Chương 14 CHUỖI THỜI GIAN VÀ DỰ BÁO TRÊN CHUỖI THỜI GIAN Ths Nguyễn Tiến Dũng Viện Kinh tế Quản lý, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội Email: dung.nguyentien3@hust.edu.vn MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG ● Sau học xong chương này, người học ● Phát biểu chuỗi thời gian ● Phân biệt khái niệm cách tiếp cận dự báo ● Thực phương pháp dự báo dựa chuỗi thời gian: lượng tăng giảm tuyệt đối, tốc độ phát triển bình quân ● Thực số phương pháp dự báo theo mơ hình nhân © 2013 Nguyễn Tiến Dũng CÁC NỘI DUNG CHÍNH ● 14.1 CHUỖI THỜI GIAN ● 14.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO DỰA TRÊN CHUỖI THỜI GIAN ● 14.3 DỰ BÁO BẰNG MÔ HÌNH NHÂN © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 14.1 CHUỖI THỜI GIAN ● 14.1.1 Khái niệm ● 14.1.2 Các đại lượng mơ tả chuỗi thời gian © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 14.1.1 Khái niệm ● Time-series data ● Chuỗi giá trị tiêu NC (đại lượng) xếp theo thứ tự thời gian ● Y = {Y1, Y2, Y3, Yn} ● Chuỗi số thời kỳ: ● DL thu thập kỳ ● Có tính cộng: cộng thời kỳ khác với ● TD ● Chuỗi số thời điểm ● DL thu thập thời điểm ● Không cộng lại với để đưa số tích luỹ ● TD © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 14.1.2 Các đại lượng mô tả chuỗi thời gian ● 14.1.2.1 Giá trị TB ● Chuỗi thời kỳ n Y Yi n i 1 ● Chuỗi thời điểm ● Nếu khoảng cách thời điểm Y (0,5Y1 Y2 Y3 Yn 1 0,5Yn ) n 1 n ● Nếu khoảng cách thời điểm không nhau, thời gian NC liên tục Y Y t i i i 1 n t i i 1 © 2013 Nguyễn Tiến Dũng ● 14.1.2.2 Lượng tăng giảm tuyệt đối ● Lượng tăng giảm tuyệt đối liên i Yi Yi 1 (i=2,n ) hoàn ● Lượng tăng giảm tuyệt đối định gốc ● Lượng tăng giảm tuyệt đối TB © 2013 Nguyễn Tiến Dũng i Yi Y1 (i=2,n ) n n i i 2 n i i n 1 n i 2 14.1.2.3 Tốc độ phát triển Yi ti Yi 1 ● Tốc độ phát triển liên hoàn ● Tốc độ phát triển định gốc ● Liên hệ tốc độ phát triển liên hoàn tốc độ phát triển định gốc ● Tốc độ phát triển TB Yi Ti Y1 n Yn Tn ti Y1 i n t n 1 ti n 1 Tn i 2 © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 14.1.2.4 Tốc độ tăng trưởng ● Tốc độ tăng trưởng liên hoàn ● Tốc độ tăng trưởng định gốc ● Tốc độ tăng trưởng TB © 2013 Nguyễn Tiến Dũng Yi Yi 1 ti Yi 1 Yi Y1 i Ai Ti Y1 Y1 a t 1 14.1.2.5 Trị tuyệt đối 1% tăng trưởng liên hoàn ● Phản ánh 1% tăng giảm thời kỳ đứng liền tương ứng với số tuyệt đối i Yi Yi 1 Yi 1 gi 100 Yi Yi 1 100 100 Yi 1 © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 10 ● B1: Tách thành phần mùa vụ bất thường khỏi chuỗi liệu phương pháp trung bình trượt trung tâm hố (Centered Moving Average) Yt Yt 1 Yt Yt 1 Yt 1 Yt Yt 1 Yt MAt 0,5 CMAt MAt 0,5 MAt 0,5 MAt 0,5 t3 ● Nếu DL theo quý, chọn số điểm lấy TB trượt m = 4, trung tâm hoá ● MA: Moving Average ● CMA: Centered Moving Average © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 26 ● Nếu liệu thu thập theo tháng, chọn số điểm lấy TB trượt 12, trung tâm hoá Yt Yt 5 Yt Yt Yt Yt 1 Yt Yt 1 Yt Yt Yt Yt MAt 0,5 12 Yt 5 Yt Yt 3 Yt Yt 1 Yt Yt 1 Yt Yt Yt Yt 5 Yt MAt 0,5 12 CMAt MAt 0,5 MAt 0,5 t7 © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 27 TD: Tính TB trượt trung tâm hố CMA điểm TT Yt MAt CMAt Y1 Y2 MA2,5 - Y3 MA3,5 CMA3 Y4 MA4,5 CMA4 Y5 MA5,5 CMA5 Y6 MA6,5 CMA6 Y7 MA7,5 CMA7 Y8 MA8,5 CMA8 Y9 MA9,5 CMA9 10 Y10 MA10,5 CMA10 11 Y11 - 12 Y12 - - © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 28 Lọc thành phần mùa vụ St bất thường Et ● St.Et = Yt/CMAt © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 29 ● Thí dụ: Bảng 14.8 Trang 441 ● File Excel © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 30 14.4 DỰ BÁO BẰNG HÀM TĂNG TRƯỞNG MŨ ● Chuỗi thời gian có tốc độ tăng trưởng không đổi qua giai đoạn ● TD: Yt a.e bt ● Quy hoạch điện quốc gia ● Chuỗi nhà hàng Western Steakhouses 1978-1992 – Trang 444 © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 31 Phê duyệt tổng sơ đồ VII - Cơ hội đầu tư vào ngành điện Trong bối cảnh nhu cầu phụ tải ngày tăng cao, theo quy hoạch điện VII, dự báo đến năm 2015 nhu cầu điện 194 ÷ 210 tỷ kWh; năm 2020 330 ÷ 362 tỷ kWh năm 2030 695 ÷ 834 tỷ kWh Tổng vốn đầu tư cho toàn ngành từ 2011-2030 lên đến 123,8 tỷ USD Tuy nhiên, với giá bán điện thấp, kinh tế vĩ mơ cịn nhiều bất cập, yếu tố đầu vào (lạm phát, tỷ giá, chi phí đầu tư…) có xu hướng tăng cao, gây nhiều khó khăn cho việc huy động vốn trung dài hạn Do đó, việc giải tốn giá bán điện đầu áp lực EVN tất đơn vị phát điện © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 32 Năm 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 t 10 11 12 13 14 15 16 17 Yt 11 14 16 22 28 36 46 67 82 99 119 156 257 284 403 ? ? © 2013 Nguyễn Tiến Dũng Yt/Yt-1 1,273 1,143 1,375 1,273 1,286 1,278 1,457 1,224 1,207 1,202 1,311 1,647 1,105 1,419 33 14.5 DỰ BÁO BẰNG SAN BẰNG HÀM SỐ MŨ ● 14.5.1 San hàm mũ đơn giản ● 14.5.2 Phương pháp Holt ● 14.5.3 Phương pháp Holt-Winter © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 34 14.5.1 Phương pháp san mũ đơn giản ● Exponential Smoothing Method Ft 1 Yt (1 ) Ft ● Ft+1 giá trị dự báo giai đoạn t+1 ● Yt giá trị thực tế giai đoạn t, t = 1,2,3, , n ● α hệ số làm trơn, < α < ● Giá trị dự báo: Fn+1 = αYn + (1- α)Fn ● Phạm vi áp dụng ● Dãy DL khơng có thành phần xu hướng mùa vụ © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 35 ● Chọn α ● α gần 1, dãy DL dự báo phản ánh rõ thay đổi gần dãy DL gốc (càng trơn) ● α gần 0, dãy DL dự báo trơn hơn, phản ánh thay đổi gần dãy DL gốc Như vậy, với dãy DL gốc có nhiều biến đổi bất thường, nên chọn α nhỏ ● Để tìm α tối ưu, cần thử α cho MSE Có thể dùng hàm Solver Excel © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 36 14.5.2 Phương pháp Holt ● Áp dụng: dãy DL có tính xu hướng L1 Y1 b1 Y2 Y1 Lt Yt (1 )( Lt 1 bt 1 ) bt ( Lt Lt 1 ) (1 ).bt 1 Ft m Lt m.bt © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 37 14.5.3 Phương pháp Holt-Winter ● Phạm vi áp dụng: Dãy DL có tính xu hướng mùa vụ ● Các cơng thức tính Lt (Yt / S t s ) (1 )( Lt 1 bt 1 ) bt ( Lt Lt 1 ) (1 )bt 1 S t (Yt / Lt ) (1 ) S t s Ft m ( Lt m.bt ).S t s m ● s số giai đoạn vòng thời vụ (đối với DL quý s=4; với DL ● ● ● ● tháng s=12) Lt đại điện cho mức độ chuỗi thời gian bt thành phần đại diện cho xu hướng St thành phần mùa vụ Ft+m giá trị dự báo cho m thời đoạn sau © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 38 Phương pháp Holt-Winter: TD Trang 465 © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 39 Bài tập nhà ● 1, 2, 3, 6, ● Bài 8: Dùng Excel, khơng có lời giải © 2013 Nguyễn Tiến Dũng 40