Слово прогноз возникло от греческого слова, которое означает предвидение, предсказание. Под прогнозированием понимают предсказание будущего с помощью научных методов. Процессом прогнозирования называется специальное научное исследование конкретных перспектив развития какого-либо процесса.

Временные ряды

Процессы, перспективы которых необходимо предсказывать, чаще всего описываются временными рядами, то есть последовательностью значений некоторых величин, полученных в определенные моменты времени. Временной ряд включает в себя два обязательных элемента — отметку времени и значение показателя ряда, полученное тем или иным способом и соответствующее указанной отметке времени.

Временные ряды различаются способом определения значения, временным шагом, памятью и стационарностью. В зависимости от способа определения значений временного ряда они делятся на

• интервальные временные ряды
• моментные временные ряды

Интервальный временной ряд

Интервальный временной ряд представляет собой последовательность, в которой уровень явления (значение временного ряда) относят к результату, накопленному или вновь произведенному за определенный интервал времени. Интервальным, например, является временной ряд показателя выпуска продукции предприятием за неделю, месяц или год; объем воды, сброшенной гидроэлектростанцией за час, день, месяц; объем электроэнергии, произведенной за час, день, месяц и другие.

Моментный временной ряд

Если же значение временного ряда характеризует изучаемое явление в конкретный момент времени, то совокупность таких значений образует моментный временной ряд. Примерами моментных рядов являются последовательности финансовых индексов, рыночных цен; физические показатели, такие как температура окружающего воздуха, влажность, давление, измеренные в конкретные моменты времени, и другие.

В зависимости от частоты определения значений временного ряда, они делятся на

• равноотстоящие временные ряды
• неравноотстоящие временные ряды

Равноотстоящие временные ряды

Равноотстоящие временные ряды формируются при исследовании и фиксации значений процесса в следующие друг за другом равные интервалы времени. Большинство физических процессов описываются при помощи равноотстоящих временных рядов.

Неравноотстоящие временные ряды

Неравноотстоящими временными рядами называются те ряды, для которых принцип равенства интервалов фиксации значений не выполняется. К таким рядам относятся, например, все биржевые индексы в связи с тем, что их значения определяются лишь в рабочие дни недели.

В зависимости от характера описываемого процесса временные ряды разделяются на

• временные ряды длинной памяти
• временные ряды короткой памяти

Временные ряды длинной памяти

В целом, говоря о временных рядах с длинной памятью, подразумеваются временные ряды, для которых автокорреляционная функция убывает медленно.

Временные ряды короткой памяти

Ко временным рядам с короткой памятью относят временные ряды, автокорреляционная функция которых убывает быстро. Скорость потока транспорта по дорогам, а также многие физические процессы, такие как потребление электроэнергии, температура воздуха, относятся к временным рядам с длинной памятью. К временным рядам с короткой памятью относятся, например, временные ряды биржевых индексов.

Дополнительно временные ряды принято разделять на

• стационарные временные ряды
• нестационарные временные ряды

Стационарные временные ряды

Стационарным временным рядом называется такой ряд, который остается в равновесии относительно постоянного среднего уровня.

Нестационарные временные ряды

Остальные временные ряды являются нестационарными. В промышленности, в торговле, в экономике, где прогнозирование имеет важное значение, чаще всего временные ряды являются нестационарными, то есть не имеющими естественного среднего значения. Нестационарные временные ряды для решения задачи прогнозирования часто приводятся к стационарным при помощи разностного оператора — т.е. вычитанием значений соседних отсчетов.