汽车销售混合预测方法研究
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一
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P k - 2 P k - 3 …
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- 一
十
由式( 2 ) 得到的预测值记为 x N t , 则混合预测值
" 芝月
P i ( P k i 】 一 ‘
日日日日日曰
汽车销量时 间序列 戈
采用 A R A M模型对汽车销量进行线性拟合。 A R M A模型是 M A过程和 A R过程联合构成的模 型, 包含p阶 A R项和 4 阶M A项( A R M A ( p , 妇过
程) , 可写为
x : 一a l x : 一 1 一a 2 x , - 2 一“ ’ 一丐x : 一 , =
好的优势, 解决销量数据中非线性部分预测问题。
一、 汽车销售量混合预测模型基本原理
( 一) 汽车销量时间序列分析
M A , A R M A 模型等) 仅仅能体现销售数据随时间的
直线形上升或下降趋势, 只用作一般性的趋势观察 来使用, 预测结果误差较大。指数平滑法代表性地 反映了销售情况的长期趋势, 适合长期预测且误差 较小, 但短期预测效果并不理想。季节预测方法有 效地反映了汽车销售随季节波动的特点, 有一定的 可靠性, 但不能反映其他非线性因素带来的影响, 预 测效果欠佳。出于以上考虑, 本文提出了一种基于
V o l . 8 N o . 3
汽车销售混合预测方法研究
李
( 1 . 天津大学管理学院
宗 群2 , 童 玲2
3 0 0 0 7 2 ; 2 . 天津大学自 动化学院, 天津 3 0 0 0 7 2 )
摘 要: 市场分析和预测已 成为企业重要的决策依据和手段。就汽车销量问题提出了一种A R M A模型与R B F 神 经网络相结合的混合预测方法。采用 A R M A模型对汽车销量趋势进行初步线性预测, 利用 R B F神经网络对线性 预测的残差建模, 得到非线性预测, 两部分预测输出和为总的预测值。该方法既体现了销售量数据间的线性关系,
样本 自 协方差基函数
, Z‘ : , k =U Yk= 二万 ) Z
1 ‘ 杯、
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,
2
曰 .1
w 扩 出
( 5 )
式中: N为样本的数量; Y * 为第 k 个样本的自 协方
差基函数值。 自 相关函数值
沪 、 六 户 、
又叠加了非线性随机序列。因此, 令e ‘ 表示 t 时刻
又揭示了数据内部的非线性特征, 克服 了单一方法的局限性, 提高了 预测精度。仿真结构分析表明, 该方法预测效
果最佳 。
关键词: 混合预测; A R M A模型; R B F 神经网络; 汽车销售预测 中图分类号: F 7 1 3 . 3 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 8 - 4 3 3 9 ( 2 0 0 6 ) 0 3 - 0 1 7 5 - 0 4
a ; , o ‘ 通 过最小二 乘法 来确定[ ]。 ’ 残差 平方和函 数 S = ( 二 : 一 : t ) 2 = ( a l x z - , + a 2 x t _ ห้องสมุดไป่ตู้ + …+
a p x : 一 , + P l z , 一 1 + R Z Z : 一 : + … + a q z ‘ 一 。 ) ’ ( 9 )
作者简介: 李 响( 1 9 6 5 -
男, 博士研究生, 高级工程师.
天 津 大 学 学 报 ( 社会科学版、
2 0 0 6 年 5月
网络来处理。由于任何固定的线性模型或非线性模 型都不能准确地预测出目 标值, 必然存在一定的残 差, 在该方法中视线性预测的残差为数据内部的非 线性特性, 即汽车销量序列是在线性序列的基础上
收稿日期: 2 0 0 4 - 0 8 - 3 0 .
X 6 = X , s + X N r ( 1 ) 式中: X , 为t 一 1 到t 这段时间内所售出的汽车数 量; X 。 为销量数据中线性部分; X N : 为销量数据中非
线性部分。
利用 A R M A模型来构建线性部分 几 , 那么线 性模型的残差部分就是非线性关系, 再用 R B F 神经
误差值。
计 算 样 本 的 自 协 方 差 基 函 数y * 和自 相 关 函 数 值P k r
汽车 销 量 数 据 统 计
( 8 )
模 型 的 阶 数、 。 在 实 际 中 , 当 I p k I < 6 / 洒时 , 认 为 在
第k 步具有截尾性, 则模型的阶数q = k ; 同理, 若( P k k 在k > p时趋于零, 则具有截尾性, 可以计算模型的
可表示为
声 、 矛 、 沪 、
Pk 一 1
1
通常( P k * 可利用下面的递推公式计算
入 ‘ 气
J/
2
x , = x , 1 + x x , ( 3 ) 汽车销售量混合预测方法的结构见图 1 a
( P1 1 -p1
k
切 k + l , k + l
式中渭 ; ( L = 0 , 1 , . . . , 4 ) 与a , ( i = 1 , 2 , . . . , p ) 分别为 模型的参数和常数; 二 ‘ 一 ‘ 为t 一 i ( t 二 0 , 1 , 2 , , 二 , 川时 刻的实际值; z t _ i ( i = 0 , 1 , . . . , 妇为 t - i 时刻的随机
2 0 0 6 年 5月 M a y 2 0 0 6
天津大 学 学报 ( 社 会 科 学 版)
J O U R N A L O F T I A N J I N U N I V E R S I T Y ( S O C I A L S C I E N C E S )
第8 卷 第3 期
马 x 卜 , 十 * +艺凤 z : 一 , + * ( 1 0 ) 7 二 k
第8 卷 第3 期
李 响等: 汽车销售混合预测方法研究
式 中 : x u ( k ) 为 在: 时 刻 根 据‘ 时 刻 及 之 前 的 数 据 基
通过 a 这个系数将这一变化放大。如果实际销售
户 、
= I P k + , 一 艺 P k + l - ; ( P k j } 1 1
一
J 气 声 、 J 气
j =1
( P k + l , j = 切 、 一 沪 * 十 1 , k + 1 ( P k , * 一 ( i 一 , ) , J = 1 , 2 , …, k 若p 、 在k > q 时为零, 则具有截尾性, 可以计算
占 一
a -
按照多元函数取极小值理论, 当
a a ;
0 , i = 1 , 2 , …,
l 8 o z , + N l z , - 1 + …+ P 9 z f - q ( 4 ) ( 3 ) A R M A模型的预报方程。根据最小方差预
报标准和时间 序列的 正交特性〔 E ( x , , 二 , + * ) = 0 , k O
0 ] , 得出基于 A R M A模型的 k 步线性预报值
, ; 粤= 。 , j = 1 , 2 , … , 。 时 , 唯 一 确 定 一 组 参 数 。 a P ;
- 一
a i x , 1 ( k - j ) +
( 1 ) A R M A 模型阶 数的 确定〔 ’ 〕 。 根 据样本数据
图 1 汽车销售AN合预测方法结构图
阶 数 , 。 在 实 际 中 , 当 } 毋 k k I < 2 / , / N H 寸 , 则 认 为 在 第k
步具有截尾性, 则模型的阶数p = k o ( 2 ) A R M A模型的参数估计。模型中的参数
( 二) 汽车销售1 9混合模型的建立 1 . A R A M 模型的线性预测
1
,
、 : ,
一 、
( 1 1 )
当c i 和入 , 确定后, 基于训练样本, 求取使能量函 数
最小的权值参数。采用 C h e n 等人提出的正交最小
二乘法 O L S ( O t r h o g o n a l L e a s t S q u a r e s ) 确定学习网
2 0 0 4 年1 月到2 0 0 4 年5 月连续 1 3 0 天的销售成交 率统计数据, 即L = 1 3 0 。先用前 1 0 0 天数据训练混 合预测模型, 再用后3 0 天数据检验模型预测效果。 按照前面所述步骤, 先搭建线性部分预测模型, 并最终确定线性模型阶次P = 2 , 4 = 4 , 即A R M A ( 2 , 4 ) 及相应的线性预报方程
汽车销售量是指单位时间内售出汽车数量随时 间随机分布的时间序列, 由于汽车销售活动是一个 由人参与的、 时变的、 复杂的体系, 它的显著特点之 一就是具有高度的不确定性, 往往很难确定该系统 是严格的线性系统还是严格的非线性系统。基于这 种情况, 则认为汽车销量时间序列由线性和非线性 两部分混合组成, 对于线性部分采用被证明处理线
在市场经济不断发展, 竞争日 趋激烈的今天, 各 大企业为了使其经济活动达到预期的目的, 都需要 通过分析历史数据, 对某些经济变量进行预测, 从而 有利于制定今后的营销战略和生产计划。目 前, 我 国汽车工业正处在成长阶段, 新技术和新政策的大 力支持以及人们生活水平的不断提高使得汽车市场 容量不断扩大, 销量不断上升, 因而准确的销量预测 则成为汽车市场竞争中至关重要的环节。 目 前, 在汽车销售领域中所选用的传统的预测 方法都是以时间序列预测为核心, 如线性回归法、 指 数平滑法、 季节预测法等。线性回归法 ( 如A R ,
折能力。
( 2 ) 求归一化参数A ; o 人 , 表示每个中心相关
的数据分布测度, 通常采用隐含层节点中心与训练 模式之间的平均距离度量
. l ; =
一 }, k x 一c ) l ; x 一c ; )
n ; - = l
二、 汽车销售量混合预测的仿真分析
通过天津某汽车集 团的销售管理 系统得 到
隐 含节点中 心c i 的 确定可以 采用“ K - M E A N S ” 方程 求得, 其基本原理就是尽可 能地使c i 对输人的 样本
数据在数据密集处的中心点分布也密集。
数据 △ 2 : 的变化方向为增加的趋势, 则A ‘ 取正数, 于A R M A 模型预测第t + k 时刻的 值[ ’ 〕 。 由 式( 2 0 ) 得出销售预测变化趋势 凡取正数, 则表 2 . 神经网络的非线性预测 明实际销售数据的变化也是增加的趋势, 这样就可 ( 1 ) 确定径向 基函 数的隐 含层节点中 心 值c ; o 以很容易识别出转折点。因此, a体现了预测的转
线性模型的残差 , 则
e , =x , 一x , i
P k = Y k / Y O , k = 0 , 1 , 2 , …
样本的偏相关函数值 ( p k k 为
( 6 )
式中: x ; 为t 时刻汽车销量的实际值; x u 为利用 A R - M A模型在 t 时刻的线性估计。 利用 R B F 神经网络为残差e : 建模, 可表示为
性系 统有明 显优势的A R M A 模型I l l 进行拟合, 对于
非线性部分则采用被广泛应用且证明有良 好自 适应
性的 神 经网 络 进行预 测问 题描 述〔 2 ] 0
假设汽车销量数据的数学描述为
A R M A 模型和R B F 神经网 络相结合的汽车销售量
混合预测方法。认定销量数据对应的时间序列是由 线性元和非线性元两部分组成的, 因此该方法采用 A R M A模型实现销量数据中线性部分的预测模型拟 合, 同时利用 R B F 神经网络对非线性系统逼近效果
式中: . f 为由 R B F 神经网络决定的非线性函数; e ,
为随机误差。
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人甲 六沪 二 <甲
、 、 . 一
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e ` = f ( e , - > , e , - 2 , … , e t - n ) + s } ( 2 ) P i
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由式( 2 ) 得到的预测值记为 x N t , 则混合预测值
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汽车销量时 间序列 戈
采用 A R A M模型对汽车销量进行线性拟合。 A R M A模型是 M A过程和 A R过程联合构成的模 型, 包含p阶 A R项和 4 阶M A项( A R M A ( p , 妇过
程) , 可写为
x : 一a l x : 一 1 一a 2 x , - 2 一“ ’ 一丐x : 一 , =
好的优势, 解决销量数据中非线性部分预测问题。
一、 汽车销售量混合预测模型基本原理
( 一) 汽车销量时间序列分析
M A , A R M A 模型等) 仅仅能体现销售数据随时间的
直线形上升或下降趋势, 只用作一般性的趋势观察 来使用, 预测结果误差较大。指数平滑法代表性地 反映了销售情况的长期趋势, 适合长期预测且误差 较小, 但短期预测效果并不理想。季节预测方法有 效地反映了汽车销售随季节波动的特点, 有一定的 可靠性, 但不能反映其他非线性因素带来的影响, 预 测效果欠佳。出于以上考虑, 本文提出了一种基于
V o l . 8 N o . 3
汽车销售混合预测方法研究
李
( 1 . 天津大学管理学院
宗 群2 , 童 玲2
3 0 0 0 7 2 ; 2 . 天津大学自 动化学院, 天津 3 0 0 0 7 2 )
摘 要: 市场分析和预测已 成为企业重要的决策依据和手段。就汽车销量问题提出了一种A R M A模型与R B F 神 经网络相结合的混合预测方法。采用 A R M A模型对汽车销量趋势进行初步线性预测, 利用 R B F神经网络对线性 预测的残差建模, 得到非线性预测, 两部分预测输出和为总的预测值。该方法既体现了销售量数据间的线性关系,
样本 自 协方差基函数
, Z‘ : , k =U Yk= 二万 ) Z
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( 5 )
式中: N为样本的数量; Y * 为第 k 个样本的自 协方
差基函数值。 自 相关函数值
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又叠加了非线性随机序列。因此, 令e ‘ 表示 t 时刻
又揭示了数据内部的非线性特征, 克服 了单一方法的局限性, 提高了 预测精度。仿真结构分析表明, 该方法预测效
果最佳 。
关键词: 混合预测; A R M A模型; R B F 神经网络; 汽车销售预测 中图分类号: F 7 1 3 . 3 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 8 - 4 3 3 9 ( 2 0 0 6 ) 0 3 - 0 1 7 5 - 0 4
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作者简介: 李 响( 1 9 6 5 -
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天 津 大 学 学 报 ( 社会科学版、
2 0 0 6 年 5月
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收稿日期: 2 0 0 4 - 0 8 - 3 0 .
X 6 = X , s + X N r ( 1 ) 式中: X , 为t 一 1 到t 这段时间内所售出的汽车数 量; X 。 为销量数据中线性部分; X N : 为销量数据中非
线性部分。
利用 A R M A模型来构建线性部分 几 , 那么线 性模型的残差部分就是非线性关系, 再用 R B F 神经
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( 8 )
模 型 的 阶 数、 。 在 实 际 中 , 当 I p k I < 6 / 洒时 , 认 为 在
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第8 卷 第3 期
马 x 卜 , 十 * +艺凤 z : 一 , + * ( 1 0 ) 7 二 k
第8 卷 第3 期
李 响等: 汽车销售混合预测方法研究
式 中 : x u ( k ) 为 在: 时 刻 根 据‘ 时 刻 及 之 前 的 数 据 基
通过 a 这个系数将这一变化放大。如果实际销售
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占 一
a -
按照多元函数取极小值理论, 当
a a ;
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报标准和时间 序列的 正交特性〔 E ( x , , 二 , + * ) = 0 , k O
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图 1 汽车销售AN合预测方法结构图
阶 数 , 。 在 实 际 中 , 当 } 毋 k k I < 2 / , / N H 寸 , 则 认 为 在 第k
步具有截尾性, 则模型的阶数p = k o ( 2 ) A R M A模型的参数估计。模型中的参数
( 二) 汽车销售1 9混合模型的建立 1 . A R A M 模型的线性预测
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当c i 和入 , 确定后, 基于训练样本, 求取使能量函 数
最小的权值参数。采用 C h e n 等人提出的正交最小
二乘法 O L S ( O t r h o g o n a l L e a s t S q u a r e s ) 确定学习网
2 0 0 4 年1 月到2 0 0 4 年5 月连续 1 3 0 天的销售成交 率统计数据, 即L = 1 3 0 。先用前 1 0 0 天数据训练混 合预测模型, 再用后3 0 天数据检验模型预测效果。 按照前面所述步骤, 先搭建线性部分预测模型, 并最终确定线性模型阶次P = 2 , 4 = 4 , 即A R M A ( 2 , 4 ) 及相应的线性预报方程
汽车销售量是指单位时间内售出汽车数量随时 间随机分布的时间序列, 由于汽车销售活动是一个 由人参与的、 时变的、 复杂的体系, 它的显著特点之 一就是具有高度的不确定性, 往往很难确定该系统 是严格的线性系统还是严格的非线性系统。基于这 种情况, 则认为汽车销量时间序列由线性和非线性 两部分混合组成, 对于线性部分采用被证明处理线
在市场经济不断发展, 竞争日 趋激烈的今天, 各 大企业为了使其经济活动达到预期的目的, 都需要 通过分析历史数据, 对某些经济变量进行预测, 从而 有利于制定今后的营销战略和生产计划。目 前, 我 国汽车工业正处在成长阶段, 新技术和新政策的大 力支持以及人们生活水平的不断提高使得汽车市场 容量不断扩大, 销量不断上升, 因而准确的销量预测 则成为汽车市场竞争中至关重要的环节。 目 前, 在汽车销售领域中所选用的传统的预测 方法都是以时间序列预测为核心, 如线性回归法、 指 数平滑法、 季节预测法等。线性回归法 ( 如A R ,
折能力。
( 2 ) 求归一化参数A ; o 人 , 表示每个中心相关
的数据分布测度, 通常采用隐含层节点中心与训练 模式之间的平均距离度量
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二、 汽车销售量混合预测的仿真分析
通过天津某汽车集 团的销售管理 系统得 到
隐 含节点中 心c i 的 确定可以 采用“ K - M E A N S ” 方程 求得, 其基本原理就是尽可 能地使c i 对输人的 样本
数据在数据密集处的中心点分布也密集。
数据 △ 2 : 的变化方向为增加的趋势, 则A ‘ 取正数, 于A R M A 模型预测第t + k 时刻的 值[ ’ 〕 。 由 式( 2 0 ) 得出销售预测变化趋势 凡取正数, 则表 2 . 神经网络的非线性预测 明实际销售数据的变化也是增加的趋势, 这样就可 ( 1 ) 确定径向 基函 数的隐 含层节点中 心 值c ; o 以很容易识别出转折点。因此, a体现了预测的转
线性模型的残差 , 则
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P k = Y k / Y O , k = 0 , 1 , 2 , …
样本的偏相关函数值 ( p k k 为
( 6 )
式中: x ; 为t 时刻汽车销量的实际值; x u 为利用 A R - M A模型在 t 时刻的线性估计。 利用 R B F 神经网络为残差e : 建模, 可表示为
性系 统有明 显优势的A R M A 模型I l l 进行拟合, 对于
非线性部分则采用被广泛应用且证明有良 好自 适应
性的 神 经网 络 进行预 测问 题描 述〔 2 ] 0
假设汽车销量数据的数学描述为
A R M A 模型和R B F 神经网 络相结合的汽车销售量
混合预测方法。认定销量数据对应的时间序列是由 线性元和非线性元两部分组成的, 因此该方法采用 A R M A模型实现销量数据中线性部分的预测模型拟 合, 同时利用 R B F 神经网络对非线性系统逼近效果
式中: . f 为由 R B F 神经网络决定的非线性函数; e ,
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