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ORBS7260/MFFM7040 Applied Time Series / Times Series Analysis Semester One, 2022/23

发布时间:2022-10-19

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Department of Mathematics

Assignment 1

Applied Time Series / Times Series Analysis

ORBS7260/MFFM7040

Semester One, 2022/23

Question 1

The following table shows the annual sales of a small yacht company (Xt) of a certain city from year 2010 to 2019.

 

One-step ahead forecast

Squared Error

Year

t

Xt

3MA

SES

Naïve

3MA

SES

Naïve

 

0

 

 

 

 

 

 

 

2010

1

15

 

 

 

 

 

 

2011

2

18

 

 

 

 

 

 

2012

3

19

 

 

 

 

 

 

2013

4

21

 

 

 

 

 

 

2014

5

a

 

 

 

 

 

 

2015

6

b

19

18.1622

 

 

 

 

2016

7

c

19

g

 

 

 

 

2017

8

d

f

h

 

 

 

 

2018

9

e

18.3333

18.1310

 

 

 

 

2019

10

19

18

18.1048

 

 

 

 

The owner of the yacht company is going to perform an analysis for the demand in the past decade. The owner believes that the three-point moving average (3MA) model and the Simple Exponential  Smoothing  (SES)  method  with  a  smoothing parameter  α  are  appropriate  to

calculate the one-step ahead forecast for years 2015 to 2019.

(a) Determine the unknown values a, b, and e.

(b) Determine the value of the smoothing parameter α for the Simple Exponential Smoothing (SES) method. Round your answer in two decimal places.

(c) Using the result obtained in (b), determine the values of c, d,f, g and h.

(d) By using Theil’s U statistics for the period 2015 to 2019 only, compare the performance for these one-step ahead forecasts of the two methods.

Question 2

Consider a linear trend process,

yt   b1   b2 t  t , where  N 0,  2 , b1    0, b2    0

It is known that DES model with exponential smoothing parameter α is used to forecast the process.   The DES algorithm is as follows:

St      Xt    (1  )St1 ,    St[ 2 ]     St    (1  )S

a(t)  2St    St[ 2 ] ,         b(t)   St    St[ 2 ]  .

Show that E(ST [2] )  E(ST )  b2 .

(Note: You can make use of the result  E ST   E yT     1    b2    if necessary)

Question 3

Assume   at      is white noise process, which is a sequence of identical independent distributed

 random variables with zero mean and constant variance    .

(a) Evaluate the mean, variance and covariance function for the following processes. Determine the stationarity for each process.

(i)   Yt     tat

(ii)  Wt   Yt   Yt   Yt  1

(b) Consider a stationary moving average process, Xt   2  at     at1    where        . Show

that the maximum value of the first order autocorrelation coefficient for the process is 0.5.