前言

  本章不会对时间序列所有的内容进行一个全方位的介绍,只会简单的整理部分时间序列的基础知识点。

时间序列的成分

时间序列:按时间顺序记录的一组数据,称为时间序列

  而一条时间序列通常可以分解为下面四个部分:趋势、季节波动、循环波动、不规则波动,又可以将上述的三个部分称作为:趋势性、季节性、周期性和随机波动性。
组合这四种成分的方式主要有两种:乘法模型和加法模型。

乘法模型:Y t =T t ×S t ×C t ×I t
加法模型:Y t =T t +S t +C t +I t

时间序列的增长率

  要想描述一条时间序列的趋势情况,增长率绝对是一个很好的指标,这里主要介绍增长率和平均增长率。
增长率非常容易理解,即两天数据的增长率,在时间序列中有环比增长率和定基增长率,下面是两种增长率的定义
环比增长率:

定基增长率:

其中Y 0 表示用于对比的固定时期的预测值。
平均增长率指的是各逐期环比值得几何平均数减1后得结果,下面是定义:

其中,G ‾表示平均增长率,n为环比值的个数。
增长率的注意事项

  • 增长率不能使用0值或者负数计算。
  • 不能单独使用增长率来比较两种情况的增量,要注意增长率与绝对水平的结合

对于第二点,其实很好理解,假设两个企业A和B,不能只看A的营销额增长率比B的大,就认为A企业比B企业要强,这是因为没有考虑到两者的营销额数量,比如说B企业的营销额是按亿算的,而A企业是按千万算的,这样就会存在误判。

时间序列的预测方法

 时间序列的预测方法有很多很多,在这里不能一一介绍,最简单的几种就是移动平均、简单指数平滑、回归等等。稍微复杂一点的就有ARIMA模型,现在还可以使用机器学习的方法对时间序列进行预测,例如Prophet,LSTM等等。
本文只介绍几种简单的预测方法。

平滑法预测

  如果时间序列不含趋势、季节和循环变动成分,其波动主要是随机成分所致,序列的平均值不随时间的推移而变化,其预测方法主要有移动平均、简单指数平滑法,这些方法是通过对时间序列进行平滑以消除其随机波动,因而也称平滑法。

移动平均法

  移动平均法是将最近的k期数据加以平均,作为下一期的预测值。设移动间隔为k,则t期的移动平均值为:

这种方法可以描述时间序列的变化形态或者趋势,移动平均法只使用最近的k期数据,在每次的计算移动平均值时,移动的间隔都为k,该方法是比较适合较为平稳的时间序列。

简单指数平滑法

  简单指数平滑法预测是一种加权的方法,即如果我们想知道今天的数据大小,可以采用昨天的数据加上昨天的预测值数据进行加权。

式中,α为平滑系数,取值在0到1之间,在预测时,α的取值非常关键,当时间序列有较大波动时,选择较小的α,如果注重使用近期的值进行预测,选择较大的α。
上面这两种方法适合短期预测,但是存在很多缺点,比如不能考虑趋势和季节成分。