一.分层时间序列

对于任何时间t,分层结构底层的观测值加起来等于上层序列的观测值![]()
且![]()
进一步简化,分层结构可以写为:
或者![]()
二.分组时间序列

上式表明分组结构有可替代的聚合路径![]()
对分组第一级有
或者
进一步简化:
或者
三.自下而上的方法
定义:首先在底层生成每个序列的预测,之后将这些预测相加来得到结构中所有序列的预测
Ex:
先为每个底层序列生成h步向前的预测![]()
之后加总,得到该序列其他部分h步向前的一致预测值
即
或者
四.自上而下的方法
定义:该方法首先为总结序列yt生成预测,之后在分层结构中分解这些预测,该方法仅适用于严格的分层聚合结构。
Ex:
假设一组分解比列p1,…,pm来决定分配总计序列的预测,以获得底层每个序列的预测
使用矩阵可以将这一组比例放在一个m维向量p=(p1,…,pm)’
即
一旦生成了底层序列的h步向前预测,就可以对这些预测进行汇总,为其余部分(如中间层)生成一致的预测,该自上而下的方法可以表示为
P向量估计方法
- 平均历史比例

每个比例pj反映了底层序列yj,t在t=1,…,T时相对于总计yt的历史平均值。 - 历史平均数比例

每个比例pj反映了底层序列yj,t在t=1,…,T时相对于总计yt的平均值的历史平均值;
该方法对于低频数据的预测非常有用。 - 预测比例
由于分解的历史比例没有考虑这些比例如何随时间变化,故可使用基于预测而不是历史数据的比例。
1.考虑一级层次结构,先为所有序列生成h步向前预测
2.计算底层每个h步向前初始预测与此级别所有h步向前初始预测的总和比例
3.将这些作为预测比例,然后用这些预测比例来分解顶级h步向前初始预测,以便为整个分层结构生成一致的预测。
即底层预测的结果只作为预测比例拆分的考量,而不作为预测结果,顶级的预测结果根据这个底层的预测比例来拆分该顶级预测结果。
五.中间突破方法
该方法结合自下而上和自上而下的方法
1.选择中间级别并未该级别所有序列生成预测
2.对中间以上级别,通过向上汇总中间级别预测,使用自下而上的方法
3.对于中间级别以下的序列,通过向下分解中间级别的预测,使用自上而下的方法生成一致预测。
六.映射矩阵
假设每个序列的预测都是独立的,并用
表示
预测调和:![]()
是一致的预测,那么R=SP是调和矩阵,即将各序列不一致的预测结果通过调和矩阵R将其转换为一致的预测结果。
七.最优调和方法
若我们能找到P矩阵,使它满足最小化一组一致预测的预测误差,则我们就找到最优预测调和。![]()
1.假设
是无偏的,则一致预测也是无偏的
2.找出预测误差:h步向前一致预测误差的方差-协方差矩阵可由下式给出![]()
其中,
是对应的基本预测误差的方差-协方差矩阵
3.目标是找到一个矩阵P,使其可最小化一致预测的误差方差,这些误差方差在矩阵
的对角线上,故所有误差方差的总和由矩阵的迹给出,即
故最优调和预测公式为:![]()
,我们称其为”MinT”估计量。