Так как в первом уравнении отсутствуют две
переменные Х2 и Y3,
из коэффициентов при них во втором и третьем уравнениях получается квадратная
матрица второго порядка:
|
Уравнение |
Х2 |
Y3 |
|
Второе |
b22 |
0 |
|
Третье |
0 |
-1 |
Определитель данной матрицы не равен нулю:
DetA = -1 b22
Þ
rangA = 2, что совпадает
с числом эндогенных переменных в системе без 1, т. е. 3 - 1 = 2. Достаточное
условие для первого уравнения выполняется и оно точно идентифицировано.
Во втором уравнении отсутствуют две переменные Х1
и Y3,
из коэффициентов при них во втором и третьем уравнениях получается квадратная
матрица второго порядка:
|
Уравнение |
Х1 |
Y3 |
|
Первое |
b11 |
0 |
|
Третье |
0 |
-1 |
Определитель данной матрицы не равен нулю:
DetВ = -1 b11
Þ
rangВ = 2, что
совпадает с числом эндогенных переменных в системе без 1, т. е. 3 - 1 = 2.
Достаточное условие для второго уравнения выполняется и оно точно
идентифицировано.
В третьем уравнении отсутствует три переменных Х1 , Х2 и Х3
из коэффициентов при них во втором и третьем
уравнениях получается прямоугольная матрица :
|
Уравнение |
Х1 |
Х2 |
Х3 |
|
Первое |
b11 |
0 |
b13 |
|
Второе |
0 |
b22 |
b23 |
Из элементов этой матрицы можно составить определители второго порядка, отличные от нуля:
DetС
= b11b22
DetС
= b11b23
DetС = - b13b22
Þ
rangС = 2, что
совпадает с числом эндогенных переменных в системе без 1, т. е. 3 - 1 = 2.
Достаточное условие выполняется
Следовательно, первые два уравнения точно
идентифицированы, третье - сверхидентифицируема, таким образом, вся система
сверхидентифицируема.
5. Определение структурных коэффициентов
Так как первые два уравнения точно идентифицированы, находим соответствующие структурные коэффициенты путем следующих преобразований:
Для определения структурных коэффициентов
первого уравнения за основу возьмем первое приведенное уравнение, в котором
необходимо избавиться от Х2 и ввести переменную Y2.
Поэтому выражаем Х2 из второго приведенного уравнения и подставляем
его в первое:
Þ
Х2 =
Þ
Таким образом, а1 = 3,167; b11 = 9,2; b13 = 2,083; c12 = 0,183
Для определения структурных коэффициентов
второго уравнения за основы берем второе приведенное уравнение, где необходимо
избавиться от Х1 и ввести переменную Y1.
Поэтому выражаем Х1 из первого приведенного уравнения и подставляем
его во второе:
Þ
Х1 =
Þ
Таким образом, а2 = 1,429; b22
=
78,857;
b23
=
0,143;
c21
=
1,714
В силу того, что третье уравнение сверхиндентифицируемо
его структурные коэффициенты не подлежат точному определению. Для их расчета
можно применить двухшаговый метод наименьших квадратов: на основе первого
приведенного уравнения вычисляют теоретические значения
1
и используя или наблюдаемые значения Х2, вычисляют параметры
третьего структурного уравнения, применяя МНК.
Задача 71
По условным поквартальным данным розничного товарооборота областей Х за три года (в % к уровню 1-го квартала):
а. Построить график временного ряда;
б. Построить аддитивную или мультипликативную модель временного ряда;
в. Оценить качество модели через
показатели средней абсолютной ошибки, среднего относительного отклонения и
коэффициента детерминации.
|
Исходные данные |
|||||||||||
|
Поквартальный розничный товарооборот, % |
|||||||||||
|
Номер квартала |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
100 |
93,5 |
95,6 |
102,1 |
107,8 |
96,3 |
95,7 |
98,2 |
105,1 |
99,3 |
98,9 |
101,9 |
Решение:
. Построение временного ряда
По оси абсцисс откладываем кварталы, по оси
ординат - размер товарооборота
Очевидно, что имеется тенденция к снижению розничного товарооборота:
О чем говорит «красная» аппроксимация.
Поскольку амплитуда колебаний изменяется от квартала к кварталу, возможно, лучшее соответствие покажет мультипликативная модель.
. Построение аддитивной и мультипликативной моделей
Построим аддитивную и мультипликативную модели
динамического ряда из трех компонент: тренда; квартальной; случайной.
yадд = Т + S + E
yмульт
= Т
S
E
Начнем с выделения квартальной компоненты. Для
этого произведем сглаживание временного ряда посредством усреднения уровней
временного ряда по 4 соседним кварталам, каждый раз продвигаясь вперед на 1 шаг
- вычисляем скользящую среднюю:
CCk =
k =
где
-
номер квартала
Для первых 4 кварталов:
k =
=
2,5
CCk
=
=
97,8
Затем оцениваем квартальные (сезонные) компоненты
Аддитивные: Sадд = у - ЦCC
Мультипликативные: Sмульт = у/ЦСС
Дальнейшие расчеты произведем в Excel:
|
Выравнивание исходного ряда и |
|||||
|
оценка сквартальных компонент |
|||||
|
№ |
У |
СС |
ЦСС |
Sa=y-ЦСС |
Sм=y/ЦСС |
|
1 |
100 |
|
|
|
|
|
2 |
93,5 |
|
|
|
|
|
3 |
95,6 |
97,8 |
97,8 |
-2,2 |
0,97751 |
|
4 |
102,1 |
97,8 |
97,8 |
4,3 |
1,04397 |
|
5 |
107,8 |
99,75 |
98,775 |
9,025 |
1,09137 |
|
6 |
96,3 |
100,45 |
100,1 |
-3,8 |
0,96204 |
|
7 |
95,7 |
100,475 |
100,463 |
-4,7625 |
0,95259 |
|
8 |
98,2 |
99,5 |
99,9875 |
-1,7875 |
0,98212 |
|
9 |
105,1 |
98,825 |
99,1625 |
1,05988 |
|
|
10 |
99,3 |
99,575 |
99,2 |
0,1 |
1,00101 |
|
11 |
98,9 |
100,375 |
|
|
|
|
12 |
101,9 |
|
|
|
|
|
Итого |
1194,4 |
|
|
6,8125 |
8,07048 |
|
Средняя |
99,5333 |
|
|
|
|
Сезонная составляющая изменяется от квартала к
кварталу, поэтому вычисляем усредненные величины за период наблюдения. Для
этого просуммируем S отдельно за
каждый квартал и находим их средние значения. Кроме того, в моделях с
квартальной компонентой обычно полагают, что сезонные воздействия за год должны
нивелировать друг друга. В случае построения аддитивной модели сумма
квартальных компонент должна быть нулевой. Так как на самом деле сумма
отличается от нуля необходимо произвести коррекцию:
Кадд =
0
Þ
kадд =
Кадд /4 Þ Sадд
=
-
kадд
Разделим 12 кварталов на 3 года
Расчет сезонной аддитивной модели
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Итого |
|
1 год |
|
|
-2,2 |
4,3 |
|
|
2 год |
9,025 |
-3,8 |
-4,7625 |
-1,7875 |
|
|
3 год |
5,9375 |
0,1 |
|
|
|
|
Итого |
14,9625 |
-3,7 |
-6,9625 |
2,5125 |
|
|
Среднее |
4,9875 |
-1,2333 |
-2,3208 |
0,8375 |
2,27083 |
|
S |
4,41979 |
-1,801 |
-2,8885 |
0,26979 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поправка |
0,56771 |
|
|
|
|
Здесь корректирующая поправка kадд =2,27083/4 =0,56771
В мультипликативной модели сумма квартальных
компонент должна быть равна числу периодов кварталов
Кадд =
4
Þ
kадд =
4/Кадд Þ Sмульт
=
*
kадд
Расчет сезонной мультипликативной модели
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Итого |
|
1 год |
|
|
0,97751 |
1,04397 |
|
|
2 год |
1,09137 |
0,96204 |
0,95259 |
0,98212 |
|
|
3 год |
1,05988 |
1,00101 |
|
|
|
|
Итого |
2,15125 |
1,96305 |
1,9301 |
2,02609 |
|
|
Среднее |
0,71708 |
0,65435 |
0,64337 |
0,67536 |
2,69016 |
|
S |
1,06623 |
0,97295 |
0,95662 |
1,0042 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поправка |
1,4869 |
|
|
|
|
Корректирующий множитель: kадд = 4/2,69016 = 1,4869.
За исследуемый промежуток времени максимальный
объем товарооборота приходится на 5-ый квартал и составляет 107,8 %.
3. Нахождение тренда
Сформируем динамические ряды, в которых
исключаем сезонную компоненту из наблюдений для аддитивной модели (y
- S) и для
мультипликативной модели (y/S)
и найдем для них уравнения линейного тренда Т = a
+ bt, где в качестве независимой
переменной выступает фактор времени t
- текущий номер квартала. Параметры тренда определяются МНК или при помощи
встроенных функций в Excel:
КОРРЕЛ() для определения коэффициента корреляции; ОТРЕЗОК() - свободного члена
в линейном уравнении тренда; НАКЛОН() - коэффициента регрессии.
|
Расчет линейного тренда |
|||||||
|
№ кв |
у |
Аддитивная модель |
Мультипликативная модель |
||||
|
|
|
Sадд |
у-Sадд |
Тадд |
Sмульт |
у/S мульт |
Тмульт |
|
1 |
100 |
4,41979 |
95,580208 |
97,1946 |
1,06623 |
93,7884 |
96,8709 |
|
2 |
93,5 |
-1,801 |
95,301042 |
97,6198 |
0,97295 |
96,0993 |
97,3625 |
|
3 |
95,6 |
-2,8885 |
98,488542 |
98,0451 |
0,95662 |
99,9351 |
97,8541 |
|
4 |
102,1 |
0,26979 |
101,83021 |
98,4703 |
1,0042 |
101,673 |
98,3457 |
|
5 |
107,8 |
4,41979 |
103,38021 |
98,8955 |
1,06623 |
101,104 |
98,8374 |
|
6 |
96,3 |
-1,801 |
98,101042 |
99,3207 |
0,97295 |
98,9771 |
99,329 |
|
7 |
95,7 |
-2,8885 |
98,588542 |
99,7459 |
0,95662 |
100,04 |
99,8206 |
|
8 |
98,2 |
0,26979 |
97,930208 |
100,171 |
1,0042 |
97,7896 |
100,312 |
|
9 |
105,1 |
4,41979 |
100,68021 |
100,596 |
1,06623 |
98,5716 |
100,804 |
|
10 |
99,3 |
-1,801 |
101,10104 |
101,022 |
0,97295 |
102,061 |
101,295 |
|
11 |
98,9 |
-2,8885 |
101,78854 |
101,447 |
0,95662 |
103,385 |
101,787 |
|
12 |
101,9 |
0,26979 |
101,63021 |
101,872 |
1,0042 |
101,474 |
102,279 |
|
КОРРЕЛ |
|
0,5932121 |
|
|
0,65119 |
|
|
|
ОТРЕЗОК |
|
96,769413 |
|
|
96,3793 |
|
|
|
НАКЛОН |
|
0,4252185 |
|
|
0,49161 |
|
|