754 |
29,2458 |
855,317 |
|
13 |
229 |
234,295 |
-5,2952 |
28,0391 |
Т.к. количество поворотных точек на графике остаточной компоненты равно необходимому (4=4), то вывода о выполнении гипотезы о случайности значений остаточной компоненты сделать нельзя.
Соответствие ряда остатков нормальному закону распределения определим при помощи R/S-критерия.
Вычислим вариационный размах = и среднеквадратическое отклонение остаточной компоненты:
.
Рассчитаем критерий R/S:
Вычисленное значение критерия R/S попадает в заданный интервал, следовательно, можно сделать вывод об адекватности модели наблюдаемому процессу по данному критерию.
Проверим гипотезу о независимости значений остаточной компоненты
Для проверки данной гипотезы рассчитаем критерий Дарбина-Уотсона (в качестве критических принимаем уровни d1=1,08 и d2=1,36).
t |
Y(t) |
||||||
1 |
240 |
247,312 |
-7,3116 |
53,4595 |
Х |
Х |
|
2 |
226 |
219,109 |
6,8906 |
47,4804 |
14,2022 |
201,702 |
|
3 |
221 |
213,686 |
7,3141 |
53,4961 |
0,4235 |
0,17935 |
|
4 |
226 |
218,025 |
7,9753 |
63,6054 |
0,6612 |
0,43719 |
|
5 |
220 |
205,008 |
14,9917 |
224,751 |
7,0164 |
49,2299 |
|
6 |
250 |
327,579 |
-77,579 |
6018,56 |
-92,571 |
8569,41 |
|
7 |
237 |
233,211 |
3,7895 |
14,3603 |
81,3689 |
6620,9 |
|
8 |
232 |
212,601 |
19,3988 |
376,313 |
15,6093 |
243,65 |
|
9 |
215 |
215,855 |
-0,8553 |
0,73154 |
-20,254 |
410,229 |
|
10 |
220 |
195,246 |
24,754 |
612,761 |
25,6093 |
655,836 |
|
11 |
222 |
196,331 |
25,6693 |
658,913 |
0,9153 |
0,83777 |
|
12 |
231 |
201,754 |
29,2458 |
855,317 |
3,5765 |
12,7914 |
|
13 |
229 |
234,295 |
-5,2952 |
28,0391 |
-34,541 |
1193,08 |
|
Сумма |
|
|
48,9876 |
9007,79 |
|
17958,3 |
Вычисленное значение d попадает в интервал между d2=1,36 и 2.
Таким образом, ряд остатков некоррелирован. Свойство взаимной независимости уровней остаточной компоненты подтверждается. Модель адекватна по этому критерию.
Вычислим среднюю ошибку аппроксимации:
t |
Y |
|
|
|
|
1 |
240 |
247,312 |
-7,312 |
3,047 |
|
2 |
226 |
219,109 |
6,891 |
3,049 |
|
3 |
221 |
213,686 |
7,314 |
3,310 |
|
4 |
226 |
218,025 |
7,975 |
3,529 |
|
5 |
220 |
205,008 |
14,992 |
6,814 |
|
6 |
250 |
327,579 |
-77,579 |
31,032 |
|
7 |
237 |
233,211 |
3,790 |
1,599 |
|
8 |
232 |
212,601 |
19,399 |
8,362 |
|
9 |
215 |
215,855 |
-0,855 |
0,398 |
|
10 |
220 |
195,246 |
24,754 |
11,252 |
|
11 |
222 |
196,331 |
25,669 |
11,563 |
|
12 |
231 |
201,754 |
29,246 |
12,661 |
|
13 |
229 |
234,295 |
-5,295 |
2,312 |
|
Сумма |
|
|
|
98,926 |
Следовательно, модель является точной.
Вычислим для каждой модели индекс корреляции:
Степенная функция:
t |
X |
Y |
Yрасч |
(Y-Yср)^2 |
(Yрасч-Yср)^2 |
|
1 |
228 |
240 |
234,39 |
134,92 |
36,12 |
|
2 |
202 |
226 |
227,36 |
5,69 |
1,04 |
|
3 |
197 |
221 |
225,94 |
54,53 |
6,00 |
|
4 |
201 |
226 |
227,08 |
5,69 |
1,70 |
|
5 |
189 |
220 |
223,59 |
70,30 |
22,97 |
|
6 |
302 |
250 |
251,56 |
467,22 |
537,27 |
|
7 |
215 |
237 |
230,96 |
74,22 |
6,63 |
|
8 |
196 |
232 |
225,65 |
13,07 |
7,50 |
|
9 |
199 |
215 |
226,51 |
179,15 |
3,51 |
|
10 |
180 |
220 |
220,87 |
70,30 |
56,54 |
|
11 |
181 |
222 |
221,17 |
40,76 |
52,01 |
|
12 |
186 |
231 |
222,69 |
6,84 |
32,38 |
|
13 |
216 |
229 |
231,23 |
0,38 |
8,09 |
|
Сумма |
2692 |
2969 |
Х |
1123,08 |
771,75 |
|
Среднее |
207,077 |
228,385 |
Х |
Х |
Х |
Экспоненциальная функция:
t |
X |
Y |
Yрасч |
(Y-Yср)^2 |
(Yрасч-Yср)^2 |
|
1 |
228 |
240 |
235,32 |
134,92 |
48,08 |
|
2 |
202 |
226 |
228,68 |
5,69 |
0,09 |
|
3 |
197 |
221 |
227,43 |
54,53 |
0,91 |
|
4 |
201 |
226 |
228,43 |
5,69 |
0,00 |
|
5 |
189 |
220 |
225,44 |
70,30 |
8,69 |
|
6 |
302 |
250 |
255,28 |
467,22 |
723,10 |
|
7 |
215 |
237 |
231,98 |
74,22 |
12,91 |
|
8 |
196 |
232 |
227,18 |
13,07 |
1,45 |
|
9 |
199 |
215 |
227,93 |
179,15 |
0,21 |
|
10 |
180 |
220 |
223,22 |
70,30 |
26,71 |
|
11 |
181 |
222 |
223,46 |
40,76 |
24,23 |
|
12 |
186 |
231 |
224,69 |
6,84 |
13,62 |
|
13 |
216 |
229 |
232,23 |
0,38 |
14,81 |
|
Сумма |
2692 |
2969 |
Х |
1123,08 |
874,81 |
|
Среднее |
207,077 |
228,385 |
Х |
Х |
Х |
Параболическая функция:
t |
X |
Y |
Yрасч |
(Y-Yср)^2 |
(Yрасч-Yср)^2 |
|
1 |
228 |
240 |
240,88 |
134,92 |
156,18 |
|
2 |
202 |
226 |
229,69 |
5,69 |
1,72 |
|
3 |
197 |
221 |
227,06 |
54,53 |
1,75 |
|
4 |
201 |
226 |
229,18 |
5,69 |
0,63 |
|
5 |
189 |
220 |
222,53 |
70,30 |
34,29 |
|
6 |
302 |
250 |
249,78 |
467,22 |
457,94 |
|
7 |
215 |
237 |
235,81 |
74,22 |
55,17 |
|
8 |
196 |
232 |
226,52 |
13,07 |
3,49 |
|
9 |
199 |
215 |
228,13 |
179,15 |
0,06 |
|
10 |
180 |
220 |
216,95 |
70,30 |
130,66 |
|
11 |
181 |
222 |
217,60 |
40,76 |
116,35 |
|
12 |
186 |
231 |
220,73 |
6,84 |
58,65 |
|
13 |
216 |
229 |
236,24 |
0,38 |
61,69 |
|
Сумма |
2692 |
2969 |
Х |
1123,08 |
1078,58 |
|
Среднее |
207,077 |
228,385 |
Х |
Х |
Х |
Коэффициент детерминации максимален у степенной модели. Поэтому лучшим уравнением тренда является:
Рассчитаем прогнозное значение результата, если прогнозное значение фактора увеличится на 10% от его среднего уровня.
Задание 2
Исследовать сезонность потребления электроэнергии. Построить модель сезонных колебаний, рассчитать прогнозное значение на 4 шага вперёд. Построить график сезонной волны.
корреляция линейный модель сезонность
Годы и кварталы |
данные |
|
1986, 1 |
159 |
|
2 |
50 |
|
3 |
293 |
|
4 |
350 |
|
1987, 1 |
133 |
|
2 |
75 |
|
3 |
348 |
|
4 |
339 |
|
1988, 1 |
171 |
|
2 |
95 |
|
3 |
304 |
|
4 |
563 |
|
1989, 1 |
161 |
|
2 |
112 |
|
3 |
314 |
|
4 |
211 |
|
1990, 1 |
163 |
|
2 |
132 |
|
3 |
207 |
|
4 |
193 |
|
1991, 1 |
137 |
|
2 |
130 |
|
3 |
178 |
|
4 |
175 |
|
1992, 1 |
166 |
|
2 |
125 |
|
3 |
190 |
|
4 |
217 |
|
1993, 1 |
200 |
|
2 |
168 |
|
3 |
217 |
|
4 |
141 |
|
1994, 1 |
166 |
|
2 |
140 |
|
3 |
189 |
|
4 |
214 |
Решение:
Изобразим графически данные таблицы:
Для каждого месяца рассчитаем среднюю величину уровня , затем вычислим среднеквартальный уровень для всего ряда Y. После чего определим показатель сезонной волны - индекс сезонности Is как процентное отношение средних величин для каждого квартала к общему среднему уровню ряда, %:
Применяя формулу простой средней арифметической определим среднеквартальные уровни:
Сезонная волна определяется процентным отношением уровней поквартальных средних к средней квартальной.
|
1 квартал |
2 квартал |
3 квартал |
4 квартал |
Потребление за год |
Среднее |
|
1986 |
159 |
50 |
293 |
350 |
852 |
213 |
|
1987 |
133 |
75 |
348 |
339 |
895 |
223,75 |
|
1988 |
171 |
95 |
304 |
563 |
1133 |
283,25 |
|
1989 |
161 |
112 |
314 |
211 |
798 |
199,5 |
|
1990 |
163 |
132 |
207 |
193 |
695 |
173,75 |
|
1991 |
137 |
130 |
178 |
175 |
620 |
155 |
|
1992 |
166 |
125 |
190 |
217 |
698 |
174,5 |
|
1993 |
200 |
168 |
217 |
141 |
726 |
181,5 |
|
1994 |
166 |
140 |
189 |
214 |
709 |
177,25 |
|
Среднее |
161,78 |
114,11 |
248,89 |
267,00 |
791,78 |
197,94 |
|
Индексы сезонности |
81,73 |
57,65 |
125,74 |
134,89 |
Х |
Х |
Для прогнозирования будущих значений составим модель как сумму линейного тренда и сезонной составляющей.
Используя Microsoft Excel, находим уравнение линейного тренда:
Наблюдение |
Потребление электроэнергии |
Тренд |
Сезонная составляющая |
|
1 |
159 |
227,1418 |
-68,1418 |
|
2 |
50 |
225,4736 |
-175,474 |
|
3 |
293 |
223,8054 |
69,1946 |
|
4 |
350 |
222,1372 |
127,8628 |
|
5 |
133 |
220,469 |
-87,469 |
|
6 |
75 |
218,8008 |
-143,801 |
|
7 |
348 |
217,1326 |
130,8674 |
|
8 |
339 |
215,4644 |
123,5356 |
|
9 |
171 |
213,7962 |
-42,7962 |
|
10 |
95 |
212,128 |
-117,128 |
|
11 |
304 |
210,4598 |
93,5402 |
|
12 |
563 |
208,7916 |
354,2084 |
|
13 |
161 |
207,1234 |
-46,1234 |
|
14 |
112 |
205,4552 |
-93,4552 |
|
15 |
314 |
203,787 |
110,213 |
|
16 |
211 |
202,1188 |
8,8812 |
|
17 |
163 |
200,4506 |
-37,4506 |
|
18 |
132 |
198,7824 |
-66,7824 |
|
19 |
207 |
197,1142 |
9,8858 |
|
20 |
193 |
195,446 |
-2,446 |
|
21 |
137 |
193,7778 |
-56,7778 |
|
22 |
130 |
192,1096 |
-62,1096 |
|
23 |
178 |
190,4414 |
-12,4414 |
|
24 |
175 |
188,7732 |
-13,7732 |
|
25 |
166 |
187,105 |
-21,105 |
|
26 |
125 |
185,4368 |
-60,4368 |
|
27 |
190 |
183,7686 |
6,2314 |
|
28 |
217 |
182,1004 |
34,8996 |
|
29 |
200 |
180,4322 |
19,5678 |
|
30 |
168 |
178,764 |
-10,764 |
|
31 |
217 |
177,0958 |
39,9042 |
|
32 |
141 |
175,4276 |
-34,4276 |
|
33 |
166 |
173,7594 |
-7,7594 |
|
34 |
140 |
172,0912 |
-32,0912 |
|
35 |
189 |
170,423 |
18,577 |
|
36 |
214 |
168,7548 |
45,2452 |
|
37 |
Х |
167,0866 |
Х |
|
38 |
Х |
165,4184 |
Х |
|
39 |
Х |
163,7502 |
Х |
|
40 |
Х |
162,082 |
Х |
Список литературы
1. Кремер Н.Ш., Путко Б.А. Эконометрика: Учебник для вузов // Под ред. проф. Н.Ш. Кремера. - М.: «ЮНИТИ-ДАНА», 2002.
2. Кулинич Е.И. Эконометрия. - М.: «Финансы и статистика», 2001.
3. Луговская Л.В. Эконометрика в вопросах и ответах: учебное пособие. - М.: «Проспеки», 2005.
4. Магнус Я.Р., Катышев П.К., Пересецкий А.А. Эконометрика. Начальный курс: Учебник. - М.: «Дело», 2001.
5. Орлов А.И. Эконометрика - М.: «Экзамен», 2002.
6. Практикум по эконометрике: Учебн. пособие // Под ред. И.И. Елисеевой. - М.: «Финансы и статистика», 2003.
7. Эконометрика: Учебник // Под ред. И.И. Елисеевой. - М.: «Финансы и статистика», 2002.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации. Построение поля корреляции и расчёт параметров линейной регрессии. Результаты вычисления функций и нахождение коэффициента детерминации. Регрессионный анализ и прогнозирование.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.08.2011Построение поля корреляции по данным, гипотеза о форме связи. Оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации. Определение коэффициента эластичности и индекса корреляции. Расчет критериев Фишера. Модель денежного и товарного рынков.
контрольная работа [353,7 K], добавлен 21.06.2011Расчет параметров линейной регрессии. Сравнительная оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции, детерминации, коэффициента эластичности. Построение поля корреляции. Определение статистической надежности результатов регрессионного моделирования.
контрольная работа [71,7 K], добавлен 17.09.2016Построение поля корреляции и формулирование гипотезы о форме связи. Параметры уравнений линейной, степенной и гиперболической регрессии. Оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации. Оценка средней ошибки аппроксимации уравнения.
контрольная работа [136,3 K], добавлен 25.09.2014Построение поля корреляции. Расчет параметров уравнений парной регрессии. Зависимость средней ожидаемой продолжительности жизни от некоторых факторов. Изучение "критерия Фишера". Оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации.
контрольная работа [173,8 K], добавлен 22.11.2010Построение поля корреляции. Оценка данной зависимости линейной, степенной и гиперболической регрессией. Оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации. Расчет коэффициента эластичности. Определение доверительного интервала прогноза.
контрольная работа [508,1 K], добавлен 13.11.2011Построение и анализ классической многофакторной линейной эконометрической модели. Вид линейной двухфакторной модели, её оценка в матричной форме и проверка адекватности по критерию Фишера. Расчет коэффициентов множественной детерминации и корреляции.
контрольная работа [131,9 K], добавлен 01.06.2010Расчет параметров уравнения линейной регрессии, оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации; определение средней ошибки аппроксимации. Статистическая надежность регрессионного моделирования с помощью критериев Фишера и Стьюдента.
контрольная работа [34,7 K], добавлен 14.11.2010Построение поля корреляции и формулировка гипотезы о линейной форме связи. Расчет уравнений различных регрессий. Расчет коэффициентов эластичности, корреляции, детерминации и F-критерия Фишера. Расчет прогнозного значения результата и его ошибки.
контрольная работа [681,9 K], добавлен 03.08.2010Расчет параметров уравнения линейной регрессии, оценка тесноты связи с помощью показателей корреляции и детерминации. Определение средней ошибки аппроксимации. Статистическая надежность моделирования с помощью F-критерия Фишера и t-критерия Стьюдента.
контрольная работа [58,3 K], добавлен 17.10.2009