042_Tìm hiêu chuỗi thời gian và ứng dụng trong bài toán quản lý

- 40 -
TÌM HIỂU CHUỖI THỜI GIAN
VÀ ỨNG DỤNG TRONG BÀI TOÁN QUẢN LÝ

Sinh viên: Nguyễn Xuân Núi
Mã sinh viên: 0220240
Email:
Cán bộ hướng dẫn:
TS.Đỗ Năng Toàn
Mở đầu:
các hệ cơ sở dữ liệu cũng như các phần mềm
quản lý hiện nay thường chỉ tập chung chủ
yếu vào việc quản lý và truy suất dữ liệu một
cách đơn thuần mà dường như chưa chú ý
đến một thuộc tính hết sức quan trọng của dữ
liệu – đó chính là khả năng phản ảnh tương
lai của nó. Việc khai phá kho dữ liệu hiện tạ
i
để có được những thông tin tương lai là một
công việc vô cùng có ý nghĩa trong khi lập
kế hoạch cũng như trong quá trình thực hiện
kế hoạch đó. Trong khóa luận này tôi tìm
hiểu chuỗi thời gian như là một công cụ dự
báo hiệu quả và tìm cách ứng dụng những
kết quả dự báo cho bài toán quản lý.
Chương 1: Tổng quan về dự báo và cơ
sở dữ liệu:
khái niệm dự báo đã tồn tại từ rất lâu trong
đời sống xã hội. tuy nhiên trong buổi đầu nó
còn mang nặng tính thần bí, vô căn cứ. chỉ

sau này khi mà các môn khoa học tự nhiên
phát triển thì dự báo mới thực sự được coi
trong và những hoạt động dự báo diễn ra trên
một cơ sơ khoa học vững chắc. dự báo vì thế
ngày nay trở thành một trong những hoạt
động không thể thiếu trong hoạt động c
ủa
các công ty thương mại, các tổ chức xã hội.
tuy vậy thì cho tới ngày nay hầu hết các cơ
sở dữ liệu cũng như các hệ thống thông tin
quản lý đều chưa đáp ứng được nhu cầu này.
Cho dù những cấu trúc dữ liệu đã đựợc tạo
dựng một cách hết sức tinh vi, mạnh mẽ.
Chưng 2: Phân tích chuỗi thời gian và
dự báo.
Chuỗi thời gian là một trong những công cụ
toán học hiệu quả cho việc phân tích và dự
báo với chuỗi số liệu, đặc biệt là các số liệu
kinh tế - xã hội. Một chuỗi thời gian là một
dãy các giá trị quan sát X ={x
1
,x
2
,..., x
n
}
được xếp thứ tự theo diễn biến thời gian thời
gian. định lý phép chiếu trong không gian
Hilbert khẳng định:
Nếu M là một không gian con đóng

của không gian Hilbert H và x ∈
.H thì:
1.Tồn tại duy nhất một phần tử
X
∈

M
sao cho ||x -
X
|| =
My∈
inf
||x - y||
2.
X
∈

M
và ||x-
X
|| =
My∈
inf
||x-y|| khi
và chỉ khi
X
∈

M
và (x-

X
)
∈

M

⊥

3.
X
được gọi là chiếu (trực giao)
của x lên
M
viết là
X
= P
m
x và định lý này
được gọi là định lý về phép chiếu trực giao.

Từ định lý này người ta đã xây dựng các
khái niệm kỳ vọng có điều kiện và dự báo
tuyến tính tốt nhất tạo cơ sở cho việc xây
dựng mô hình tự quy chiếu chuỗi thời gian.
Trong các mô hình tự quy chiếu người ta
dành sự quan tâm đặc biệt mô hình tự hồi
trung bình trượt ARMA(p,q):
X
t
= a

1
X
t-1
+
a
2
X
t-2
+ …+ a
p
x
t-p
+ ε
t
+ b
1
ε
t-1
+ …+ b
q
ε
t-
q
. tuy vậy thì phần lớn các chuỗi kinh tế chỉ
phù hợp với mô hình này khi đã lấy sai phân
bậc d. Một cách tổng quát người ta thường
xét mô hình hợp nhất tự hồi quy trung bình
trượt ARIMA(p,d,q):
X
t

= a
1
X
t-1
+ a
2
X
t-2
+
…+ a
p
x
t-p
+ ε
t
+ b
1
ε
t-1
+ …+ b
q
ε
t-q
. Việc
phân tích và nhận dạng chuỗi thời gian gặp
nhiều khó khăn ngay cả khi lý thuyết về nó
đã rõ ràng bởi vì thực tế chúng ta chí làm
việc trên chuỗi số liệu được xem là thể hiện
của một chuỗi thời gian.vì vậy một thủ tục
đối thoại với các bước kiểm tra tạo ra một

chu trình lặp có lẽ sẽ là cách tiếp cận tôt nhất
để có được một bộ 3 (p,d,q) phù hợ
p. Công
việc dự báo chuỗi thời gian chỉ thực sự được

- 41 -
tiến hành khi chúng ta đã xây dựng đựợc
một mô hình phù hợp với chuỗi số liệu thực
tế.
Chương 3: thử nghiệm và ứng dụng
a, thử nghiệm: xây dựng một công cụ phân
tích và nhận dạng chuỗi thời gian dựa trên
cơ sở lý thuyết đã tìm hiểu. sau đó tiến hành
thử nghiêm với một vài chuỗi số liệu. phần
mềm nhận dạng chuỗi thời gian được xây
dựng với hạt nhân là lớp chuoithoigian.cs.
nó cho phép người dùng có thể tự phân tích
dữ liệu bằng cách hiển thị dưới dạng đồ họa
các thông tin trung gian: chuỗi sai phân, hàm
tự tương quan, hàm tự tương quan riêng, sai
số của mô hình … từ đó có thể chủ động
chọn được một bộ ba (p,d,q) phù hợp đó nó
sẽ tự động tìm các hệ số cho mô hình. mặt
khác nó cũng có thể hoàn toàn tự động xây
dựng mô hình dựa trên những kết quả lý
thuyết.
b, ápp dụng dự báo chuỗi thời gian vào
bài toán quản lý bán hàng. Bài toán quản
lý bán hàng cho công ty bán lẻ Bồng Hải chủ
y

ếu được đề cập trên khía cạnh ra quyết
định. Hệ thống sẽ truy suất dữ liệu dưới dạng
chuỗi thời gian rồi tạo ra kết quả dự báo. Cụ
thể ở đây là nhu cầu tiêu dùng và giá cả của
từng loại mặt hàng. Dựa trên những số liệu
này hệ thống sẽ tiếp tục tính toán sao cho với
số vốn đầu tư xác định cho kỳ t
ới thì cần
phải phân bổ như thế nào trong việc nhập
hàng để đạt được lợi nhuận cao nhất.
Tổng kết:
như vậy trong khóa luận này tôi đã tìm hiểu
về vai trò của dự báo trong công tác quản lý
đồng thời tìm hiểu phương thức dự báo
chuỗi thời gian. Tiếp đó tôi đã xây dựng
được phần mềm phân tích, nhận dạng và dự
báo chuỗi thời gian cuối cùng tôi đã áp dụng
các kết quả thu được vào giải quyết bài toán
quản lý bán hàng cho doanh nghiệp bán lẻ
Bồng Hải. mặc dù đã đạt được nhữ
ng kết
quả ban đầu song tôi cũng muốn sẽ tiếp tục
tìm hiểu sâu hơn về lý thuyết chuỗi thời gian
để tăng tính tin cậy và khoảng dự báo, đồng
thời tiếp tục tìm hiểu những vấn đề trong
quản lý để mở rộng phạm vi ứng dụng của
đề tài.
Tài liệu tham khảo:
[1] Anderson O.D Time Series Analysis &
Forecacting. The Box – Jenkins Approach,

Butterwworths, London 1976
[2] Box G.E.P Jenkins G.M Time Series
Analysis- Forecasting And Control. Holden
–Day 1970.
[3] Brockwell P.J & David R.A “Time
Series:Theory And Method” Springer –
Verlag, New York, 1991
[4] Durbin C. & Levinson M, Algorithm For
Fitting Autoregressive Model Biometrika
90.1973
[5] Đinh Văn Gắng. Lý Thuyết Xác Suất
Thống Kê
[6] Lý Hoàng Tú. Phân Tích Chuỗi Thời
Gian
[7]. Mô Hình Hoá Và Dự Báo Chuỗi Thời
Gian Trong Kinh Doanh Và Quốc Tế - Nhà
Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí
Minh 2001
[8] Nguyễn Hồ Quỳnh. Chuỗi Thời Gian
Phân Tích Và Nhận Dạng
[9] Nguyễn Văn Hưu – Nguyễn Đình Dư.
Phân Tích Thống Kê Và Dự Báo
[10] Nguyễn Trung Hòa. Chuỗi Thời Gian.
Mô Phỏng Và Chặt Khúc. Lu
ận Án Tiến Sỹ
Ngành Toán ĐHBK Hà Nội 1997
[11] Nguyễn Trung Hòa. Về Một Thuật
Tóan Mô Phỏng Chuỗi Thời Gian Tự Hồi
Quy AR(P). Tạp Chí Tin Học Và Điều
Khiển Hà Nội, Tập 12 Số 1 Năm 1996