一種利用移動(dòng)平均模型預(yù)測(cè)寬帶業(yè)務(wù)用戶的方法

盛業(yè)斐

（南京郵電大學(xué)，南京 210023）

1 全業(yè)務(wù)運(yùn)營時(shí)代，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)寬帶業(yè)務(wù)用戶的必要性

目前，我國的寬帶用戶規(guī)模正在迅速的擴(kuò)張中，需要投入大量的資源。要想在提高有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平以及可行性的同時(shí)，保證網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用支出少、安全可靠、獲得更大的經(jīng)濟(jì)利潤，就必須對(duì)運(yùn)營商的發(fā)展形勢(shì)以及用戶實(shí)際需求展開系統(tǒng)地預(yù)測(cè)分析，將分析結(jié)果當(dāng)成網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以及建設(shè)施工的重要基礎(chǔ)。

預(yù)測(cè)結(jié)果的真實(shí)可靠性對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的科學(xué)規(guī)范性有著不可忽視的影響。

因此，通過科學(xué)合理的方法預(yù)測(cè)寬帶發(fā)展目標(biāo)，將直接影響移動(dòng)運(yùn)營商未來幾年寬帶接入網(wǎng)的建設(shè)方向和規(guī)模，大為節(jié)省寬帶網(wǎng)的投資金額，預(yù)計(jì)可產(chǎn)生上千萬的經(jīng)濟(jì)效益。

2 利用移動(dòng)平均模型預(yù)測(cè)寬帶業(yè)務(wù)用戶的方法

移動(dòng)平均模型預(yù)測(cè)寬帶業(yè)務(wù)方法

2.1 移動(dòng)平均法

2.1.1 方法介紹

移動(dòng)平均法是一種改良的算術(shù)平均法，是一種預(yù)測(cè)效果較好的自適應(yīng)預(yù)測(cè)模型。其基本原理是通過移動(dòng)平均消除寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展時(shí)間序列中的不規(guī)則變動(dòng)和其他變動(dòng)，從而揭示出寬帶發(fā)展的長期趨勢(shì)。

2.1.2 模型方法

該模型假定，在寬帶的時(shí)間數(shù)列中，項(xiàng)之間距離越近，其相關(guān)性越強(qiáng)，即近期的寬帶歷史數(shù)據(jù)對(duì)寬帶未來的預(yù)測(cè)值影響較大，而遠(yuǎn)期的寬帶歷史數(shù)據(jù)對(duì)寬帶未來的預(yù)測(cè)值影響較小。因此我們?cè)趯?duì)寬帶發(fā)展的預(yù)測(cè)中應(yīng)更加重視近期數(shù)據(jù)。

移動(dòng)平均法模型是利用偏差度進(jìn)行驗(yàn)證的，所謂的偏差度是指由移動(dòng)平均法作出預(yù)測(cè)值的偏差在總偏差中所占的比重。計(jì)算公式為：

其中，偏差度的值落在0和1之間，而且偏差度越接近于1擬合效果越好。其中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，當(dāng)偏差度大于等于0.64，屬高度擬合，此時(shí)可采用該種預(yù)測(cè)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)；當(dāng)偏差度小于0.64，屬低度擬合，建議不采用此種方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.1.3 預(yù)測(cè)實(shí)例

（1）歷史數(shù)據(jù)

移動(dòng)平均法需要一定數(shù)量的歷史數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)支撐，本方法中以某地市的寬帶業(yè)務(wù)用戶數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，歷史數(shù)據(jù)如下表：

表1 某地市寬帶業(yè)務(wù)用戶現(xiàn)狀

本例才用一次移動(dòng)平均法進(jìn)行實(shí)例預(yù)測(cè)。

（2）預(yù)測(cè)過程及結(jié)果

一次移動(dòng)平均法

一次移動(dòng)平均值建立預(yù)測(cè)模型有兩種形式，一種是一次移動(dòng)平均法簡便形式，一種是一次移動(dòng)平均變動(dòng)趨勢(shì)移動(dòng)形式，前者只能簡單預(yù)測(cè)下一期的數(shù)據(jù)，后者可以對(duì)需要預(yù)測(cè)的期數(shù)進(jìn)行自行設(shè)定。因?yàn)閷?duì)寬帶用戶預(yù)測(cè)是延續(xù)性工作，所以一次移動(dòng)平均法采用變動(dòng)趨勢(shì)移動(dòng)法做預(yù)測(cè)。

一次移動(dòng)平均變動(dòng)趨勢(shì)移動(dòng)形式是在時(shí)間序列的移動(dòng)平均數(shù)基礎(chǔ)上，考慮時(shí)序趨勢(shì)有逐期增（減）量的變動(dòng)或?qū)χ鹌谠觯p）量進(jìn)行移動(dòng)平均，借助最新的移動(dòng)平均數(shù)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型并展開預(yù)測(cè)分析的模式。如果預(yù)測(cè)目的是把序列變成直線變化且逐期遞減程度不一樣的情況，就可以使用這種預(yù)測(cè)方法。

預(yù)測(cè)步驟：首先，選擇跨越期N?？缭狡诘拇笮?duì)原時(shí)間系列資料的修云狀態(tài)有著決定性的影響，隨著跨越期的增多，與寬帶使用者預(yù)測(cè)的擬合情況也會(huì)變好，使用者預(yù)測(cè)曲線的波動(dòng)性會(huì)大大降低；隨著跨越期的減少，寬帶使用者的穩(wěn)定性就會(huì)隨之降低，要想選出科學(xué)合理的N 值，就需要對(duì)N 值進(jìn)行對(duì)比分析，使用絕對(duì)誤差均值、均方差非常小的N 值展開預(yù)測(cè)分析（本例選擇N=3和N=5做示例，計(jì)算出不同N 值下的移動(dòng)平均值，在實(shí)際操作中可多選擇幾個(gè)N 值進(jìn)行比較）；

其次，計(jì)算趨勢(shì)變動(dòng)值at，在使用趨勢(shì)變動(dòng)值時(shí)，對(duì)不一樣的狀況要區(qū)別對(duì)待；如果每期的趨勢(shì)變動(dòng)的波動(dòng)性非常小，每期的區(qū)別都不明顯，最后一期趨勢(shì)變動(dòng)值就可以當(dāng)成趨勢(shì)變動(dòng)均值；如果各期的趨勢(shì)變動(dòng)差別十分明顯，就需要借助移動(dòng)平均法計(jì)算出一次移動(dòng)平均值，并以最后一個(gè)移動(dòng)平均值作為趨勢(shì)變動(dòng)值。本例中由于變動(dòng)值變化大，所以采用后者方法。分別算出N=3和5的趨勢(shì)變動(dòng)值；

再次，比較N=3和5的平均絕對(duì)誤差，跨越值N=3時(shí)，所求的的一次移動(dòng)平均值與實(shí)際值之間平均絕對(duì)誤差等于0.25，小于N=5的0.34，所以選用N=3的預(yù)測(cè)值；（平均絕對(duì)誤差就是求所有絕對(duì)誤差值的平均數(shù)，該值可用來判斷最優(yōu)的跨越期，當(dāng)平均絕對(duì)誤差值最小時(shí)，則相對(duì)的跨越期的預(yù)測(cè)值為最優(yōu)。）

最后，預(yù)測(cè)值的計(jì)算公式是：

最后一期的移動(dòng)平均值+最后一期移動(dòng)平均值距離預(yù)測(cè)期的間隔數(shù)*驅(qū)動(dòng)變動(dòng)值

把最終結(jié)果帶入公式并計(jì)算出預(yù)測(cè)值。

預(yù)測(cè)結(jié)果：

經(jīng)過用一次移動(dòng)平均法預(yù)測(cè)出某地市寬帶業(yè)務(wù)用戶數(shù)，19 年底寬帶用戶達(dá)到62.77 萬戶，凈增量11.6萬，20年底寬帶用戶達(dá)到71.3萬戶，21年寬帶用戶達(dá)到79.83萬戶，22年寬帶用戶達(dá)到88.36萬戶，四年平均增長率13.47%。

預(yù)測(cè)方法驗(yàn)證：

一次移動(dòng)平均法預(yù)測(cè)19年6月和12月份值，并與現(xiàn)實(shí)值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，計(jì)算出19 年6 月和12 月預(yù)測(cè)值與現(xiàn)實(shí)值的偏差率分別為-1.35%與-2.77%。由驗(yàn)證值可以看出通過一次移動(dòng)平均法預(yù)測(cè)出來的值要滯后于現(xiàn)實(shí)值，但偏差度并不高。