При наличии тенденции и циклических колебаний значения каждого последующего уровня ряда зависят от предыдущих значений. Корреляционную зависимость между последовательными уровнями временного ряда называют автокорреляцией уровней ряда.
Количественно ее можно измерить с помощью линейного коэффициента корреляции между уровнями исходного временного ряда и уровнями этого ряда, сдвинутыми на несколько шагов во времени.
Число периодов, по которым рассчитывается коэффициент автокорреляции, называется лагом. С увеличением лага число пар значений, по которым рассчитывается коэффициент автокорреляции, уменьшается.
Коэффициенты автокорреляции уровней первого порядка:
= , (10)
Коэффициенты автокорреляции уровней ряда второго порядка:
= , (11)
Два важных свойства коэффициента автокорреляции. Во-первых, он строится по аналогии с линейным коэффициентом корреляции и, таким образом, характеризует тесноту только линейной связи текущего и предыдущего уровней ряда. Поэтому по коэффициенту автокорреляции можно судить о наличии линейной тенденции. Для некоторых временных рядов, имеющих сильную нелинейную тенденцию (например, параболу второго порядка или экспоненту), коэффициент автокорреляции уровней исходного ряда может приближаться к нулю. [9, с.224]
Во-вторых, по знаку коэффициента автокорреляции нельзя делать вывод о возрастающей или убывающей тенденции в уровнях ряда. Большинство временных рядов экономических данных содержат положительную автокорреляцию уровней, однако при этом они могут иметь убывающую тенденцию.
Последовательность коэффициентов автокорреляции уровней первого, второго и т.д. порядков называют автокорреляционной функцией временного ряда. График зависимости ее значений от величины лага называется коррелограммой.
Анализ автокорреляционной функции и коррелограммы позволяет определить лаг, при котором связь между текущим и предыдущими уровнями ряда наиболее тесная, т.е. при помощи анализа автокорреляционной функции и коррелограммы можно выявить структуру ряда.
Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции первого порядка, исследуемый ряд содержит только тенденцию. Если наиболее высоким оказался коэффициент автокорреляции порядка t, ряд содержит циклические колебания с периодичностью в t моментов времени. Если ни один из коэффициентов автокорреляции не является значимым, можно сделать предположение относительно структуры этого ряда: либо ряд не содержит тенденции и циклических колебаний и имеет структуру, сходную со структурой ряда, либо ряд содержит сильную нелинейную тенденцию, для выявления которой нужно провести дополнительный анализ. Поэтому коэффициент автокорреляции уровней и автокорреляционную функцию целесообразно использовать для выявления во временном ряде наличия или отсутствия трендовой компоненты Т и циклической (сезонной) компоненты S. [12, с.187]
Произведем расчет коэффициентов автокорреляции уровней ряда для наших данных.
Таблица 1 – Расчет коэффициента автокорреляции первого порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
1175
-2311,9
-1833,9
4239747,0
5344941,9
3363077,6
3
1000
1063
-2008,9
-1945,9
3908998,1
4035556,9
3786408,4
4
710
1000
-2664,9
-2008,9
5353462,7
7101761,5
4035556,9
5
1327
710
-2047,9
-2298,9
4707885,0
4193947,8
5284801,3
6
2600
1327
-774,9
-1681,9
1303302,7
600490,2
2828685,2
7
1030
2600
-2344,9
-408,9
958763,6
5498617,2
167174,3
8
3700
1030
325,1
-1978,9
-643304,7
105681,5
3915924,8
9
4090
3700
4090,0
3700,0
15133000,0
16728100,0
13690000,0
10
3700
4090
325,1
1081,1
351461,4
105681,5
1168843,0
11
3915
3700
540,1
691,1
373270,5
291693,9
477661,3
12
4700
3915
1325,1
906,1
1200701,6
1755855,4
821072,4
13
3735
4700
360,1
1691,1
608954,0
129662,6
2859922,1
14
1624
3735
-1750,9
726,1
-1271391,2
3065696,5
527265,4
15
3394
1624
19,1
-1384,9
-26432,9
364,3
1917863,7
16
9382
3394
6007,1
385,1
2313512,0
36085093,7
148325,5
17
5848
9382
2473,1
6373,1
15761305,8
6116159,1
40616791,5
18
1464
5848
-1910,9
2839,1
-5425331,4
3651588,7
8060661,6
19
1652
1464
-1722,9
-1544,9
2661675,9
2968429,4
2386622,0
20
3471
1652
96,1
-1356,9
-130377,5
9232,7
1841095,0
21
3409
3471
34,1
462,1
15752,6
1161,9
213564,5
22
1195
3409
-2179,9
400,1
-872249,6
4752020,9
160104,4
23
5020
1195
1645,1
-1813,9
-2983973,2
2706311,1
3290122,8
24
9594
5020
6219,1
2011,1
12507395,1
38677042,6
4044645,6
Итого:
77623
69204
3741,0
3008,9
60046127,5
143925091,4
105606189,3
= = 3374,9 (12)
= = 3008,9 (13)
= = = 0, 49 (14)
Таблица 2 – Расчет коэффициента автокорреляции второго порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
1175
-2480,0
-1742,5
4321287,3
6150400,0
3036147,8
4
710
1063
-2770,0
-1854,5
5136839,1
7672900,0
3439001,7
5
1327
1000
-2153,0
-1917,5
4128279,6
4635409,0
3676631,9
6
2600
710
-880,0
-2207,5
1942560,0
774400,0
4872855,6
7
1030
1327
-2450,0
-1590,5
3896613,6
6002500,0
2529545,7
8
3700
2600
220,0
-317,5
-69840,0
48400,0
100777,4
9
4090
1030
4090,0
-1887,5
-7719689,1
16728100,0
3562484,7
10
3700
3700
220,0
782,5
172160,0
48400,0
612377,4
11
3915
4090
435,0
1172,5
510057,3
189225,0
1374862,8
12
4700
3700
1220,0
782,5
954705,5
1488400,0
612377,4
13
3735
3915
255,0
997,5
254374,1
65025,0
995096,9
14
1624
4700
-1856,0
1782,5
-3308404,4
3444736,0
3177468,3
15
3394
3735
-86,0
817,5
-70308,9
7396,0
668380,6
16
9382
1624
5902,0
-1293,5
-7633968,7
34833604,0
1673024,7
17
5848
3394
2368,0
476,5
1128459,6
5607424,0
227095,6
18
1464
9382
-2016,0
6464,5
-13032523,6
4064256,0
41790347,9
19
1652
5848
-1828,0
2930,5
-5357037,1
3341584,0
8588096,7
20
3471
1464
-9,0
-1453,5
13081,1
81,0
2112530,1
21
3409
1652
-71,0
-1265,5
89847,3
5041,0
1601375,2
22
1195
3471
-2285,0
553,5
-1264851,4
5221225,0
306412,6
23
5020
3409
1540,0
491,5
756980,0
2371600,0
241616,9
24
9594
1195
6114,0
-1722,5
-10531087,1
37380996,0
2966849,7
Итого:
76560
64184
3480,0
0,0
-25682465,8
140081102,0
88165357,5
= = 3480 (15)
= = 2917,5 (16)
= = = 0, 23 (17)
Таблица 3 – Расчет коэффициента автокорреляции третьего порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
-
-
-
-
-
-
4
710
1175
-2931,0
-1824,5
5347452,8
8590481,9
3328713,4
5
1327
1063
-2314,0
-1936,5
4480913,7
5354375,6
3749940,0
6
2600
1000
-1041,0
-1999,5
2081359,5
1083581,9
3997905,0
7
1030
710
-2611,0
-2289,5
5977713,3
6817072,3
5241701,2
8
3700
1327
59,0
-1672,5
-98755,7
3486,6
2797176,6
9
4090
2600
449,0
-399,5
-179383,8
201643,8
159581,2
10
3700
1030
59,0
-1969,5
-116292,9
3486,6
3878836,5
11
3915
3700
274,0
700,5
191976,9
75102,1
490733,6
12
4700
4090
1059,0
1090,5
1154916,6
1121581,9
1189242,2
13
3735
3700
94,0
700,5
65882,6
8845,0
490733,6
14
1624
3915
-2017,0
915,5
-1846567,9
4068096,9
838183,8
15
3394
4700
-247,0
1700,5
-419948,4
60985,5
2891781,2
16
9382
3735
5741,0
735,5
4222677,2
32959627,8
540995,3
17
5848
1624
2207,0
-1375,5
-3035741,5
4871059,2
1891934,8
18
1464
3394
-2177,0
394,5
-858859,5
4739121,7
155649,0
19
1652
9382
-1989,0
6382,5
-12694535,9
3955931,6
40736610,2
20
3471
5848
-170,0
2848,5
-484113,4
28883,8
8114087,9
21
3409
1464
-232,0
-1535,5
356157,4
53801,9
2357687,1
22
1195
1652
-2446,0
-1347,5
3295862,6
5982683,0
1815692,1
23
5020
3471
1379,0
471,5
650253,8
1901772,3
222334,7
24
9594
3409
5953,0
409,5
2437914,7
35438776,0
167709,8
Итого:
76460
62989
-900,0
0,0
10528882,0
117320397,2
85057229,2
= = 3641 (18)
= = 2999,5 (19)
= = = 0, 11 (20)
Таблица 4 – Расчет коэффициента автокорреляции четвертого порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
-
-
-
-
-
-
4
710
-
-
-
-
-
-
5
1327
1175
-2460,5
-1804,0
4438742,0
6054060,3
3254416,0
6
2600
1063
-1187,5
-1916,0
2275250,0
1410156,3
3671056,0
7
1030
1000
-2757,5
-1979,0
5457092,5
7603806,3
3916441,0
8
3700
710
-87,5
-2269,0
198537,5
7656,3
5148361,0
9
4090
1327
302,5
-1652,0
-499730,0
91506,3
2729104,0
10
3700
2600
-87,5
-379,0
33162,5
7656,3
143641,0
11
3915
1030
127,5
-1949,0
-248497,5
16256,3
3798601,0
12
4700
3700
912,5
721,0
657912,5
832656,3
519841,0
13
3735
4090
-52,5
1111,0
-58327,5
2756,3
1234321,0
14
1624
3700
-2163,5
721,0
-1559883,5
4680732,3
519841,0
15
3394
3915
-393,5
936,0
-368316,0
154842,3
876096,0
16
9382
4700
5594,5
1721,0
9628134,5
31298430,3
2961841,0
17
5848
3735
2060,5
756,0
1557738,0
4245660,3
571536,0
18
1464
1624
-2323,5
-1355,0
3148342,5
5398652,3
1836025,0
19
1652
3394
-2135,5
415,0
-886232,5
4560360,3
172225,0
20
3471
9382
-316,5
6403,0
-2026549,5
100172,3
40998409,0
21
3409
5848
-378,5
2869,0
-1085916,5
143262,3
8231161,0
22
1195
1464
-2592,5
-1515,0
3927637,5
6721056,3
2295225,0
23
5020
1652
1232,5
-1327,0
-1635527,5
1519056,3
1760929,0
24
9594
3471
5806,5
492,0
2856798,0
33715442,3
242064,0
Итого:
75750
59580
-900,0
0,0
25810367,0
108564177,0
84881134,0
= = 3787,5 (21)
= = 2979 (22)
= = = 0, 27 (23)
Таблица 5 – Расчет коэффициента автокорреляции пятого порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
-
-
-
-
-
-
4
710
-
-
-
-
-
-
5
1327
-
-
-
-
-
-
6
2600
1175
-1317,0
-1778,1
2341764,6
1734489,0
3161658,3
7
1030
1063
-2887,0
-1890,1
5456733,9
8334769,0
3572497,9
8
3700
1000
-217,0
-1953,1
423823,8
47089,0
3814620,2
9
4090
710
173,0
-2243,1
-388057,2
29929,0
5031521,2
10
3700
1327
-217,0
-1626,1
352864,8
47089,0
2644218,3
11
3915
2600
-2,0
-353,1
706,2
4,0
124683,3
12
4700
1030
783,0
-1923,1
-1505791,4
613089,0
3698333,9
13
3735
3700
-182,0
746,9
-135934,8
33124,0
557851,7
14
1624
4090
-2293,0
1136,9
-2606899,6
5257849,0
1292529,6
15
3394
3700
-523,0
746,9
-390625,9
273529,0
557851,7
16
9382
3915
5465,0
961,9
5256754,7
29866225,0
925241,5
17
5848
4700
1931,0
1746,9
3373253,7
3728761,0
3051641,2
18
1464
3735
-2453,0
781,9
-1917987,8
6017209,0
611359,4
19
1652
1624
-2265,0
-1329,1
3010423,4
5130225,0
1766520,8
20
3471
3394
-446,0
440,9
-196639,1
198916,0
194388,2
21
3409
9382
-508,0
6428,9
-3265878,5
258064,0
41330687,5
22
1195
5848
-2722,0
2894,9
-7879903,5
7409284,0
8380415,5
23
5020
1464
1103,0
-1489,1
-1642483,1
1216609,0
2217434,5
24
9594
1652
5677,0
-1301,1
-7386374,6
32228329,0
1692874,9
Итого:
74423
56109
-900,0
0,0
-7100250,3
102424582,0
84626329,8
= = 3917 (24)
= = 2953,1 (25)
= = = -0,08 (26)
Таблица 6 – Расчет коэффициента автокорреляции шестого порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
-
-
-
-
-
-
4
710
-
-
-
-
-
-
5
1327
-
-
-
-
-
-
6
2600
-
-
-
-
-
-
7
1030
1175
-2960,2
-1850,4
5477459,5
8762586,7
3423939,0
8
3700
1063
-290,2
-1962,4
569419,8
84196,7
3850970,2
9
4090
1000
99,8
-2025,4
-202201,3
9966,7
4102200,2
10
3700
710
-290,2
-2315,4
671848,7
84196,7
5361025,7
11
3915
1327
-75,2
-1698,4
127662,2
5650,0
2884524,8
12
4700
2600
709,8
-425,4
-301955,2
503863,4
180955,7
13
3735
1030
-255,2
-1995,4
509156,7
65110,0
3981576,8
14
1624
3700
-2366,2
674,6
-1596242,3
5598744,7
455100,2
15
3394
4090
-596,2
1064,6
-634685,7
355414,7
1133396,8
16
9382
3700
5391,8
674,6
3637390,7
29071866,7
455100,2
17
5848
3915
1857,8
889,6
1652749,2
3451544,7
791407,9
18
1464
4700
-2526,2
1674,6
-4230346,8
6381518,0
2804322,4
19
1652
3735
-2338,2
709,6
-1659189,0
5467023,4
503547,9
20
3471
1624
-519,2
-1401,4
727554,4
269534,0
1963890,8
21
3409
3394
-581,2
368,6
-214224,5
337754,7
135874,2
22
1195
9382
-2795,2
6356,6
-17767787,5
7812956,7
40406504,8
23
5020
5848
1029,8
2822,6
2906819,0
1060556,7
7967133,5
24
9594
1464
5603,8
-1561,4
-8749763,1
31402948,0
2437935,3
Итого:
71823
54457
-900,0
0,0
-19076335,2
100725432,5
82839406,3
= = 3990,2 (27)
= = 3025,4 (28)
= = = -0,21 (29)
Таблица 7 – Расчет коэффициента автокорреляции седьмого порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
-
-
-
-
-
-
4
710
-
-
-
-
-
-
5
1327
-
-
-
-
-
-
6
2600
-
-
-
-
-
-
7
1030
-
-
-
-
-
-
8
3700
1175
-464,3
-1942,2
901768,4
215569,0
3772277,9
9
4090
1063
-74,3
-2054,2
152617,6
5519,6
4219882,6
10
3700
1000
-464,3
-2117,2
983019,9
215569,0
4482685,3
11
3915
710
-249,3
-2407,2
600109,6
62147,6
5794781,8
12
4700
1327
535,7
-1790,2
-959039,6
286980,8
3204942,4
13
3735
2600
-429,3
-517,2
222046,1
184293,4
267532,3
14
1624
1030
-2540,3
-2087,2
5302191,5
6453094,2
4356551,2
15
3394
3700
-770,3
582,8
-448900,2
593353,0
339614,7
16
9382
4090
5217,7
972,8
5075600,1
27224454,7
946271,2
17
5848
3700
1683,7
582,8
981204,4
2834865,5
339614,7
18
1464
3915
-2700,3
797,8
-2154199,3
7291588,3
636428,5
19
1652
4700
-2512,3
1582,8
-3976370,5
6311621,7
2505144,1
20
3471
3735
-693,3
617,8
-428292,6
480656,7
381633,2
21
3409
1624
-755,3
-1493,2
1127831,8
570469,2
2229751,6
22
1195
3394
-2969,3
276,8
-821795,8
8816707,6
76598,7
23
5020
9382
855,7
6264,8
5360796,0
732232,6
39247276,8
24
9594
5848
5429,7
2730,8
14827249,2
29481706,0
7457075,9
Итого:
70793
52993
-900,0
0,0
26745836,6
91760828,9
80258063,1
= = 4161,3 (30)
= = 3117,2 (31)
= = = 0,31 (32)
Таблица 8 – Расчет коэффициента автокорреляции восьмого порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
-
-
-
-
-
-
4
710
-
-
-
-
-
-
5
1327
-
-
-
-
-
-
6
2600
-
-
-
-
-
-
7
1030
-
-
-
-
-
-
8
3700
-
-
-
-
-
-
9
4090
1175
-103,3
-1771,6
183024,6
10673,5
3138433,7
10
3700
1063
-493,3
-1883,6
929184,9
243357,2
3547807,7
11
3915
1000
-278,3
-1946,6
541752,7
77457,8
3789105,6
12
4700
710
506,7
-2236,6
-1133238,3
256732,2
5002211,8
13
3735
1327
-458,3
-1619,6
742265,7
210050,3
2622982,7
14
1624
2600
-2569,3
-346,6
890427,4
6601366,7
120105,6
15
3394
1030
-799,3
-1916,6
1531932,4
638900,5
3673211,8
16
9382
3700
5188,7
753,4
3909351,7
26922478,0
567668,1
17
5848
4090
1654,7
1143,4
1892031,7
2737990,7
1307449,3
18
1464
3700
-2729,3
753,4
-2056366,4
7449146,7
567668,1
19
1652
3915
-2541,3
968,4
-2461102,3
6458269,2
937871,2
20
3471
4700
-722,3
1753,4
-1266529,8
521735,3
3074543,1
21
3409
3735
-784,3
788,4
-618381,4
615146,1
621633,7
22
1195
1624
-2998,3
-1322,6
3965455,7
8989877,8
1749171,6
23
5020
3394
826,7
447,4
369891,0
683412,2
200200,3
24
9594
9382
5400,7
6435,4
34755786,9
29167425,5
41414855,8
Итого:
67093
47145
-900,0
0,0
42175486,4
91584019,9
72334919,9
= = 4193,3 (33)
= = 2946,6 (34)
= = = 0,52 (35)
Таблица 9 – Расчет коэффициента автокорреляции девятого порядка временного ряда.
t
1
1175
-
-
-
-
-
-
2
1063
-
-
-
-
-
-
3
1000
-
-
-
-
-
-
4
710
-
-
-
-
-
-
5
1327
-
-
-
-
-
-
6
2600
-
-
-
-
-
-
7
1030
-
-
-
-
-
-
8
3700
-
-
-
-
-
-
9
4090
-
-
-
-
-
-
10
3700
1175
-500,2
-1342,5
671535,2
250200,0
1802395,8
11
3915
1063
-285,2
-1454,5
414832,9
81339,0
2115667,2
12
4700
1000
499,8
-1517,5
-758463,2
249800,0
2302907,4
13
3735
710
-465,2
-1807,5
840864,5
216411,0
3267176,8
14
1624
1327
-2576,2
-1190,5
3067052,0
6636806,4
1417369,6
15
3394
2600
-806,2
82,5
-66484,6
649958,4
6800,8
16
9382
1030
5181,8
-1487,5
-7708100,2
26851051,2
2212755,4
17
5848
3700
1647,8
1182,5
1948468,6
2715244,8
1398227,4
18
1464
4090
-2736,2
1572,5
-4302583,3
7486790,4
2472651,4
19
1652
3700
-2548,2
1182,5
-3013161,6
6493323,2
1398227,4
20
3471
3915
-729,2
1397,5
-1019032,7
531732,6
1952913,1
21
3409
4700
-791,2
2182,5
-1726767,6
625997,4
4763160,8
22
1195
3735
-3005,2
1217,5
-3658730,8
9031227,0
1482225,1
23
5020
1624
819,8
-893,5
-732518,6
672072,0
798401,8
24
9594
3394
5393,8
876,5
4727485,9
29093078,4
768193,8
Итого:
63003
37763
-900,0
0,0
-11315603,6
91585032,4
28159073,7
= = 4200,2 (36)
= = 2517,5 (37)
= = = 0,22 (38)
Таблица 10 – Расчет коэффициента автокорреляции десятого порядка временного ряда.