7. ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง
วิธีการพยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด
ตัวแบบประชากร คือ 0 1 , 1,2,..., t t tY X t n
เมื่อ tY คือ ตัวแปรตามของอนุกรมเวลา ณ เวลา t ใดๆ
tX คือ ตัวแปรต้นของอนุกรมเวลา ณ เวลา t ใดๆ
เมื่อกาหนด 0
1
n
Xt
t
โดยที่ช่วงห่างของ tX ต้องเท่ากันทุกเวลา t
0 คือ ระดับค่าเฉลี่ยของ tY ณ เวลาที่ 0tX และสมมติว่าไม่แปรเปลี่ยนไปตามเวลา
1 คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของ tY ต่อ 1 หน่วยเวลา และสมมติว่าไม่แปรเปลี่ยนไปตามเวลา
t คือ ค่าคลาดเคลื่อนเชิงสุ่ม ณ เวลา t ใดๆ
ตัวแบบพยากรณ์ คือ 0 1
1
ˆ , 1,2,..., ; 0
n
t t t
t
y b b x t n x
โดยที่ช่วงห่างของ tx ต้องเท่ากันทุกเวลา t เมื่อ n คือ อนุกรมเวลาสุดท้าย
โดยที่ 0 1b y b x ,
1
1
1
n
t t
t
n
t t
t
x x y y
b
x x x x
8. วิธีค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่แบบง่าย
วิธีนีมีหลักการ คือ ให้นาหนักของอนุกรมเวลาในช่วงเวลาปัจจุบัน m จานวนเท่าๆกัน โดยมีตัวแบบพยากรณ์
จากเวลาปัจจุบัน t ไปอีก l ช่วงเวลาล่วงหน้า ดังนี
ตัวแบบพยากรณ์ คือ
ˆt lY หรือ ˆt tY l M
เมื่อ
1 2 1...t t t t m
t
Y Y Y Y
M
m
1
1
m
t j
j
Y
m
หรือ
1
t t m
t t
Y Y
M M
m
เมื่อ m คือ จานวนข้อมูลปัจจุบันที่ให้นาหนักและให้นาหนักเท่าๆกัน เท่ากับ
1
m
tY คือ ตัวแปรตามของอนุกรมเวลา ณ เวลา t ใดๆ
tM คือ ค่าพยากรณ์ตัวแปรตามของอนุกรมเวลา ณ เวลา t ใดๆ
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง(ต่อ)
9. การเปรียบเทียบประสิทธิ าพของตัวแบบการพยากรณ์
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของตัวแบบการพยากรณ์ ในการศึกษาครังนี ใช้วิธีการวัดค่าความคลาดเคลื่อนของ
การพยากรณ์ด้วยค่าเฉลี่ยความผิดพลาดร้อยละสัมบูรณ์(Mean Absolute Percentage Error , MAPE)
1
ˆ
*100
n
t t
i t
y y
y
MAPE
n
เมื่อ ty คือ ข้อมูลอนุกรมเวลา ณ เวลาที่ t
tyˆ คือ ค่าพยากรณ์ข้อมูลอนุกรมเวลา ณ เวลาที่ t
n คือ จานวนการพยากรณ์ข้อมูลอนุกรมเวลาทังหมด
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง(ต่อ)
11. วิธีการพยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด
ให้ ( , )t tX Y เปนคู่อันดับของค่าสังเกต โดยที่ 1,2,...,t n
เมื่อ tY คือ ตัวแปรตามของอนุกรมเวลา ณ เวลา t ใดๆ
tX คือ ตัวแปรต้นของอนุกรมเวลา ณ เวลา t ใดๆ
เมื่อกาหนด 0
1
n
Xt
t
โดยที่ช่วงห่างของ tX ต้องเท่ากันทุกเวลา t
0 คือ ระดับค่าเฉลี่ยของ tY ณ เวลาที่ 0tX และสมมติว่าไม่แปรเปลี่ยนไปตามเวลา
1 คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของ tY ต่อ 1 หน่วยเวลา และสมมติว่าไม่แปรเปลี่ยนไปตามเวลา
t คือ ค่าคลาดเคลื่อนเชิงสุ่ม ณ เวลา t ใดๆ
ในที่นีจะใช้วิธีกาลังสองน้อยสุดในการประมาณค่าพารามิเตอร์ของตัวแบบประชากร
ตัวแบบประชากร คือ 0 1 ; 1,2,...,t t tY X t n
12. ให้ 1Q เปนค่าผลรวมความแตกต่างกาลังสองระหว่าง tY กับค่าคาดหวังของ ( )t tY Y
2 2
1 0 1
1 1
( ) ( )
n n
t t t t
t t
Q Y Y Y X
ให้ 0b และ 1b เปนตัวประมาณของ 0 และ 1 ตามลาดับ ที่ทาให้ 1Q มีค่าต่าสุด
1
0 1 0 1
10
, 2 0
n
t t
t
Q
b b Y X
(1)
1
0 1 0 1
11
, 2 0
n
t t t
t
Q
b b Y X X
(2)
จัดรูป (1) และ (2) ให้อยู่ในรูปของ 0 1,b b จะได้ว่า
0 1b Y b X (3)
1
1
1
( )( )
( )( )
n
t t
t
n
t t
t
X X Y Y
b
X X X X
(4)
จะได้สมการพยากรณ์ คือ 0 1
ˆ ; 1,2,...,t ty b b x t n
วิธีการพยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด(ต่อ)
13. วิธีการพยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด
ร่วมกับวิธีค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่แบบง่าย
ตัวแบบประชากร คือ 1 0 1 1 1; , , ;1k k k kY C X k m n m k n
เมื่อทราบค่าตัว
ประมาณพารามิเตอร์ 0 และ 1 จาก (3) และ (4) ตามลาดับ
เมื่อ 1kY คือ ตัวแปรตามของอนุกรมเวลา ณ เวลา 1k ใดๆ
1kX คือ ตัวแปรต้นของอนุกรมเวลา ณ เวลา 1k ใดๆ
เมื่อกาหนด 0
1
n
Xk
k
โดยที่ช่วงห่างของ kX ต้องเท่ากันทุกเวลา k ตามวิธีการ
พยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด
0 คือ ระดับค่าเฉลี่ยของ kY ณ เวลาที่ 0kX และสมมติว่าไม่แปรเปลี่ยนไปตามเวลา ตามวิธีการ
พยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด
1 คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของ kY ต่อ 1 หน่วยเวลา และสมมติว่าไม่แปรเปลี่ยนไปตามเวลา
ตามวิธีการพยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด
1k คือ ค่าคลาดเคลื่อนเชิงสุ่ม ณ เวลา 1k ใดๆ
kC คือ ค่าคงที่ใดๆ ณ จุดเริ่มต้น k
k คือ จุดเริ่มต้นการเฉลี่ยย้อนหลัง
m คือ จานวนช่วงเวลาที่ต้องการเฉลี่ยย้อนหลัง
14. การหาค่า kC
กาหนดจานวนช่วงเวลาที่ต้องการเฉลี่ยย้อนหลัง m โดยที่ , , ;1k m n m k n
เพื่อนา
( , )i iX Y ย้อนหลังจากจุดเริ่มต้นการเฉลี่ยย้อนหลัง k ย้อนหลังไป m จุด
หาค่า kC จากตัวแบบ 0 1 ; 1, 2,...,i k i iY C X i k m k m k
ในที่นีจะใช้วิธีกาลังสองน้อยสุดในการประมาณค่าพารามิเตอร์ของตัวแบบประชากร
ให้ 2Q เปนค่าผลรวมความแตกต่างกาลังสองระหว่าง iY กับค่าคาดหวังของ ( )i iY Y
2 2
2 0 1
1 1
( ) ( )
k k
i i i k i
i k m i k m
Q Y Y Y C X
ให้ kc เปนตัวประมาณของ kC ที่ทาให้ 2Q มีค่าต่าสุด
2
0 1
1
2 0
k
k i k i
i k mk
Q
c Y c X
C
0 1
1
0
k
i k i
i k m
Y c X
0 1
1 1
0
k k
i k i
i k m i k m
Y m mc X
0 1
1 1
k k
i i
i k m i k m
k
Y m X
c
m
จะได้สมการพยากรณ์ คือ 1 0 1 1
ˆ ;1k k ky b c b x m k n
วิธีการพยากรณ์เชิงเส้นตรงด้วยวิธีกาลังสองน้อยสุด
ร่วมกับวิธีค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่แบบง่าย(ต่อ)