Сезонность смертности в Санкт-Петербурге

Наиболее точную и полную методику анализа с разложением ряда динамики на три компонента: тренд, сезонную колеблемость и случайную колеблемость рассмотрим на примере динамики импорта КНР по кварталам за 1993 - 1995 гг. (табл. 9.10).

Анализ в табл. 9.10 проводится по следующей методике:

1. По месячным или квартальным данным за все годы вычисляется уравнение тренда и выравненные по нему уровни, обозначаемые у̂_ij, где i - номер года; j - номер квартала или месяца.

2. Каждый фактический уровень делится на соответствующий выравненный для расчета индексов сезонности С_ij.

3. Индексы сезонности усредняются за все годы, получаем средние индексы сезонности для каждого квартала или месяца:

(9.39)

где i - номер года;

k - число лет;

j - номер квартала, месяца.

4. Выравненные уровни умножаются на средние индексы сезонности для соответствующих кварталов или месяцев, получаем выравненные уровни с учетом сезонности y̅'_ij

(9.40)

5. Вычисляются отклонения (и их квадраты) за счет сезонности:

(9.41)

6. Вычисляются отклонения (и их квадраты) за счет случайной колеблемости:

(9.42)

7. Вычисляются общие отклонения:

(9.43)

Уровни в табл. 9.10 - это объем импорта в КНР по кварталам (в ценах fob, т. е. «franco board» - с учетом затрат на погрузку на борт корабля или в вагоны, на грузовики, но не включая стоимость перевозки, фрахта)[12].

Прежде всего отметим, что при наличии существенных сезонных колебаний параметры тренда будут вычислены правильно только при условии, что первый и конечный уровни относятся к одному и тому же кварталу (месяцу), иначе сезонность исказит параметры тренда. Поэтому, в расчет включаем и I квартал 1996 г.

Графическое изображение динамического ряда с наличием сезонных колебаний возможно двумя способами.Первый способ - обычная линейная диаграмма в декартовой системе координат, аналогичная рис. 9.3

Рис. 9.3. Динамика импорта КНР, млрд долл. США

.

Второй способ - изображение в полярных координатах. Величина уровня изображается расстоянием от центра, между месяцами угол 30°, между кварталами - 90°. График имеет вид разворачивающейся спирали, если тренд направлен к возрастанию, и сворачивающейся, если тренд направлен к уменьшению уровней. Сезонные колебания выражены тем, что точки четвертых кварталов далеко выходят за окружность, радиус которой - средний уровень 1993 г., а точки первых кварталов - внутри нее (рис. 9.4).

Средний уровень ряда

Тренд имеет линейную форму со среднегодовым абсолютным приростом

Рис. 9.4, Сезонность импорта КНР, млрд долл. США

Средние индексы сезонности за 3 года (для 1 квартала - за 4 года) составляют:

Таким образом, наблюдается сезонный спад импорта в I квартале на 23 с лишним процента и подъем в конце года, а уровни II и III кварталов почти равны средним квартальным значениям. Такая форма сезонных колебаний весьма далека от плавной синусоидальной кривой и к ней неприменима модель тригонометрического вида:

,

где a_j - угол, изменяющийся от 0° в начале года до 360° в конце, т. е. на 30° на месяц или на 90° за квартал.

Методика, изложенная выше, имеет более общий характер, и при наличии достаточно дробной по частям года информации, может быть использована для моделирования сезонных колебаний любых форм, в том числе с разными «пиками» и «провалами». Следует, однако, учитывать, что чем более дробные единицы времени охватывает информация, тем больше к сезонным колебаниям примешиваются случайные или связанные с недельным трудовым циклом колебания.

При изучении торговых операций или работы транспорта, особенно в крупных городах, следует изучать и измерять даже внутри-суточную колеблемость продажи или пассажиропотоков так как важно знать распределение во времени и величину «пиковых нагрузок». При изучении внутрисуточной колеблемости, как правило, можно пренебречь трендом и применять более простую методику, изложенную в начале данного раздела, усреднив почасовые данные за все рабочие дни недели.

Общую дисперсию уровней динамического ряда, измеряемую суммой квадратов отклонений этих уровней от их средней величины можно разложить на составляющие:

1. Дисперсия за счет тренда:

(9.44)

2. Дисперсия за счет сезонных колебаний:

(9.45)

3. Дисперсия за счет. случайных колебаний (остаточная):

(9.46)

(9.47)

По данным табл. 9.9 имеем:

общую дисперсия уровней, равную 480,4;

дисперсию за счет тренда, которая составляет 168,1;

дисперсию за счет сезонности =389,3;

случайную дисперсию =18,4;

дисперсию случайную + дисперсию сезонную:

Легко заметить, что сумма составляющих дисперсий больше общей дисперсии, что кажется ошибкой. На самом деле, однако, нужно учесть, чтоколебания - величина не скалярная, а векторная, т. е. имеет не только размер, но и направление, знак. Тренд отделен от колебаний, а все случайные и сезонные колебания могут иметь и совпадающие и несовпадающие знаки, т. е. они могут частично погашать друг друга, что имеет место особенно в конце изучаемого периода. Поэтому общая колеблемость, измеряемая суммой квадратов отклонений (9.47) значительно меньше, чем сумма дисперсий за счет сезонной и случайной колеблемости. По данным табл. 9.10 общая колеблемость составила 288,2. Находим отношение этой величины к сумме сезонной и случайной дисперсий:

288,2 : (389,3 + 18,4) = 0,70706.

На эту величину корректируем сезонную и случайную суммы квадратов отклонений и окончательно получаем следующее разложение общей дисперсии уровней ряда (табл. 9.11)

Из табл. 9.11 следует ряд выводов: основным источником различия квартальных уровней импорта КНР за изучаемый период времени являлась сезонная колеблемость. Случайная колеблемость существенной роли не играла. Проверка существенности различий по критерию Фишера показала, что и тренд и сезонная колеблемость существенны, как и различия уровней в целом. Табличное значение F в несколько раз меньше фактических, так что вероятность существенности различий много ближе к единице, чем к 0,95, для которой приведены табличные значения F. Отметим, что при изучении сезонных колебаний по месячным уровням, сезонная дисперсия будет иметь (12-1) степень свободы. Сумма степеней свободы сезонной и случайной дисперсий равна числу уровней ряда за вычетом числа параметров тренда.

Таблица 9.11