Chöông 2
QUY TRÌNH DÖÏ BAÙO, KHAÛO SAÙT DÖÕ LIEÄU, VAØ LÖÏA CHOÏN MOÂ HÌNH
1
Quy trình döï baùo
(cid:131) Theo
Wilson vaø Keating, quy trình döï baùo goàm 9 böôùc
2
1. Xaùc ñònh muïc tieâu
• Trình baøy roõ raøng caùc muïc tieâu, keå caû döï baùo seõ ñöôïc söû duïng nhö theá naøo trong boái caûnh caàn quyeát ñònh.
• Caùc muïc tieâu vaø öùng duïng cuûa döï baùo caàn
ñöôïc thaûo luaän giöõa nhöõng caù nhaân lieân quan trong vieäc chuaån bò döï baùo vaø nhöõng ngöôøi seõ söû duïng keát quaû.
3
2. Quyeát ñònh caùi gì caàn döï baùo
• Xaùc ñònh roõ raøng caùi gì caàn döï baùo, ví duï:
– Ñoái vôùi döï baùo doanh soá truyeàn thoáng ta phaûi
quyeát ñònh seõ döï baùo doanh soá tính baèng ñôn vò hay baèng tieàn; toång doanh soá hay doanh soá theo maët haøng hay doanh soá theo vuøng; doanh soá noäi ñòa, doanh soá xuaát khaåu hay caû hai?
– Moät beänh vieän coù theå muoán döï baùo taûi troïng
beänh nhaân, coù theå ñöôïc xaùc ñònh laø soá beänh nhaân nhaäp vieän, soá beänh nhaân xuaát vieän, soá ngaøy moät beänh nhaân naèm vieän, hay soá ngaøy moät beänh nhaân bò nguy kòch.
4
3. Nhaän daïng caùc khía caïnh thôøi gian
• Ñoä daøi vaø tính ñònh kyø cuûa döï baùo: Döï baùo
naêm
ñöôïc caàn ñeán treân cô sôû haøng naêm, haøng quyù, haøng thaùng, haøng tuaàn hay haøng ngaøy? Trong moät vaøi tình huoáng, thôøi ñoaïn thaäm chí coøn ngaén hôn coù theå laø caàn thieát. Ví duï: – GDP: – Kim ngaïch XNK: naêm hoaëc quyù – Doanh soá:
quyù
• Söï caáp baùch cuûa döï baùo
5
4. Xem xeùt döõ lieäu
• Soá löôïng vaø loaïi döõ lieäu saün coù
• Nguoàn döõ lieäu:
– Döõ lieäu noäi boä: deã coù ñöôïc; nhöng ñoâi khi
khoâng ñöôïc löu giöõ döôùi daïng höõu ích (ví duï nhö treân cô sôû haøng naêm thay vì cho caùc thôøi ñoaïn ngaén hôn), chæ nhöõng giaù trò baèng tieàn laø saün coù thay vì baèng soá ñôn vò.
– Döõ lieäu beân ngoaøi: saün coù töø raát nhieàu nguoàn;
haàu heát ôû döôùi daïng in vaø ñieän töû.
6
5. Löïa choïn moâ hình
• Vieäc choïn moâ hình tuyø thuoäc vaøo caùc tieâu
chí sau:
(1) Maãu hình theå hieän cuûa döõ lieäu (2) Soá löôïng quan saùt saün coù (3) Taàm xa döï baùo (ngaén, trung, hay daøi haïn)
• Baûng 2-1 toång keát caùch maø caùc tieâu chí naøy lieân heä vôùi caùc phöông phaùp döï baùo ñònh löôïng giôùi thieäu trong baøi giaûng naøy. Tieâu chí ñaàu tieân laø quan troïng nhaát.
7
Baûng 2-1. Höôùng daãn choïn
phöông phaùp döï baùo thích hôïp
Phương pháp dự báo Mẫu hình dữ liệu Số lượng quan sát Tầm xa dự báo
Thô (hay Dừng 1 hoặc 2 Rất ngắn hạn
ngây thơ)
Dừng Rất ngắn hạn
Bình quân di động
bằng với số thời kỳ trong bình quân di động
San bằng mũ
+ Giản đơn Dừng 5 đến 10 Ngắn hạn
+ Holt’s Xu hướng 10 đến 15
tuyến tính Ngắn đến trung hạn
+ Winter’s Xu hướng và
8
thời vụ Ít nhất 4 hoặc 5 cho mỗi mùa Ngắn đến trung hạn
Baûng 2-1. Höôùng daãn choïn
phöông phaùp döï baùo thích hôïp (tt)
Phương pháp dự báo Mẫu hình dữ liệu Số lượng quan sát Tầm xa dự báo
Hồi quy
+ Xu hướng
Ngắn đến trung hạn
Xu huớng tuyến tính hoặc phi tuyến tính có hoặc không có tính thời vụ. Tối thiểu là 10 với 4 hoặc 5 cho mỗi mùa nếu gồm có tính thời vụ
+ Nhân quả
Có thể xử lý hầu như mọi mẫu hình dữ liệu Tối thiểu là 10 cho mỗi biến độc lập
Ngắn, trung và dài hạn
Phân tích chuỗi thời gian Có thể xử lý các mẫu hình xu hướng, thời vụ và chu kỳ Đủ để nhìn thấy hai đỉnh và đáy của chu kỳ Ngắn, trung và dài hạn
Tối thiểu là 50 ARIMA
Dừng hoặc được biến đổi thành dừng
9
Ngắn, trung và dài hạn
6. Ñaùnh giaù moâ hình
• Thoâng qua caùc tieâu chuaån: MAE, MSE,
RMSE, …
• Phaân bieät giöõa ñoä phuø hôïp vaø ñoä chính xaùc. – Ñoä phuø hôïp: Nhìn laïi quaù khöù moâ hình cho keát
quaû toát tôùi möùc ñoä naøo.
– Ñoä chính xaùc: Trong taàm döï baùo (töùc laø ngoaøi
giai ñoaïn ñöôïc söû duïng ñeå phaùt trieån moâ hình), moâ hình cho keát quaû toát tôùi möùc ñoä naøo.
10
Ñaùnh giaù moâ hình (tt)
• Khi coù ñuû döõ lieäu, ta thöôøng söû duïng
“holdout” period ñeå ñaùnh giaù ñoä chính xaùc cuûa döï baùo.
• Neáu caùc moâ hình ñöôïc choïn ôû giai ñoaïn 6 khoâng cho moät ñoä chính xaùc coù theå chaáp nhaän ñöôïc, baïn seõ trôû veà böôùc 5 vaø choïn moät moâ hình khaùc.
11
Ñaùnh giaù moâ hình (tt)
12
Ñaùnh giaù döï baùo
• Choïn phöông phaùp döï baùo laøm giaûm sai soá
ñeán möùc toái thieåu.
• Sai soá döï baùo laø thöôùc ño phaûn aùnh giaù trò döï
baùo gaàn vôùi giaù trò thöïc teá laø bao nhieâu.
• Sai soá döï baùo ôû thôøi kyø t
– Sai soá döï baùo = giaù trò thöïc teá - giaù trò döï baùo – Vôùi caùc döï baùo tröôùc moät thôøi kyø,
et = Yt – Ft
13
Ñaùnh giaù döï baùo
• Neáu moät moâ hình döï baùo ñöôïc ñaùnh giaù laø toát thì caùc sai soá döï baùo phaûi nhoû vaø dao ñoäng cuûa caùc sai soá döï baùo khoâng theo moät maãu hình naøo caû.
• Caùc phöông phaùp ñaùnh giaù:
– Phöông phaùp thoáng keâ: 7 chæ tieâu ñaùnh giaù ñoä phuø
hôïp cuûa moâ hình döï baùo – Phöông phaùp ñoà thò: 2 caùch
14
7 chæ tieâu ñaùnh giaù ñoä phuø hôïp cuûa moâ hình döï baùo
n
n
∑ e t
e t
∑
Sai soá trung bình:
ME =
Sai soá tuyeät ñoái trung bình:
MAE =
t=1 n
t=1 n
n
n
100%
100%
∑
∑
t=1
t=1
e t Y t
e t Y t
MAPE =
Sai soá phaàn traêm tuyeät ñoái trung bình:
MPE =
Sai soá phaàn traêm trung bình:
n
n
n
n
∑ 2 e t
∑ 2 e t
RMSE =
Caên baäc hai cuûa sai soá bình phöông trung bình:
Sai soá bình phöông trung bình:
MSE =
t=1 n
t=1 n
Heä soá Theil U:
U RMSE
RMSE
moâ hình thoâ "Naive"
=
÷
(
)
(
)
2
2
1515
=
÷
∑
∑
(
moâ hình ñang xem xeùt (
)
1
Y F − t
t
Y Y − t
t
)−
7 chæ tieâu ñaùnh giaù ñoä phuø hôïp cuûa moâ hình döï baùo
• Ñoái vôùi 6 tieâu chuaån ME, MAE, MPE,
MAPE, MSE vaø RMSE, caùc giaù trò nhoû hôn ñöôïc choïn.
• Ñoái vôùi Theil U,
– U = 0, moâ hình döï baùo moät caùch hoaøn haûo; – U < 1, moâ hình döï baùo toát hôn moâ hình thoâ; – U = 1, moâ hình döï baùo chæ nhö moâ hình thoâ; – U > 1, moâ hình khoâng döï baùo toát nhö moâ hình
thoâ.
16
7 chæ tieâu ñaùnh giaù ñoä phuø hôïp cuûa moâ hình döï baùo
• Söï löïa choïn coâng thöùc tính sai soá döï baùo cuï theå phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa döõ lieäu.
– ME vaø MPE laø nhöõng tieâu chuaån höõu ích trong
vieäc ñaùnh giaù ñoä cheäch cuûa döï baùo.
– Neáu chuoãi döõ lieäu tính ñöôïc chæ coù moät vaøi et lôùn thì khoâng neân söû duïng caùc coâng thöùc MSE vaø RMSE.
– Chæ coù MAPE vaø Theil U ñöôïc duøng ñeå giaûi thích
caùc chuoãi soá lieäu khoâng coù cuøng ñôn vò tính.
17
Ví duï 2.1
• Moät chuû doanh nghieäp söû duïng hai moâ hình ñeå döï
baùo doanh soá kinh doanh cho 4 naêm quaù khöù, vôùi söï quan taâm chæ tieâu sai soá döï baùo naøo seõ laø phuø hôïp nhaèm löïa choïn moâ hình döï baùo toát nhaát.
Giaù trò thöïc teá Yt
Giaù trò thöïc teá Yt 15
Giaù trò döï baùo, Ft 15,5
15
Giaù trò döï baùo, Ft 14,0
20
20,0
20
18,0
Moâ hình 1
Moâ hình 2
19
18,5
19
21,0
18
23
27,0
23
24,0
Ví duï 2.1
• Chuû doanh nghieäp choïn hai chæ tieâu MAE vaø MSE ñeå ñaùnh giaù ñoä chính xaùc cuûa moâ hình döï baùo. Haõy tính hai chæ tieâu naøy vaø quyeát ñònh xem trong tröôøng hôïp naøy chæ tieâu naøo laø thích hôïp cho vieäc löïa choïn moâ hình?
• Tính heä soá Theil U
19
Phöông phaùp ñoà thò
• Neáu et dao ñoäng ngaãu nhieân (xoay quanh truïc 0) theo thôøi gian thì ta coù moâ hình döï baùo toát.
• Veõ ñoà thò giaù trò thöïc vaø giaù trò döï baùo treân
cuøng moät heä truïc, neáu 2 giaù trò naøy caøng gaàn nhau thì moâ hình döï baùo caøng chính xaùc.
– Quan saùt böôùc ngoaët: moâ hình döï baùo toát laø moâ hình döï baùo ñuùng nhöõng böôùc ngoaët theo maãu hình döõ lieäu thöïc.
20
Phöông phaùp ñoà thò
21
7. Chuaån bò döï baùo
• Neân söû duïng nhieàu hôn moät kyõ thuaät döï baùo moãi khi coù theå. Khi hai phöông phaùp hay nhieàu hôn coù caùc cô sôû thoâng tin khaùc nhau ñöôïc söû duïng, söï keát hôïp cuûa chuùng seõ thöôøng xuyeân ñöa ra caùc döï baùo toát hôn so vôùi hoaëc chæ moät phöông phaùp maø thoâi.
22
8. Trình baøy döï baùo
• Trình baøy keát quaû döï baùo cho nhöõng ai döïa
vaøo chuùng ñeå ra quyeát ñònh
• Söï thoâng ñaït roõ raøng coù tính quyeát ñònh
• Caû daïng vieát vaø thuyeát trình
23
9. Theo doõi keát quaû
• Lieân tuïc theo doõi xem caùc döï baùo toát ñeán möùc naøo khi so saùnh vôùi caùc giaù trò thöïc teá quan saùt ñöôïc trong taàm döï baùo.
• Theo thôøi gian ngay caû moâ hình toát nhaát cuõng coù theå trôû neân keùm hôn veà maët ñoä chính xaùc vaø caàn phaûi ñöôïc xaùc ñònh laïi, hoaëc thay baèng moät moâ hình khaùc.
• Caùc nhaø döï baùo coù theå hoïc hoûi töø nhöõng loãi
laàm cuûa chính hoï.
24
Theo doõi döï baùo (tt)
• Coù vaøi caùch ñeå theo doõi sai soá döï baùo theo thôøi gian ñeå chaéc raèng phöông phaùp döï baùo ñang söû duïng coøn thích hôïp.
• Caùc döï baùo coù theå vöôït khoûi voøng kieåm soaùt vaø baét ñaàu ñöa ra caùc döï baùo khoâng chính xaùc vì moät soá lyù do.
25
Tín hieäu theo doõi
• Tín hieäu theo doõi cho bieát döï baùo coù luoân bò
Tín hieäu theo doõi,
TS
=
=
cheäch cao hay thaáp khoâng. )−∑ ( Y F t t MAE
RSFE MAE
• Ñöôïc tính laïi moãi thôøi kyø khi coù caùc giaù trò cuûa sai soá tích luõy vaø MAE “môùi (running)” ñöôïc caäp nhaät.
• So saùnh vôùi caùc giôùi haïn ñaõ ñònh tröôùc döïa
treân söï phaùn ñoaùn vaø kinh nghieäm
26
Tín hieäu theo doõi
• Caùc sai soá döï baùo tieâu bieåu tuaân theo luaät
phaân phoái chuaån; ñieàu naøy ñöa ñeán :
σ
MAE 0,8(cid:17) • Chuùng ta coù theå ñònh caùc giôùi haïn kieåm tra baèng thoáng keâ cho tín hieäu theo doõi töông öùng vôùi phaân phoái chuaån quen thuoäc. • Caùc giôùi haïn kieåm tra ±2 ñeán ±5 MAE
thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát.
27
Tín hieäu theo doõi
• Nhöõng giaù trò naèm trong caùc giôùi haïn gôïi yù – nhöng khoâng baûo ñaûm – döï baùo ñang ñöôïc thöïc hieän moät caùch phuø hôïp.
• Sau khi moät giaù trò ban ñaàu cuûa MAE ñaõ ñöôïc tính, MAE coù theå ñöôïc caäp nhaät baèng caùch söû duïng san baèng muõ:
+
−
MAE MAE = t
t
e MAE t t
1 −
1 −
)
=
α
(1 + −
( α ) α
e t
MAE t
1 −
28
Ñoà thò tín hieäu theo doõi
Tín hieäu ñaõ vöôït quaù giôùi haïn Caàn coù haønh ñoäng hieäu chænh
Tín hieäu theo doõi Giôùi haïn kieåm tra treân
+
0
− −
Phaïm vi chaáp nhaän
Giôùi haïn kieåm tra döôùi
29
Thôøi gian
Giaù trò tín hieäu theo doõi
Möùc Möùc
Thôøi kyø yeâu caàu, döï baùo, Sai soá coäng doàn,
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
t Yt Ft Sai soá, Yt – Ft Σe = Σ(Yt – Ft) MAE TS
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 37 40 41 37 45 50 43 47 56 52 55 54 - 37,00 37,90 38,83 38,28 40,29 43,20 43,14 44,30 47,81 49,06 50,84 - 3,00 3,10 -1,83 6,72 9,69 -0,20 3,86 11,70 4,19 5,94 3,15 - 3,00 6,10 4,27 10,99 20,68 20,48 24,34 36,04 40,23 46,17 49,32 - - 3,00 1,00 3,05 2,00 2,64 1,62 3,66 3,00 4,25 4,87 5,01 4,09 6,00 4,06 7,19 5,01 8,18 4,92 9,20 5,02 10,17 4,85
Bieåu ñoà kieåm tra
• Caùch tieáp caän bieåu ñoà kieåm tra ñoøi hoûi phaûi thieát laäp caùc
giôùi haïn treân vaø döôùi cho töøng sai soá döï baùo (thay vì caùc sai soá tích luõy nhö trong tröôøng hôïp tín hieäu theo doõi). Caùc giôùi haïn laø caùc boäi soá cuûa caên baäc hai cuûa MSE. Caùc giaû ñònh cô baûn laø:
1) Caùc sai soá döï baùo coù phaân phoái ngaãu nhieân xung quanh giaù trò trung
bình baèng 0.
2) Phaân phoái cuûa caùc sai soá laø chuaån taéc.
• Trong thöïc haønh, caên baäc hai cuûa MSE ñöôïc duøng laøm öôùc löôïng cho ñoä leäch chuaån cuûa phaân phoái sai soá.1 Nghóa laø,
s
MSE
=
2
)
1 Giaù trò thöïc teá coù theå ñöôïc tính laø .
s
=
31
( e e Σ − n 1 −
Bieåu ñoà kieåm tra
• Neáu döï baùo vaãn coøn trong phaïm vi kieåm soaùt, caùc
sai soá phaûi rôi vaøo vuøng giôùi haïn. Coøn caùc ñieåm rôi ra ngoaøi vuøng giôùi haïn chính laø daáu hieäu cho bieát caàn coù nhöõng hieäu chænh thích hôïp.
32
Bieåu ñoà kieåm tra
• Ngay caû khi caùc sai soá naèm trong vuøng giôùi haïn thì noù cuõng caàn ñöôïc kieåm tra ñeå xem xeùt söï hôïp lyù cuûa caùc sai soá trong moâ hình.
Bò cheäch (quaù nhieàu quan saùt naèm veà moät phía cuûa ñöôøng zeâroâ)
Chu kyø (söï bieán ñoäng ñi leân hoaëc ñi xuoáng theo chu kyø)
33
• Khi moâ hình vôùi caùc ñaëc ñieåm nhö treân ñöôïc phaùt hieän, ñieàu naøy coù nghóa laø caùc sai soá coù theå ñoaùn tröôùc vaø khoâng ngaãu nhieân. Luùc naøy, moät vaøi ñieàu chænh laø caàn thieát.
Xu höôùng (söï bieán ñoäng ñi leân hoaëc ñi xuoáng dai daúng)
Khaûo saùt döõ lieäu
• Chuoãi thôøi gian laø moät daõy caùc giaù trò cuûa
hieän töôïng nghieân cöùu ñöôïc saép xeáp theo thöù töï thôøi gian. Ví duï: – Doanh soá baùn haøng thaùng cuûa moät coâng ty – Saûn löôïng haøng thaùng cuûa moät loaïi saûn phaåm.
• Moät chuoãi thôøi gian coù daïng toång quaùt nhö
sau:
. . .
. . .
ti yi
t1 y1
t2 y2
tn yn
34
Caùc thaønh phaàn cuûa chuoãi thôøi gian
• Xu höôùng (T)
– bieán ñoäng töø töø, daøi haïn (trong thôøi gian vaøi naêm) leân
hoaëc xuoáng cuûa nhu caàu
– do laïm phaùt, söï taêng daân soá, taêng thu nhaäp caù nhaân,
söï taêng tröôûng hay giaûm suùt cuûa thò tröôøng hoaëc coù söï thay ñoåi coâng ngheä, v.v…
• Maãu hình thôøi vuï (S)
– bieán ñoäng trong löôïng caàu ñöôïc laëp laïi leân leân xuoáng
xuoáng xaûy ra ñònh kyø (trong voøng moät naêm)
– do ñieàu kieän thôøi tieát, khí haäu, taäp quaùn xaõ hoäi, tín
ngöôõng, v.v…
35
Caùc thaønh phaàn cuûa chuoãi thôøi gian
• Chu kyø (C)
– bieán ñoäng trong löôïng caàu ñöôïc laëp laïi leân leân xuoáng xuoáng suoát moät quaõng thôøi gian daøi (nghóa laø treân moät naêm, thöôøng töø 2-10 naêm).
– do söï töông taùc cuûa caùc nhaân toá taùc ñoäng ñeán neàn
kinh teá.
• Bieán ñoåi ngaãu nhieân (I)
– bieán ñoäng trong löôïng caàu khoâng theo moät maãu hình naøo vaø haàu nhö khoâng theå döï ñoaùn; xaûy ra trong thôøi gian ngaén vaø gaàn nhö khoâng laëp laïi.
36
– do aûnh höôûng cuûa nhöõng bieán ñoåi ngaãu nhieân hoaëc nhöõng bieán coá baát ngôø (ñoäng ñaát, chieán tranh, cuoäc bieán loaïn chính trò).
Caùc maãu hình chuoãi thôøi gian
à
à
u a c u h N
u a c u h N
Maãu hình thôøi vuï Xu höôùng
Bieán ñoäng ngaãu nhieân
u Chu kyø
à
à
a c u h N
u a c u h N
Thôøi gian Thôøi gian
Xu höôùng coù maãu hình thôøi vuï
37
Nguoàn: Russel & Taylor, 1998
Thôøi gian Thôøi gian
Caùc maãu hình chuoãi thôøi gian
38
Nguoàn: Nahmias, Steven, 2001
Caùc maãu hình chuoãi thôøi gian
Bieán ñoäng ngaãu nhieân
Xu höôùng
Chu kyø
90 89 88
Bieán ñoäng thôøi vuï
Nguoàn: Stevenson
39
Caùc maãu hình chuoãi thôøi gian
Nguoàn: Reid, R. Dan vaø Nada R. Sanders
40
Caùc ví duï
Hình 2.1: GDP qua các năm (tính khuynh hướng)
41
Caùc ví duï
42
Hình 2.2: Nhà riêng mới xây (tính thời vụ và xu hướng)
Caùc ví duï
Hình 2.3: Doanh số của Leo Burnet (tính xu hướng tăng) 43
