时间序列之二次移动平均
2018-06-14 18:07:09
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在上篇文章介绍过,一次移动平均的缺点是存在滞后偏差,即当序列呈明显上长升或下降时,一次移动平均的预测值会产生明显的滞后偏差,即预测值比实际值偏低(或偏高)。

图 1一次移动平均的滞后偏差

所以,如果事物呈现某种明显地上升或下降的趋势,不宜采用一次移动平均。


二次移动平均

为了解决滞后偏差的问题,所以提出二次移动平均,就是对时间序列的一次移动平均值再次进行第二次的移动平均,并且利用这两次的偏差,建立线性方程进行预测。

其原理就是,在新的预测值上,增加偏差校正值。


计算公式

二次移动平均的计算公式如下:

在进行预测时,采用如下预测公式:

其中h为向后推移的期数。

其实,二次移动平均的实质其实是加权移动平均。

如下所示,假定做二次移动平均MA(2),最终公式:

可以看出,二次移动平均后,前N期的权重发生了改变而已,所以二次移动平均的本质是加权移动平均(参考后续加权移动平均的计算公式)。


适用场景

由于对趋势进行了调整,所以二次移动平均适用于呈现单调上升或下降趋势变化的时间序列。

另外,由于二次移动平均将平滑参数计算与预测计算分开为不同的公式,所以,二次移动平均可以进行跨时期的预测,但也只适用于近期预测,不适合中长期的预测;否则,预测偏差会持续变大。


操作实战

如下,某公司收集了每一周的产品销量,现要预测一下第11~13周的产品销量。

操作步骤如下:

1)第一次移动平均。假定取N=2,则在C5单元格输入公式”=Average(B4:B5)”,然后公式向下拉。

2)第二次移动平均。在D6单元格输入公式“=Average(C5:C6)”,公式向下拉。

4)计算各期预测值。在G7单元格输入“=E6+F6”。

5)计算误差率。在H7单元格输入“=abs(G7-B7)/B7”,并设置为百分比的数字格式;计算平均误差率MAPE,在H1单元格输入“=Average(H7:H13)”。

6)进行预测。在G14、G15、G16单元格分别输入“=E13+F13”,“=E13+F13*2”,“=E13+F13*3”,分别得到第11~13周的预测销量。

7) 预测值的平均误差率MAPE=11.25%。

图 2 二次移动平均计算

画出真实值与二次移动平均值的折线图,可见相对一次移动平均,其优点是大大减少了滞后偏差,使预测准确性提高。

图 3 二次移动平均比较

作者简介:

傅一航,大数据专家。

专注于大数据分析、大数据挖掘等应用技术,及大数据系统解决方案。致力于将大数据技术应用于政府、通信、金融、航空、电商、互联网等领域。

联系作者: 2509626286@qq.com。

 
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