Характеристики випадкового процесу 1. Математичне сподівання випадкового процесу у момент tk : для дискретних випадкових величин , де i- номер реалізації випадкового процесу (1.4.3) - ймовірність того, що випадкова величина прийме значенняXi у момент tk Для безперервних випадкових величин ,де (1.4.4) -- густина розподілу ймовірності випадкового процесу Точкова оцінка математичного сподівання , де i- номер реалізації випадкового процесу . (1.4.5) 2. Дисперсія випадкового процесу у момент tk : , (1.4.6) де i- номер реалізації випадкового процесу  Для безперервних випадкових величин (1.4.7) 3. Середнє - квадратичне відхилення випадкового процесу у момент tk : (1.4.8) 4. Кореляційна функція 2-ох випадкових процесів – відображає зв’язок (залежність) значень випадкового процесу x(ti) та значень випадкового процесу y(ti) один від одного. (1.4.9) 5. Aвтокореляційна функція випадкового процесу відображає зв’язок (залежність) значень одного випадкового процесу x(t) в різні моменти часу ti та ti+k ( відстань у часі k має назву лаг) один від одного. (1.4.10) 1.4.2.Алгоритм аналізу часових рядів [2] Звичайно при аналізі часових рядів послідовно проходять наступні етапи (блок-схема алгоритму представлена на рис.4.1). Крок 1. Вводимо часовий ряд з передісторією за декілька років. Крок 2. Розраховуємо тренд (коефіцієнти тренду b0, b1, b2). Визначаємо коефіцієнти тренду b0, b1, b2, мінімізуючи функцію суми квадратів похибок для всіх спостережень : (1.4.11) де yi - значення часового ряду, t- час. В цьому випадку градієнт мінімізуємої функції <0.001, де (1.4.12) Використовуємо метод найшвидшого спуску, перераховуючи коефіцієнти наступними формулами (1.4.13) Крок 3. Обраховуємо тренд відповідно від кількості коефіцієнтів (квадратичний): i = 1 .. N. Крок 4. Перевірка коефіцієнтів b0, b1, b2 на значимість критерієм Ст'юдента: , і = 1, 2. , (1.4.14) де  , ; Якщо , то коефіцієнт не значимий, інакше коефіцієнт значимий. Розраховане значення критерію Ст’юдента порівнюють з його табличним значенням з обраним рівнем довіри (як правило, 0.95) і числі ступенів свободи N-k-1, де N – кількість точок, k – кількість змінних в регресійному рівнянні. Якщо абсолютне значення вище, ніж табличне, то коефіцієнт регресії є значущим з даним рівнем довіри. В іншому випадку є підстави для виключення відповідної змінної з регресійної моделі. Крок 5. Перевірка моделі на адекватність виконується за критерієм Фішера: . (1.4.15) Розраховане значення критерію Фішера порівнюють з табличним значенням квантилю Фішера для обраного рівня довіри (як правило, 0.95) та ступенів вільності k-1 і N-k. Якщо обчислене значення F>F , то побудована модель адекватна, в іншому випадку модель вважається неадекватною. Крок 6. Обчислення сезонної та випадкової компонент. Спочатку вилучаємо з процесу тренд та сезонну складову. Потім, якщо є щомісячні спостереження протягом декількох років, обчислюємо середньо сезонну компоненту і випадкову компоненту Мультиплікативна модель: ; i = 1 .. N; (3.11) , (4.16) де Т – період (Т = 12 місяців); (М+1) – число років спостережень; i = 1 .. N. Випадкова компонента: ; i = 1 .. N. (1.4.17) Адитивна модель: ; i = 1 .. N; (1.4.18) , де Т – період (Т = 12 місяців); (М+1) – число років спостережень; i = 1.. N. Випадкова компонента:  Якщо нема щомісячних спостережень протягом декількох років  Крок 7. Побудова автокореляційної функції випадкової компоненти залишків та перевірка правильності тренд - аналізу: для адитивної моделі: , (1.4.19) де , - дисперсія випадкової компоненти k – зсув по часу (k = 0 .. 15, k < N). для мультиплікативної моделі: , (1.4.20) де , - дисперсія випадкової компоненти k – зсув по часу (k = 0 .. 15, k < N). Тренд-аналіз виконаний вірно, якщо автокореляційна функція випадкової компоненти згасає. На рис. 1.4.1 зображено блок-схему алгоритму тренд-аналізу. Дуже далеко рис. |