2.4 指数平滑法
指数平滑法是美国人R.G. Brown 所创,是从移动平均法发展而来的。可以说是移动平均法的一种变形。其特点是预测时所需的资料少,计算方便。
利用指数平滑法进行预测,就是对不规则的时间序列数据加以平滑,从而获得其变化规律和趋势, 以此对未来的经济数据进行推断和预测。 根据平滑次数的不同,有一次指数平滑、二次指数平滑及高次指数平滑,但高次指数平滑很少使用,下面主要介绍一次指数平滑法和二次指数平滑法。
1.一次指数平滑法
一次指数平滑法是根据前期的实测数和预测数,以加权因子为权数,进行加权平均,来预测未来时间趋势的方法。一次指数平滑法计算公式为:

式中, ――
时期 t 的实测值;
――
时期 t 的预测值;
――
平滑系数,又称加权因子,取值范围为 。
将 的表达式逐次代入
中,展开整理后,得:

从上式中可以看出, 一次指数平滑法实际上是以 为权数的加权移动平均法。 由于k越大, 越小,所以越是远期的实测值对未来时期平滑值的影响就越小。 在展开式中,最后一项 为初始平滑值,在通常情况下可用最初几个实测值的平均值来代替,或直接可用第
1 时期的实测值来代替。
从上式可以看出,新预测值是根据预测误差对原预测值进行修正得到的。 的大小表明了修正的幅度。 值愈大,修正的幅度愈大, 值愈小,修正的幅度愈小。 因此, 值既代表了预测模型对时间序列数据变化的反应速度,又体现了预测模型修匀误差的能力。
在实际应用中, 值是根据时间序列的变化特性来选取的。 若时间序列的波动不大,比较平稳,则 应取小一些,如0.1
~ 0.3 ;若时间序列具有迅速且明显的变动倾向, 则 应取大一些,如
0.6 ~ 0.9 。实质上, 是一个经验数据,通过多个 值进行试算比较而定,哪个 值引起的预测误差小,就采用哪个。
2.二次指数平滑法
一次指数平滑法只适用于水平型时间序列模式的预测, 而不适用于呈斜坡型线性趋势历史数据的预测。因为,对于明显呈斜坡型的历史数据,即使 取值很大,仍会产生较大的系统误差。因此,对于此类数据变动趋势的预测,应对一次指数平滑法进行改进, 可以用二次指数平滑法进行预测。
二次指数平滑法是在一次平滑的基础上,再进行一次平滑。其计算公式为:

式中, ――
时期 t 的一次指数平滑值;
――
时期 t 的二次指数平滑值;
――
时期 t + 1 的二次指数平滑值,即预测值。
同理,三次指数平滑法是在二次平滑的基础上,再进行一次平滑,其计算公式为:
例
2 - 3 ,承例 2 - 1 ,试运用一次指数平滑法和二次指数平滑法预测下一年度
1 月份的市场需求为多少?
解:取 =
0.5 ,运用指数平滑法计算后,各期预测值如表2-3所示。
表2-4
一次、二次指数平滑预测值
月份 |
时期 t |
实际销售额 |
一次指数平滑法 |
二次指数平滑法 |
1 |
1 |
1024 |
- |
- |
2 |
2 |
1040 |
1024 |
- |
3 |
3 |
1052 |
1032 |
1024 |
4 |
4 |
1056 |
1042 |
1028 |
5 |
5 |
1060 |
1049 |
1035 |
6 |
6 |
1044 |
1055 |
1042 |
7 |
7 |
1064 |
1049 |
1049 |
8 |
8 |
1072 |
1057 |
1049 |
9 |
9 |
1080 |
1065 |
1053 |
10 |
10 |
1088 |
1073 |
1059 |
11 |
11 |
1096 |
1081 |
1066 |
12 |
12 |
1092 |
1089 |
1074 |
次年 1 月
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13 |
- |
1091 |
1082 |
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