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統計學. 郭信霖 許淑卿. 第十三章 時間數列. ■ 13-1 時間數列的意義與構成 ■ 13-2 長期趨勢 ■ 13-3 季節變動 ■ 13-4 循環變動 ■ 13-5 不規則變動 ■ 13-6 流程圖. 13-1 時間數列的意義與構成. 一、時間數列的意義 時間數列( Time series )乃是同一現象或事物,並按時間順序所排列的統計資料,稱為時間數列,又稱為歷史數列。. 二、構成時間數列的因素 時間數列變動的因素,分別簡介如下,並以圖 13-1 表示。 1. 長期趨勢( scular trend , T )
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統計學 郭信霖 許淑卿
第十三章 時間數列 ■ 13-1時間數列的意義與構成 ■ 13-2長期趨勢 ■ 13-3季節變動 ■ 13-4循環變動 ■ 13-5不規則變動 ■ 13-6流程圖
13-1 時間數列的意義與構成 一、時間數列的意義 時間數列(Time series)乃是同一現象或事物,並按時間順序所排列的統計資料,稱為時間數列,又稱為歷史數列。
二、構成時間數列的因素 時間數列變動的因素,分別簡介如下,並以圖13-1表示。 1. 長期趨勢(scular trend,T) 2. 季節變動(seasonal variation,S) 3. 循環變動(cyclical variation,C) 4. 不規則變動(irregular fluctuation,I)
(4) 長期趨勢及季節變動 (註:以上各圖之點線表示估計資料、實線表示實際資料)
(5)成分分解 圖13-1 時間數列的主要成分
三、傳統時間數列的模型 1. 加法模型: Y = T + S + C + I 2. 乘法模型: Y = T S C I加法模型中的S,C,I彼此相互獨立,其數量均使用原資料單位,而乘法模型則以指數(%)來表示其變化。
13-2 長期趨勢 長期趨勢因趨勢線可分為 (一) 直線趨勢 (二) 曲線趨勢 兩種。 而分析的方法,常用且較重要的有二: 1.最小平方法(least squares method)。 2.移動平均法(moving average method)。
一、最小平方法 1. 直線長期趨勢 (1)普通法: 在時間數列中,以最小平方法求長期趨勢(直線)方程式 = b0 + b1X 其中b1 = ,b0 = - b1 通常以第一期為1,第二期為2,…,第n期為n。
(2)簡捷法: b1 = ,b0 = 不過時間代號的選取,隨n是奇數或偶數而不同,如下: n為奇數 (單位:一年) n為偶數 (單位:半年)
2. 二次曲線趨勢方程式 二次拋物線方程式通常寫成 (1) Y = a + bx + cX2,X = 0, 1, 2, 3,… (2) Y = a + bx + cx2,x = …, - 5, - 3, - 1, 1, 3, 5, … 或x = …, - 4, - 3, - 2, - 1, 0, 1, 2, 3, 4, … 其中X與x皆用以代表時間,但X以第一期為0,則x則以全數列的時間中點為0。 3. 對數直線、指數方程式 長期趨勢方程式為Y = abx,x = …, - 5, - 3, - 1, 1, 3, 5, … 或 x = …, - 4, - 3, - 2, - 1, 0, 1, 2, 3, 4, … 則logY = loga + x logb
二、移動平均法 目的在消除季節的變動。 1. 奇數年 2. 偶數年 此處所應注意者,若令移動的期數k為奇數,則兩端各缺少 期的趨勢值;當k為偶數時,兩端各缺少 期的趨勢值。
13-3 季節變動 • 季節變動乃指時間數列在一年以內有週期性的循環變動。 • 所謂季節指數,以表示在一年內的起伏變動。 • 計算季節指數的方法,玆分別說明之:
一、簡單平均法 原時間數列的資料須滿足若干假設: (1) 無長期趨勢的影響。 (2) 維持一定的循環變動(變動大小與週期均同)。 (3) 經由計算可消除循環變動與不規則變動的影響。 其計算步驟如下: 1.計算各年之同季或同月的平均數。 2.再計算各季或各月平均數的總平均數。 3.最後計算各季或各月的平均數除以總平均數, 並化成百分比,即為季節指數。
二、移動平均比率法 以乘法模型Y = T S C I為基礎,採取下列三步驟: 1. 應用移動平均法(十二個月或四季為移動週期,此種移動平均法稱為中心化移動平均法),以消除S I,求得T C。 2. 求季節百分比S I = ,以消除長期趨勢和循環變動。 3. 採用中位數或算術平均數,求相同月份或季別之不規則比率的平均數,以消除不規則變動。 4. 求出各月份或各季比率平均數的總平均數,以此總平均數分別除各月份或各季之中位數或算術平均數,乘以100,即得季節指數。
13-4 循環變動 採用乘法模型Y = T S C I,則 年資料(無季節變動)為: C I = 月資料或季資料為: C I = 其處理的步驟: 1. 以最小平方法求長期趨勢T = 。 2. 求循環、不規則變動指數C I = Y/T = Y/ 。 3. 以移動平均法,消除C I資料中之不規則變動I,得之循環變動指數。
13-5 不規則變動 1. 年資料: (1) 先應用最小平方法配適年資料之趨勢線T; (2) 再利用Y/T求算C I,以移動平均法,計算C %; (3) 最後把C T/C,即可得到不規則變動I。 2. 月資料: (1) 先應用最小平方法配適月資料之趨勢線T,並計 算季節指 數S; (2) 再利用Y/(T S),求算C I,以移動平均法,計算C %; (3) 最後把C I/C,即可得到不規則變動I。
圖M 時間數列流程圖 13-21