Е.С. ГОЛИК О.В. АФАНАСЬЕВА
ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Издательство СЗТУ
2008
1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Е.С. ГОЛИК О.В. АФАНАСЬЕВА
ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
Учебное пособие
«Рекомендовано УМО по образованию в области эксплуатации водного транспорта» в качестве учебного пособия для студентов (курсантов) высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 190700 – «Организация перевозок и управление на транспорте» по специальности 190701– «Организация перевозок и управление на транспорте (водном)».
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Издательство СЗТУ
2008
2
Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 517 (070)
Голик, Е.С. Теория и методы статистического прогнозирования: учебное пособие /Е.С. Голик, О.В. Афанасьева. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2007. – 182 с.
Учебное пособие соответствует требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавра 220100.62 и магистра 220100.68 – «Системный анализ и управление», а также рекомендовано УМО по образованию в области эксплуатации водного транспорта в качестве учебного пособия для студентов (курсантов) высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 190700 – «Организация перевозок и управление на транспорте» по специальности 190701.65 – «Организация перевозок и управление на транспорте (по видам)» по разделам «Имитационное моделирование», «Факторный эксперимент».
В учебном пособии излагаются основы важнейших процедур системного моделирования, имитационного моделирования и факторного эксперимента, а также предпосылки их применения.
Рецензенты: В.Е. Марлей, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой вычислительных систем и информатики СПб государственного университета водных коммуникаций; О.А. Толпегин, д-р техн. наук, прор. по науке ВОЕНМЕХ; О.А. Деняк, канд. воен. наук, проф. кафедры портов и грузовых терминалов ГМА им. адм. С.О. Макарова.
©Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2008
©Голик Е.С., Афанасьева О.В., 2008
3
Е.С. ГОЛИК О.В. АФАНАСЬЕВА
ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Издательство СЗТУ
2008
4
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Е.С. ГОЛИК О.В. АФАНАСЬЕВА
ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
Учебное пособие
«Рекомендовано УМО по образованию в области эксплуатации водного транспорта» в качестве учебного пособия для студентов (курсантов) высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 190700 – «Организация перевозок и управление на транспорте» по специальности 190701– «Организация перевозок и управление на транспорте (водном)».
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Издательство СЗТУ
2008
5
Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 517 (070)
Голик, Е.С. Теория и методы статистического прогнозирования: учебное пособие /Е.С. Голик, О.В. Афанасьева. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2007. – 182 с.
Учебное пособие соответствует требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавра 220100.62 и магистра 220100.68 – «Системный анализ и управление», а также рекомендовано УМО по образованию в области эксплуатации водного транспорта в качестве учебного пособия для студентов (курсантов) высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 190700 – «Организация перевозок и управление на транспорте» по специальности 190701.65 – «Организация перевозок и управление на транспорте (по видам)» по разделам «Имитационное моделирование», «Факторный эксперимент».
В учебном пособии излагаются основы важнейших процедур системного моделирования, имитационного моделирования и факторного эксперимента, а также предпосылки их применения.
Рецензенты: В.Е. Марлей, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой вычислительных систем и информатики СПб государственного университета водных коммуникаций; О.А. Толпегин, д-р техн. наук, прор. по науке ВОЕНМЕХ; О.А. Деняк, канд. воен. наук, проф. кафедры портов и грузовых терминалов ГМА им. адм. С.О. Макарова.
©Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2008
©Голик Е.С., Афанасьева О.В., 2008
6
2 предисловие
Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Теория и методы прогнозирования». Дисциплина «Теория и методы прогнозирования» является основой ряда дисциплин: «Информационные технологии обработки данных и процесс принятия решений», «Инструментальные технологии и представления знаний», «Системное моделирование» и других дисциплин.
Указанную дисциплину изучают на четвертом курсе подготовки бакалавра по направлению 220100.62 – «Системный анализ и управление». Теоретической базой для освоения являются материалы дисциплин
«Основы научного предвидения», «Основы системного анализа».
В учебном пособии рассматриваются вопросы, входящие в учебный план изучения дисциплины «Теория и методы прогнозирования».
Авторы выражают искреннюю благодарность Глозштейн Н.В. за помощь, оказанную в подготовке рукописи пособия.
7
3 Введение
Современная концепция управления социально-экономическими системами требует умения предвидеть вероятное будущее состояние предприятия и среды, в которой оно существует, вовремя предупредить возможные сбои и срывы в работе. Это достигается с помощью прогнозирования как плановой, так и практической работы предприятия по всем направлениям его деятельности.
Многообразие проблем, возникающих при обеспечении жизнедеятельности систем и являющихся предметом прогнозирования, приводит к появлению большого количества разнообразных прогнозов, разрабатываемых на основе определенных методов прогнозирования. Поскольку современная наука располагает большим количеством разнообразных методов прогнозирования, каждый менеджер и специалист по планированию должен овладеть навыками прикладного прогнозирования, а руководитель, ответственный за принятие стратегических решений, должен к тому же уметь сделать правильный выбор метода прогнозирования. Исходя из сказанного, в данной работе рассмотрены некоторые вопросы методики прогнозирования деятельности структур, сущность основных понятий в области прогнозирования; признаки классификации, виды прогнозов и их краткая характеристика; методы прогнозирования (рассмотрены по возможности на конкретных примерах) и рекомендации, позволяющие сделать прогнозы полезными.
Учебное пособие предназначено для студентов, осваивающих учебные планы дисциплин по статистическому прогнозированию.
8
4 1. Роль и место прогнозирования при обосновании направления развития систем
Практическая потребность в прогностике (прогностика – это научная дисциплина, изучающая общие принципы и методы прогнозирования развития объектов любой природы, закономерности процесса разработки прогнозов) вызвана развитием и совершенствованием системы управления во всех структурах общества, и особенно систем программного планирования развития, предусматривающих разработку долгосрочных программ.
Эти задачи решаются посредством применения целого комплекса методик прогнозирования, то есть совокупности специальных правил и приемов (одного или нескольких методов) разработки конкретных прогнозов. Методики постоянно совершенствуются.
Необходимо отметить, что бурное развитие прогностики как науки в последние десятилетия привело к созданию множества методов, процедур, приемов прогнозирования, далеко не равноценных по своему значению. По оценкам зарубежных и отечественных систематиков прогностики, уже насчитывается свыше 150 методов прогнозирования [4]. Число же базовых методов прогностики, которые в тех или иных вариациях повторяются в других методах, гораздо меньше. Многие из этих методов относятся скорее к отдельным приемам или процедурам прогнозирования, другие представляют собой набор отдельных приемов, отличающихся от базовых или друг от друга количеством частных приемов и последовательностью их применения. Данное обстоятельство и предопределяет, прежде всего, классификацию методов прогнозирования.
1.1.Классификация методов прогнозирования
Всоответствии со сборником рекомендуемых терминов «Прогностика. Терминология», изданным Комитетом научно-технической терминологии при Академии наук, все методы прогнозирования делятся на два больших класса: фактографические и экспертные. При этом в качестве классификационного
9
признака принят источник информации. Следовательно, фактографические методы прогнозирования базируются на использовании источников фактографической информации, экспертные – на экспертной информации.
Экспертные методы прогнозирования применяются тогда, когда объект прогнозирования либо слишком прост, либо настолько сложен, что аналитически учесть влияние многих факторов практически невозможно. В этих случаях прибегают к опросу экспертов. Полученные индивидуальные и коллективные экспертные оценки используют как конечные прогнозы или в качестве исходных данных в комплексных методиках прогнозирования.
Взависимости от общих принципов действия экспертные методы подразделяют на две группы: индивидуальные и коллективные.
Вгруппу индивидуальных экспертных методов (признак классификации
–способ получения прогнозной информации) включают: метод индивидуальной экспертной оценки, метод интервью, метод психоинтеллектуальной генерации идей, метод построения прогнозного сценария, морфологический анализ, аналитические докладные записки и так далее.
Коллективные экспертные методы уже можно отнести к комплексным системам (методикам) прогнозирования (обычно неполным), поскольку в последних сочетаются индивидуальные экспертные оценки и статистические методы обработки этих оценок. Так как статистические методы применяются во вспомогательных процедурах выработки прогнозной информации, целесообразнее отнести экспертные методы прогнозирования к сингулярным (частным) методам.
Кгруппе коллективных экспертных методов относят: метод коллективной экспертной оценки, метод экспертных комиссий, метод «Дельфи», метод коллективной генерации идей (метод «мозговой атаки»), метод деструктивной отнесенной оценки и так далее.
При использовании фактографических методов прогнозирования можно идти двумя путями. Первый путь – попытаться вскрыть причинно-
10
следственный механизм, то есть найти факторы, определяющие поведение прогнозируемого показателя, прогноз по которым либо известен, либо его нетрудно найти. Этот путь приводит к математическому моделированию, построению модели объекта. Второй путь – не вдаваясь в механику движения, попытаться предсказать будущее положение, экстраполируя временно ряд показателя изолированно. Именно эти пути являются основанием для разделения фактографических методов на две группы: методы моделирования и методы экстраполяции тенденций.
Следует отметить, что в ряде публикаций оговаривается один недостаток такого разделения, заключающийся в том, что моделирование неправомерно противопоставлять методам экстраполяции. Действительно, экстраполяция тенденций как обязательное условие предполагает построение адекватной математической модели. Однако при простой экстраполяции эта модель строится в системе координат «прогнозируемый параметр – время», в то время как моделирование представляет собой создание некоторой логической или информационной конструкции, адекватной прогнозируемому объекту. При этом построенная модель учитывает наличие сложных связей между параметрами объекта.
Методы моделирования подразделяются по видам моделей:
–на информационные модели,
–математические модели,
–логические модели-образы.
Так, например, информационные модели составляют основу патентного метода прогнозирования, цитатно-индексного метода, публикационного метода прогнозирования, опережающего метода прогнозирования, метода сканирования научного задела и тому подобные. Математические модели представлены в методе игрового моделирования, сетевом методе, матричном методе прогнозирования, методе математической аналогии, в оптимизации параметрических рядов. Логические модели-образы используются в методе исторической аналогии, историко-логическом методе, методе имитационного