R語言 霍爾特指數平滑法(Holt)

2021-08-20 20:48:57 字數 2669 閱讀 4988

有增長或者降低趨勢的,沒有季節性可相加模型的時間序列**演算法---霍爾特指數平滑法(holt)。

holt 指數平滑法估計當前時間的水平和斜率。其平滑水平是由兩個引數控制,alpha:估計當前點水平;beta:估計當前點趨勢部分斜率。兩個引數都介於0-1之間,當引數越接近0,大部分近期的觀測值的權值將較小。

我們以2023年到2023年每年女士裙子直徑為案例,我們首先錄入資料並繪製出該序列:

觀察上圖可見該序列從2023年的600漲到了2023年的1050,後面又下降到2023年的520,再次使用r中的holtwinters()進行霍爾特指數平滑**(gamma=false),並繪出**和觀測值的曲線圖,來****結果

總體看來,**的效果還不錯(黑色為原始序列,紅色為**值),儘管他們對觀測值有一點點延遲。同樣我們也可以通過變數skirtsseriesforecasts$sse檢視樣本內誤差平方和

相關**值如上圖,alpha值為0.84;beta**值為1.0,這些都是非常高的值,充分顯示了無論是水平上還是趨勢的斜率上,當前值對時間序列上的最近的觀測值的依賴關係比較重,這樣的結果也符合我們的預期,因為時間序列的水平和斜率在整個時間段內發生了巨大的變化。此外我們可以通過holtwinters()函式中的「l.start」和「b.start」的引數指定水平和趨勢的初始值,常見的設定水平初始值為時間序列的第乙個值(608),斜率的初始值則是其第二個值減去第乙個值(9),則設定如下:

[plain] 

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holtwinters(skirtsseries, gamma=false, l.start=608, b.start=9)  

同樣採用forecast包**未來時間節點的值,假設我們**未來19期的資料,具體實現和結果展示如下:

上圖中**部分使用藍色的線條標識出來,深灰色的陰影區域為80%,淺灰色陰影區為95%的**區間。

為了檢驗**效果,我們同樣檢驗延遲1-20階中的**誤差是否非零自相關,同樣繼續採用ljung-box檢驗:

相關圖呈現樣本內**誤差在滯後5階時超過置信邊界,其他都為超過,我們認為存在一定的偶爾因素。

ljung-box檢驗時,p =0.4749,意味著置信度只有

53%這樣的值不足以拒絕「**誤差在

1-20

階是非零自相關,則我們接受**誤差在

1-20

階是非零自相關的。

同樣我們驗證測試誤差是否符合零均值正態分佈,我們畫出時間**誤差圖和乙個附上正態曲線**誤差分布的直方圖(這部分借用上次咱自己寫的plotforecasterrors函式):

可見**誤差在整個時間段內是方差大致不變的。

由**誤差直方圖可見**誤差是零均值的正態分佈。

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