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移動平均法

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1.什么是移動平均法?

移動平均法是用一組最近的實際數(shù)據(jù)值來預(yù)測未來一期或幾期內(nèi)公司產(chǎn)品需求量、公司產(chǎn)能等的一種常用方法。移動平均法適用于即期預(yù)測。當產(chǎn)品需求既不快速增長也不快速下降,且不存在季節(jié)性因素時,移動平均法能有效地消除預(yù)測中的隨機波動,是非常有用的。移動平均法根據(jù)預(yù)測時使用的各元素的權(quán)重不同

移動平均法是一種簡單平滑預(yù)測技術(shù),它的基本思想是:根據(jù)時間序列資料、逐項推移,依次計算包含一定項數(shù)的序時平均值,以反映長期趨勢的方法。因此,當時間序列的數(shù)值由于受周期變動和隨機波動的影響,起伏較大,不易顯示出事件的發(fā)展趨勢時,使用移動平均法可以消除這些因素的影響,顯示出事件的發(fā)展方向與趨勢(即趨勢線),然后依趨勢線分析預(yù)測序列的長期趨勢。

2.移動平均法的種類

移動平均法可以分為:簡單移動平均和加權(quán)移動平均。

一、簡單移動平均法

  簡單移動平均的各元素的權(quán)重都相等。簡單的移動平均的計算公式如下: Ft=(At-1+At-2+At-3+…+At-n)/n式中,

  • Ft--對下一期的預(yù)測值;

  • n--移動平均的時期個數(shù);

  • At-1--前期實際值;

  • At-2,At-3和At-n分別表示前兩期、前三期直至前n期的實際值。

二、加權(quán)移動平均法

  加權(quán)移動平均給固定跨越期限內(nèi)的每個變量值以不同的權(quán)重。其原理是:歷史各期產(chǎn)品需求的數(shù)據(jù)信息對預(yù)測未來期內(nèi)的需求量的作用是不一樣的。除了以n為周期的周期性變化外,遠離目標期的變量值的影響力相對較低,故應(yīng)給予較低的權(quán)重。 加權(quán)移動平均法的計算公式如下:

  Ft=w1At-1+w2At-2+w3At-3+…+wnAt-n式中,

  • w1--第t-1期實際銷售額的權(quán)重;

  • w2--第t-2期實際銷售額的權(quán)重;

  • wn--第t-n期實際銷售額的權(quán)

  • n--預(yù)測的時期數(shù);w1+ w2+…+ wn=1

  在運用加權(quán)平均法時,權(quán)重的選擇是一個應(yīng)該注意的問題。經(jīng)驗法和試算法是選擇權(quán)重的最簡單的方法。一般而言,最近期的數(shù)據(jù)最能預(yù)示未來的情況,因而權(quán)重應(yīng)大些。例如,根據(jù)前一個月的利潤和生產(chǎn)能力比起根據(jù)前幾個月能更好的估測下個月的利潤和生產(chǎn)能力。但是,如果數(shù)據(jù)是季節(jié)性的,則權(quán)重也應(yīng)是季節(jié)性的。

3.移動平均法的優(yōu)缺點

使用移動平均法進行預(yù)測能平滑掉需求的突然波動對預(yù)測結(jié)果的影響。但移動平均法運用時也存在著如下問題:

1、 加大移動平均法的期數(shù)(即加大n值)會使平滑波動效果更好,但會使預(yù)測值對數(shù)據(jù)實際變動更不敏感;

2、 移動平均值并不能總是很好地反映出趨勢。由于是平均值,預(yù)測值總是停留在過去的水平上而無法預(yù)計會導(dǎo)致將來更高或更低的波動;

3、 移動平均法要由大量的過去數(shù)據(jù)的記錄。

4.移動平均法案例分析

案例一:移動平均法在公交運行時間預(yù)測中的應(yīng)用[1]

  公交車運行時間原始數(shù)據(jù)的采集采用的是人工測試法,即由記錄人員從起始點到終點跟蹤每輛客車,并記錄下車輛在每個站點之間的運行時間。行駛路線選用的是長春公交306路,始發(fā)站為長春大學(xué),終點站為火車站。數(shù)據(jù)采集的日期是從2001年4月3日到4月5日。這三天屬工作日,因為公交運行時間因時間的不同而有不同的結(jié)果。所以這些數(shù)據(jù)只作為預(yù)測工作日運行時間。采集的數(shù)據(jù)是該路從工農(nóng)廣場站點到桂林路站點之間的運行時間。

  (1)N取3-20,利用移動平均法預(yù)測得到的結(jié)果見表1。

  移動平均法預(yù)測表


KN
34567891011121314151617181920
6:40155
















6:411655















6:4117444














6:42184444













6:431944444












6:4420444444











6:45214444444










6:462244444444









6:4722444444444








6:48234444444444







6:492454444444444






6:5025555444444444





6:5126555554444444





6:52275555555444444




6:532855555555555555



6:5429555555555555555


6:55306555555555555555

6:563166555555555555555
6:5732666555555555555555
6:5833666655555555555555
6:5934555555555555555555
7:0035555555555555555555
7:0136555555555555555555
7:0237555555555555555555
7:0338555555555555555555
7:0439455555555555555555
7:0540444555555555555555
7:0641444445555555555555
7:0742444444455555555555
7:0843444444444555555555
7:0944444444444445555555
7:1045444444444444455555
7:1146444444444444444555
7:1247444444444444444445
7:1348444444444444444444
7:1449444444444444444444
7:1550444444444444444444
7:1651444444444444444444
7:1752444444444444444444
7:1853554444444444444444
7:1954555554444444444444
7:2055555555544444444444
7:2156555555555444444444
7:2257555555555554444444
7:2358555555555555444444
7:2459555555555555554444
7:2560555555555555554444
7:2661445555555555554444
7:2762444455555555554444
7:2863444445555555555444
7:2964444444555555555544
7:3065544444455555555554
7:3166544444455555555555
7:3267555444444555555555
7:3368555544444455555555
7:3469555554444445555555
7:3570555555444444555555
7:3671555555544444455555
7:3772555555554444445555
7:3873555555555444444555
7:3974555555555544444455
7:4075555555555554444445
7:4176555555555555544445
7:4277555555555555555555
7:4378555555555555555555
7:4479555555555555555555
7:4580555555555555555555
7:4681555555555555555555
7:4782555555555555555555
7:4883555555555555555555
7:4984555555555555555555
7:5085555555555555555555
7:5186555555555555555555
7:5287455555555555555555
7:5388444555555555555555
7:5489444455555555555555
7:5590444445555555555555
7:5691444444455555555555
7:5792444444444555555555
7:5893444444444445555555
7:5994444444444444555555
8:0095444444444444445555
8:0196444444444444444555
8:0297444444444444444445
8:0398444444444444444444
8:0499444444444444444444
8:05100444444444444444444
8:06101444444444444444444
8:07102444444444444444444
8:08103444444444444444444
8:09104444444444444444444
8:10105444444444444444444
8:11106444444444444444444
8:12107444444444444444444
8:13108444444444444444444
8:14109444444444444444444
8:15110444444444444444444
8:16111444444444444444444
8:17112444444444444444444
8:18113444444444444444444
8:19114444444444444444444
8:20115444444444444444444
8:21116444444444444444444
8:22117444444444444444444
8:23118444444444444444444
8:24119444444444444444444

  (2)N取3~20,得到的預(yù)測結(jié)果圖形見圖。

工作日一次移動平均值法預(yù)測結(jié)果(其中N取3-20)

  說明:橫坐標代表時間刻度,縱坐標代表所用時間(即預(yù)測時間);由于橫坐標時間刻度是一分鐘,所以無法體現(xiàn)每一刻度值,縱坐標刻度是2、4、6、8,單位是分鐘。其坐標的頂點坐標是(6:38,2)。

  由預(yù)測結(jié)果圖形可以看出,當N的取值不同,所形成的曲線形狀大致相同,只是N的取值越大其形成的曲線就相對于前一N值所形成的曲線有一個滯后偏差,因為N每增加一次,做移動平均值預(yù)測時就忽略了其對應(yīng)單位時間序列的數(shù)據(jù)值,因此有這一現(xiàn)象。

  (3)N取3~20一次移動平均法工作日誤差指標如表2。

  一次移動平均法工作日誤差指標

N值34567891011
相對誤差0.142401457013890.13210.15020.15110.14780.14000.1455
N值121314151617181920
相對誤差0.14280.14090.15000.15100.14230.14700.15230.16550.1620

其中,相對誤差=1/Nsum||T_{pred}^(t)-T_{pred}^(t)||/T_{pred}^(t)。

  由上表可以看出,當預(yù)測日期為工作日時,相對誤差最小的是N=6時預(yù)測所得的數(shù)據(jù)。所以認為該參數(shù)最合適,并可作為工農(nóng)廣場到桂林路站點之間公交車行程時間的預(yù)測依據(jù)。

案例二:簡單移動平均法在房地產(chǎn)中的運用[2]

  某類房地產(chǎn)2001年各月的價格如下表中第二列所示。由于各月的價格受某些不確定因素的影響,時高時低,變動較大。如果不予分析,不易顯現(xiàn)其發(fā)展趨勢。如果把每幾個月的價格加起來計算其移動平均數(shù),建立一個移動平均數(shù)時間序列,就可以從平滑的發(fā)展趨勢中明顯地看出其發(fā)展變動的方向和程度,進而可以預(yù)測未來的價格。

  在計算移動平均數(shù)時,每次應(yīng)采用幾個月來計算,需要根據(jù)時間序列的序數(shù)和變動周期來決定。如果序數(shù)多,變動周期長,則可以采用每6個月甚至每12個月來計算;反之,可以采用每2個月或每5個月來計算。對本例房地產(chǎn)2001年的價格,采用每5個月的實際值計算其移動平均數(shù)。計算方法是:把1~5月的價格加起來除以5得684元/平方米,把2~6月的價格加起來除以5得694元/平方米,把3~7月的價格加起來除以5得704元/平方米,依此類推,見表中第三列。再根據(jù)每5個月的移動平均數(shù)計算其逐月的上漲額,見表中第四列。

表 某類房地產(chǎn)2001年各月的價格(元/平方米)
月份房地產(chǎn)價格
實際值
每5個月的
移動平均數(shù)的
移動平均數(shù)
逐月上漲額
1670

2680

3690684
468069410
570070410
672071410
773072612
874073812
974075012
1076076212
11780

12790

  假如需要預(yù)測該類房地產(chǎn)2002年1月的價格,則計算方法如下:由于最后一個移動平均數(shù)762與2002年1月相差3個月,所以預(yù)測該類房地產(chǎn)2002年1月的價格為:762 + 12 × 3 - 798(元/平方米)

案例三:加權(quán)移動平均法在計算銷售額中的運用[3]

  某商場1月份至11月份的實際銷售額如表所示。假定跨越期為3個月,權(quán)數(shù)為l、2、3,試用加權(quán)移動平均法預(yù)測12月份的銷售額。

表 加權(quán)移動平均值計算表 單位:萬元
月份銷售額3個月的加權(quán)移動平均
138
245
335
44938.83
57043.67
64357.17
74653.00
85549.00
94550.00
106848.5
116458.17
12
62.17

解:X_4^Lambda=overline{X}_3^{(1)}frac{3 times 35 + 2 times 45 + 1 times 38}{1+2+3}=38.83(萬元)

X_5^Lambda=overline{X}_4^{(1)}=frac{3 times 49 + 2 times 35 + 1 times 45}{1+2+3}=43.67(萬元)

……

X_{12}^Lambda=overline{X}_{11}^{(1)}=frac{3 times 64 + 2 times 68 + 1 times 45}{1+2+3}=62.17(萬元)

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