Читайте также:
|
|
To obtain the forecast variance for the ETS(A,A,A) model, we could take the limit as φ → 1 in (6.24) and apply L’Hospital’s rule. However, in many ways it is simpler to go back to (6.23) and replace φj with j. This yields (Exercise 6.2)
vn + h|n = σ 2_ | 1 + (h − 1)_ α 2 + αβh + 61 | β 2 h (2 h − 1)_ | (6.25) |
+ γhm { 2 α + γ + βm (hm + 1) } _. |
The forecast variance expressions for all other models can be obtained as special cases of either (6.24) or (6.25):
• For (A,Ad,N), we use the results of (A,Ad,A) with γ = 0 and st = 0 for all t.
• For (A,A,N), we use the results of (A,A,A) with γ = 0 and st = 0 for all t.
• The results for (A,N,N) are obtained from (A,A,N) by further setting β = 0 and bt = 0 for all t.
• The results for (A,N,A) are obtained as a special case of (A,A,A) with β = 0 and bt = 0 for all t.
Derivation of Results for Class 2
The models in Class 2 can all be written using the following state space model:
yt = w_xt− 1(1+ ε t), | (6.26) |
xt = (F + gw_ε t) xt− 1, | (6.27) |
where w, g, F, xt and ε t are the same as for the corresponding Class 1 model. The lower tail of the error distribution is truncated so that 1 + ε t is positive.
Appendix: Derivations |
The truncation is usually negligible as σ is usually relatively small for these models.
Let mn + h|n = E(xn + h | xn) and Vn + h|n = V(xn + h | xn) as in Sect. 6.2. The forecast means for Class 2 have the same form as for Class 1, namely
µn + h|n = w_mn + h− 1 |n = w_F h− 1 xn.
From (6.26), it can be seen that the forecast variance is given by
vn + h|n = w_Vn + h− 1 |nw (1+ σ 2) + σ 2 w_mn + h− 1 |nm_n + h− 1 |nw = w_Vn + h− 1 |nw (1 + σ 2) + σ 2 µ 2 n + h|n.
To obtain Vn + h− 1 |n, first note that xt = F xt− 1 + get, where et = yt − w_xt− 1= w_xt− 1 ε t. Then it is readily seen that Vn + h|n = F Vn + h− 1 |nF _ +
gg_ V(en + h | xn). Now let θh be defined such that V(en + h | xn) = θh σ 2. Then,by repeated substitution,
h− 1 | |
Vn + h|n = σ 2∑ F j gg_ (F j) _θh−j. | |
j =0 | |
Therefore, | |
h− 1 | |
w_Vn + h− 1 |nw = σ 2∑ c 2 j θh−j, | (6.28) |
j =1
where cj = w_F j− 1 g. Now
_ _
en + h = w_ ( xn + h− 1 − mn + h− 1 |n ) + w_mn + h− 1 |n ε n + h ,
which we square and take expectations to give θh = w_Vn + h− 1 |nw + µ 2 n + h|n. Substituting (6.28) into this expression for θh gives
h− 1 | θh−j + µ 2 n + h | |||||
θh = σ 2∑ c 2 j | n, | (6.29) | ||||
j =1 | | | |||||
where θ 1 | = µ 2 | . The forecast variance is then given by | ||||
n +1 |n | ||||||
vn + h|n = (1+ σ 2) θh − µ 2 n + h|n. | (6.30) |
Derivation of Results for Class 3
Note that we can write (see p. 85)
yt = w 1 _xt− 1 zt_− 1 w 2(1+ ε t).
100 6 Prediction Distributions and Intervals
−→
So let Qh = xn + hzn_ + h , Mh = E( Qh | xn, zn ) and Vn + h|n = V( Q h | xn, zn )
−→
where Q h = vec(Qh). Note that
Qh = (F 1 xn + h− 1+ G 1 xn + h− 1 ε n + h)(zn_ + h− 1 F 2 _ + zn_ + h− 1 G 2 _ε n + h)
= F 1 Qh− 1 F 2 _ + (F 1 Qh− 1 G 2 _ + G 1 Qh− 1 F 2 _) ε n + h + G 1 Qh− 1 G 2 _ε 2 n + h.
It follows that M 0 = xnzn_ and
Mh = F 1 Mh− 1 F 2 _ + G 1 Mh− 1 G 2 _σ 2. | (6.31) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
For the variance of Qh, we find V 0 = 0, and | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V | = | _vec | (F Q | F | ) + vec(F Q | G | + G | Q | F | ) ε | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
n + h|n | V | h− 1 | 2 _ | + h | h− 1 | 2 _ | h− 1 | 2 _ | n + h | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+ vec(G 1 Qh | 1 G 2 _) ε | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= (F | F) V | − | (F | n | F _ | ) _ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 ⊗ | n + h− 1 |n | ⊗ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | G | ⊗ | F | + | F | ⊗ | G | 1) _ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+ (G 2 ⊗ F 1 + F 2 ⊗ G 1)V(−→h− 1 ε n + h )( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | G | 2 ⊗ | G | 1) _ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+ (G 2 ⊗ G 1)V(−→h− 1 ε n + h )( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | Q | G | G | 1) _ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ε n + h )( | 2 ⊗ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+ (F 2 ⊗ F 1)Cov(−→h− 1, −→h− 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | Q | F | F | 1) _. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+ (G 2 ⊗ G 1)Cov(−→h− 1 ε n + h , −→h− 1)( | 2 ⊗ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Next we find that | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | Q | Q | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V(−→h− 1 | ε n + h ) =E[ −→h− 1(−→h− 1) _ε n + h ] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= | σ | V | n + h | M | M | 1) _ | , | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
_ Q | 1 n + −→h | 1(−→h | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | −Q| | 4 − | − Q _ | Q | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V(−→h− 1 | ε n + h ) =E | −→h− 1(−→h− 1) _ε n + h − E(−→h− 1)E(−→h− 1) _σ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= | σ 4 V | + M (M | ) | _ | M | (M | ) | _σ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
_ | _ Vn + h− 1 |n | −→h | _ | −→ | h | _ − | −→h | −→ | h | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= | σ | M | − 1 | M | − 1 | − 1 | − 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
and | _3 | n + h− 1 |n + 2 −→h− 1(−→h− 1) _ _, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | Q | Q | Q | Q | Q | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cov(−→h− 1, | −→h− 1 ε n + h ) = | E −→h− 1 | (−→h− 1) _ε n + h | − E(−→ | h− 1)E(−→h− 1) _σ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= | M | M | 2 M | M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
σ _(Vn + h− 1 |n + −→h− 1 | (_ −→h− 1) _ ) − σ | −→h− 1(−→h− 1) _ |
= σ 2 Vn + h− 1 |n.
Дата добавления: 2015-10-24; просмотров: 166 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Forecast Variance | | | Example 6.4: Forecast variance for the ETS(A,A,A) model 2 страница |