Japan, wo die Zahl der Geburten stärker als erwartet zurückgeht
Die Nachricht, dass "die Zahl der Geburten im Jahr 2022 erstmals unter 800.000 sinken wird und die Zahl der Geburten viel schneller als erwartet zurückgeht", ist zu einem heißen Thema geworden. Wenn ich an die Zukunft Japans denke, denke ich sicherlich, dass die Zahl der Geburten stärker als erwartet zurückgeht, was ein großes soziales Problem darstellt.
Tatsächlich wird es zu Beginn des letzten Jahres (2022) häufig in der Zeitreihenanalyse verwendet Saisonales ARIMA-Modell wurde verwendet, um die Anzahl der Geburten im Jahr 2022 aus der Anzahl der Geburten pro Monat in den Jahren 2014-2021 vorherzusagen. Die zu diesem Zeitpunkt erhaltene prognostizierte Zahl der Geburten im Jahr 2022 betrug 839.796. Da die tatsächliche Zahl der Geburten 799.728 betrug, überschätzte das ARIMA-Modell den vorhergesagten Wert um etwa 40.000.
Anders denken, Die tatsächliche Zahl der Geburten war deutlich niedriger als anhand historischer Daten vorhergesagt werden konnte. Es kann auch gesagt werden.
Vorhersage der Anzahl der Geburten durch das saisonale ARIMA-Modell
Ein saisonales ARIMA-Modell ist ein Modelltyp, der periodische Zeitreihendaten anpasst, und ist eine Kombination aus einem gleitenden Durchschnittsmodell (MA), einem autoregressiven Modell (AR), einem Integrationsmodell (I) und einer Periodizität (s). Modell Es wurde gebaut.
Für das saisonale ARIMA-Modell ist das obige ARIMA Die Reihenfolge von (p,d,q) ,Jahreszeit ARIMA Die Reihenfolge von ( P,Q,R ), 1 Es ist notwendig, die Anzahl der Punkte im Zyklus (Zyklus) anzugeben, und die Bestimmung dieser Reihenfolgen kann verwirrend sein.
In diesem Beispiel ist der Zeitraum 12 (12-Monats-Zeitraum), aber andere Reihenfolgen werden durch die folgenden Schritte 1 und 2 bestimmt.
Schritt 1. Bestimmen Sie die Reihenfolge des saisonalen ARIMA-Modells
- Passen Sie ein saisonales ARIMA-Modell mit verschiedenen Ordnungen (0, 1, 2) unter Verwendung von 2014-2020 als Trainingsdaten an.
- Bestimmen Sie unter Verwendung von 2021 als Validierungsdaten die optimale Reihenfolge mithilfe der Statistik zur Bewertung der Anpassung (RMSE).
Schritt 2. unter Verwendung der festgelegten Reihenfolge 2022 das Jahr vorhersagen ↓
Schritt 1. Unter Verwendung der optimalen Reihenfolge bestimmt durch 2014 Jahre 2021 Saison zu Jahr ARIMA Passen Sie das Modell an, 2022 Sagen Sie das Jahr voraus.
In Schritt 1, JMPs Mehrere ARIMA-Modelle ” passend für saisonale ARIMA-Modelle verschiedener Bestellungen (729 Modelle in diesem Beispiel). Das Modell mit dem kleinsten RMSE (bestes Modell) ist das saisonale ARIMA(2,0,0)(2,0,0)12.
In Schritt 2 wird das in Schritt 1 erhaltene saisonale ARIMA-Modell verwendet, um die Anzahl der Geburten pro Monat im Jahr 2022 vorherzusagen.
Die folgende Abbildung stellt die Anzahl der Geburten pro Monat dar. Die schwarzen Punkte stellen die tatsächliche Anzahl der Geburten dar, die rote Linie die prognostizierte Anzahl der Geburten aus dem saisonalen ARIMA-Modell und das rot gefärbte Intervall das 95 %-Konfidenzintervall für die Vorhersage .. angeben.
Der hellblaue Bereich auf der rechten Seite der Abbildung ist die Prognose für jeden Monat im Jahr 2022, und der prognostizierte Wert für die Anzahl der Geburten im Jahr 2022 ergibt sich aus der Addition der prognostizierten Werte für Januar bis Dezember. Berechnet 839.796 Personen.
Schauen wir uns das folgende Diagramm an, das einen vergrößerten Teil der gemessenen und vorhergesagten Werte für 2022 darstellt. Betrachtet man die monatlichen Prognosewerte (rote Linie) und Messwerte (schwarze Punkte) für 2022, Im Januar und August lagen die tatsächlichen Messwerte kaum über den Prognosen, in allen anderen Monaten lagen die tatsächlichen Messwerte jedoch unter den Prognosen.
Wenn wir uns die Linie des saisonalen ARIMA-Modells ansehen, sehen wir, dass es monatliche Trends gibt, wie weniger Geburten im Februar und mehr im Herbst.
Geburtenprognose für 2023
Unter Verwendung der Methoden in den Schritten 1 und 2 des vorherigen Abschnitts werden wir die Geburtenzahlendaten von 2014 bis 2022 verwenden, um die Anzahl der Geburten im Jahr 2023 vorherzusagen.
Das beste Modell ist Seasonal ARIMA(2,1,1)(2,1,2)12, und wir haben dieses Modell angepasst, um die Anzahl der Geburten pro Monat im Jahr 2023 vorherzusagen, wie unten gezeigt.
Basierend auf diesen Ergebnissen beträgt die prognostizierte Zahl der Geburten im Jahr 2023 745.468. Der starke Rückgang im Jahr 2022 spiegelt sich in der Modellauswahl und den Prognosen wider, und es wird prognostiziert, dass es im Jahr 2023 zu einem weiteren Rückgang von mehr als 50.000 Personen kommen wird.
Diese Prognosewerte werden jedoch mithilfe eines statistischen Modells namens saisonales ARIMA-Modell aus vergangenen Werten gewonnen. Die tatsächliche Zahl der Geburten kann aufgrund der Gegenmaßnahmen der Regierung gegen den Geburtenrückgang und die veränderten sozialen Bedingungen deutlich höher ausfallen als erwartet.
Das diesmal eingeführte saisonale ARIMA-Modell ist nichts weiter als ein Hinweis darauf, „dass dies die Prognose für die Zukunft basierend auf der vergangenen Situation ist“. Verglichen mit der Anzahl der Geburten, die in Zukunft veröffentlicht werden, wird es jedoch eine Richtlinie sein, um zu prüfen, ob es mehr oder weniger als vorhergesagt war. Jetzt , was wird 2023 passieren? Erwarten Sie Aufschwung!
