Kurze Einführung in die Zeitreihenanalyse

Begriff Zeitreihe:

Eine Zeitreihe ist eine Folge von Werten, die sich auf aufeinanderfolgende Zeitpunkte oder Zeiträume bezieht. Beispiel: Die Zeitreihe der Arbeitslosen von Januar 1950 bis heute.

Begriff Zeitreihenanalyse:

Die Zeitreihenanalyse ist die Zerlegung einer Zeitreihe in ihre Komponenten:

Wichtig:
In der Praxis ist es leider nicht möglich, den Trend und die zyklischen Schwankungen der Konjunktur voneinander zu trennen. Trend- und Konjunkturkomponente werden daher bei Zeitreihen, die sich über Jahrzehnte erstrecken, zu einer sog. glatten Komponente zusammengefaßt. Da dieser Begriff  (glatte Komponente) weitgehend unbekannt ist, werden in den Diagrammen Trend- und Konjunkturkomponente als Trend bezeichnet.
Zeitreihenstruktur:

Darunter versteht man die Art und Weise, wie die Komponenten der Zeitreihe miteinander verknüpft sind.

In den Diagrammen sind sie additiv verknüpft:

Originalwert = Trendwert + Saisonwert + Restwert

In dieser Art der Verknüpfung werden die Komponenten als voneinander unabhängig betrachtet, was auch der Realität entspricht.

Allgemein bekannt ist der Begriff der Saisonbereinigung. Er wird insbesondere von der Bundesanstalt für Arbeit verwendet, wenn jeden Monat die neuen Arbeitslosenzahlen bekanntgegeben werden. Anhand der obigen Formel kann man leicht sehen, was darunter zu verstehen ist:

Die Ursprungsgleichung lautet:

Originalwert = Trendwert + Saisonwert + Restwert

Subtrahiert man nun von beiden Seiten der Gleichung den Saisonwert, so erhält man den saisonbereinigten Wert:

Originalwert - Saisonwert = Trendwert + Restwert

oder anders ausgedrückt:
Saisonbereinigter Wert = Trendwert + Restwert

Es handelt sich bei der Saisonbereinigung also nur um die Ausschaltung des Saisonwerts. D.h. eine saisonbereinigte Zahl besteht somit aus dem Trendwert und dem Restwert(!). Da der Restwert positive und negative Werte (auch ganz extrem hohe Werte) haben kann, ist der saisonbereinigte Wert folglich alles andere als stetig. (Anmerkung: Lesen Sie jetzt den Text weiter. Unten klicken Sie dann auf das Beispiel, um das soeben Gesagte bildlich zu sehen).
 
 

Ziel der Zeitreihenanalyse:

Ziel der Zeitreihenanalyse ist es, die einzelnen Komponenten für sich allein aus der Ursprungsreihe herauszufiltern. Dazu dienen sog. Zeitreihenverfahren, auf die im nächsten Punkt etwas näher eingegangen wird (die Lektüre ist nicht nur für Mathematiker gedacht).
 
 

Zeitreihenverfahren

D.h. da nur der Originalwert bekannt ist, ist - mathematisch gesehen - eine Gleichung mit drei Unbekannten zu lösen. Für ein derartiges Problem gibt es keine Formel, so daß die Lösung nur näherungsweise (iterativ) bestimmt werden kann.

Dazu hat man eine Reihe von Bedingungen aufgestellt, die ein "ideales" Zeitreihenverfahren zu erfüllen hat. Einige dieser Bedingungen sind im folgenden dargestellt:

Summenerhaltung: Die Summe des Trends zweier Teil-Zeitreihen ist gleich dem Trend der Gesamt-Zeitreihe (Summe aus Trend arbeitslose Männer und Trend arbeitslose Frauen ist gleich Trend Arbeitslose insgesamt).
Orthogonalität: Trendkomponente und zugehörige Saisonkomponente dürfen nicht miteinander korrelieren.
Idempotenz: Der Trend soll durch wiederholtes Berechnen keine anderen Werte annehmen. D.h. wird der Trend der "Arbeitslosen insgesamt" berechnet und wird dieser Trend erneut dem Zeitreihenverfahren unterworfen, so sollen die neu berechneten Trendwerte mit den zuerst berechneten Werten übereinstimmen.
Invarianz der Jahressumme: Werden die originalen Monatswerte zu einem Jahreswert zusammengezählt, so enthält dieser ja keine saisonalen Schwankungen mehr. Originaler Jahreswert und Summe aus Trend und Restgröße müssen also übereinstimmen.
Das in den Diagrammen angewandte Zeitreihenverfahren ist neu und wurde im Rahmen meiner Dissertation an der Uni München entwickelt.


Beispiel

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um anhand der Arbeitslosenzahlen in Deutschland das Ergebnis einer Zeitreihenanalyse zu sehen.

 

HINWEIS:

Für  mehrere Landkreise im oberbayerisch/schwäbischen Raum gibt es eine Anzahl weiterer Wirtschaftsdaten auf Landkreisebene, z.B. Arbeitsmarkt, Baugenehmigungen, Produzierendes Gewerbe:

http://www.stratcon.de