В общем случае разностным оператором i-го порядка
называется разность между соседними разностными операторами (i-1)-го порядка:Если разностные операторы первого порядка постоянны и равны между собой
а разностные операторы второго порядка равны нулю
то тренд изучаемого временного ряда можно аппроксимировать линейной функцией вида
Если разностные операторы второго порядка постоянны и равны между собой
а разностные операторы третьего порядка равны нулю
то тренд изучаемого временного ряда можно аппроксимировать параболической функцией второго порядка вида
Следовательно, порядок разностных операторов, являющихся постоянными для данного временного ряда, определяет степень уравнения тренда:
Оценки неизвестных коэффициентов уравнения тренда рассчитываются с помощью классического метода наименьших квадратов.
Если тренд временного ряда можно аппроксимировать линейной функцией, то её коэффициенты можно рассчитать с помощью метода моментов. При этом в модель вводится новая переменная времени
Для временного ряда, количество уровней которого является нечётным, переменная
Для временного ряда, количество уровней которого является чётным, числа
Линейная модель регрессии с учётом новой переменной принимает вид:
Оценки неизвестных коэффициентов данной модели рассчитываются из системы нормальных уравнений:
Решением данной системы будут оценки коэффициентов уравнения тренда:
75. Адекватность трендовой модели
Трендовая модель
считается адекватной описываемому процессу, если значения случайной остаточной компонентыПроверка случайности остатков модели осуществляется с помощью критериев исследования временного ряда на предмет наличия в нём трендовой компоненты:
1) критерий, основанный на сравнении средних уровней временного ряда;
2) критерий «восходящих и нисходящих» серий;
3) критерий серий, основанный на медиане выборочной совокупности.
В этом случае вместо исходных уровней временного ряда
Также проверка случайности остатков модели может осуществляться с помощью критерия поворотных точек.
При использовании критерия поворотных точек остаток модели
где
Проверка центрированности остатков временного ряда осуществляется с помощью t-критерия Стьюдента.
Основная гипотеза формулируется как утверждение о центрированности ряда остатков.
Критическое значение t-критерия
Наблюдаемое значение t-критерия рассчитывается по формуле:
где
– среднее арифметическое значение ряда остатков:
При проверке основной гипотезы возможны следующие ситуации.
Если наблюдаемое значение t-критерия (вычисленное по выборочным данным) больше критического значения t-критерия (определённого по таблице распределения Стьюдента), т. е. t
Если наблюдаемое значение t-критерия (вычисленное по выборочным данным) меньше или равно критического значения t-критерия (определённого по таблице распределения Стьюдента), т. е.
Проверка независимости ряда остатков модели осуществляется с целью определения возможной систематической составляющей в составе ряда остатков. Если модель подобрана неудачно, то остатки будут подвержены автокорреляционной зависимости.
Независимость остатков проверяется с помощью критерия Дарбина-Уотсона, связанного с гипотезой о наличии в ряде остатков автокорреляции первого порядка, т. е. о корреляционной зависимости соседних остатков.
Нормальность ряда остатков проверяется с помощью показателей асимметрии и эксцесса (если объём выборочной совокупности не превышает 50 значений). При нормальном распределении показатели асимметрии и эксцесса равны нулю.