邓昌瑞 张小圆 黄艳梅 周小红 聂水晶
摘 要
平滑系数参数值的合理选取是ES预测模型预测成功的关键,但是在实际的场景应用中,很多教材或资料对平滑系数的重要性都描述的都过于笼统、简单,对平滑系数值的确定较为主观,没有充分运用好数据信息,导致预测结果的有效性严重缺乏说服力。本文基于ES预测原理进行了更进一步的分析与解读,着重介绍了平滑系数在ES预测模型中的地位和作用,为ES预测模型使用者提供了具有一定价值的理论参考依据。
关键词
ES模型;动态平滑系数;平稳性;季节性;预测精度
中图分类号: O657.33 文献标识码: A
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 34
通过对搜集(观测)到的某事物(现象)时间序列数据进行深入分析与预测,可以了解并掌握该事物(或现象)随时间变化的变化方向、发展状态与发展程度,是现代大数据分析的核心内容。
1 背景介绍
时间序列现代分析方法需要通过分析现象的变化趋势与规律,对时间序列数据信息进行深度挖掘,以建立预测模型来做出预测。在众多的时间序列预测模型中,Robert G.Brown提出的指数平滑法(Exponential Smoothing,ES)预测模型最为常用。
ES的提出,既考虑到了各种现象(如经济现象)较为早期的变化发展状态,又结合了其近期的变化特点,兼容了全期与加权移动平均所具有的优点,已经在水质预测[1]、GPS卫星钟差预报[2]、技术改进[3]、水体污染预测[4]、环境噪声污染预测[5-6]等领域中得到推广。当所研究的现象随着时间推移而呈现出较为稳定的状态(即时间序列数据的变化呈近似线性形状)时,使用一、二次指数平滑法对其进行分析和预测较为简便,而当所研究的现象随时间推移呈现出较为不稳定的状态(如现象受季节因素影响)时,则用三次指数平滑法较为恰当。
但是,ES在实际的场景应用中,很多教材或资料都描述的都过于笼统、简单,没有充分运用好数据信息,经常会造成预测结果缺乏说服力。本文从ES预测原理上进行更深入的分析和解读,以期提供其在具体场景应用时较有价值的理论参考。
2 ES预测原理
ES预测模型分为一、二、三次指数平滑法预测模型,预测成功与否主要取决于平滑系数这个参数的合理取值。
2.1 符号说明
3 结束语
通过上面对ES预测模型的解读我们可以得出结论:在应用指数平滑法进行预测时,一定要对ES的预测原理理解到位,正确客观的选择好平滑系数,否则将直接影响到预测的成败。特别是在不同的场景下应用ES进行预测时,对数据进行去噪和平稳性的判定是非常必要的,只有通过多次论证或试验以确定出较为客观的平滑系数,才可能得到一个好的结论。
参考文献
[1]张雅,基于洱海的水質预测算法研究[D].昆明理工大学,2018.
[2]王利,张勤,黄观文,田婕.基于指数平滑法的GPS卫星钟差预报[J].武汉大学学报(信息科学版).2017(07).
[3]谢正文,孔凡玉,胡毅夫.指数平滑技术改进灰色沉降预测模型及应用[J].中外公路,2007,第27卷进第3期,26-29.
[4]何斯雯,谢正文,黄雅楠,袁昌明.基于指数平滑技术的水体污染灰色预测模型及应用[J].环境科学与管理,2009,第34卷进第8期,169-172.
[5]李建华,周挺进.基于指数平滑法的环境噪声污染预测模型及应用[J].环境科学与管理,2012,第37卷进第7期,50-53.
[6]王国权,王森,刘华勇,薛永端,周平.基于自适应的动态三次指数平滑法的风电声风速预测[J].电力系统保护与控制,2014,第42卷第15期,117-122.
[7]刘立强,怎样推导指数平滑法预测模型的参数计算公式[J],中国统计,1993.01,20-22.