home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ InfoMagic Standards 1993 July / Disc.iso / ccitt / 1988 / ascii / 2_3_04.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1991-12-22  |  207.4 KB  |  6,150 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.        5i'
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.                                 SECTION 2
  11.  
  12.                          FORECASTING OF TRAFFIC
  13.  
  14.  
  15.  
  16.        Recommendation E.506
  17.  
  18.  
  19.                        FORECASTING INTERNATIONAL TRAFFIC
  20.  
  21.  
  22.  
  23.  
  24.        1       Introduction
  25.  
  26.  
  27.             This Recommendation is the first in a series of  three  Recom-
  28.        mendations that cover international telecommunications forecasting.
  29.  
  30.             In the operation and administration of the international tele-
  31.        phone network, proper and successful development depends to a large
  32.        degree upon estimates for the future. Accordingly, for the planning
  33.        of  equipment  and circuit provision and of telephone plant invest-
  34.        ments, it is necessary that Administrations  forecast  the  traffic
  35.        which  the network will carry. In view of the heavy capital invest-
  36.        ments in the international network, the economic importance of  the
  37.        most reliable forecast is evident.
  38.  
  39.             The purpose of this Recommendation is to give guidance on some
  40.        of  the  prerequisites for forecasting international telecommunica-
  41.        tions traffic. Base data, not only traffic and call data  but  also
  42.        economic,  social and demographic data, are of vital importance for
  43.        forecasting. These data series may be  incomplete;  strategies  are
  44.        recommended  for  dealing  with missing data. Different forecasting
  45.        approaches are presented including direct  and  composite  methods,
  46.        matrix forecasting, and top down and bottom up procedures.
  47.  
  48.             Recommendation E.507 provides guidelines  for  building  fore-
  49.        casting  models  and  contains  an  overview of various forecasting
  50.        techniques.  Recommendation E.508 covers  the  forecasting  of  new
  51.        international telecommunications services.
  52.  
  53.  
  54.  
  55.        2       Base data for forecasting
  56.  
  57.  
  58.        _________________________
  59.        The old  Recommendation E.506  which  appeared  in  the
  60.        Red Book  was  split  into two Recommendations, revised
  61.        E.506 and new E.507 and considerable new  material  was
  62.        added to both.
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.  
  71.  
  72.  
  73.             An output of the international traffic forecasting process  is
  74.        the  estimated  number  of circuits required for each period in the
  75.        forecast horizon. To obtain these values, traffic engineering tech-
  76.        niques  are  applied  to  forecast  Erlangs,  a measure of traffic.
  77.        Figure 1/E.506 outlines two different  approaches  for  determining
  78.        forecasted Erlangs.
  79.  
  80.             The two different strategies for forecasting  are  the  direct
  81.        strategy  and the composite strategy. The first step in either pro-
  82.        cess is to collect raw data. These raw data, perhaps adjusted, will
  83.        be  the base data used to generate the traffic forecasts. Base data
  84.        may be hourly, daily, monthly, quarterly, or annual. Most  Adminis-
  85.        trations use monthly accounting data for forecasting purposes.
  86.  
  87.             With the direct strategy, the traffic carried in  Erlangs,  or
  88.        measured  usage,  for  each  relation would be regarded as the base
  89.        data in forecasting traffic growth. These data may be  adjusted  to
  90.        account    for    such    occurrences    as    regeneration    (see
  91.        Recommendation E.500).
  92.  
  93.  
  94.  
  95.                                                       Figure 1/E.506, p. 1
  96.  
  97.  
  98.             In both strategies (direct and composite) it is  necessary  to
  99.        convert  the  carried  traffic  into  offered  traffic Erlangs. The
  100.        conversion formula can be found  in  Recommendation E.501  for  the
  101.        direct  strategy and in this Recommendation for the composite stra-
  102.        tegy.
  103.  
  104.             Composite forecasting uses historical international accounting
  105.        data  of monthly paid minute traffic as the base data. The data may
  106.        be adjusted by a number of factors,  either  before  or  after  the
  107.        forecasting  process,  that are used for converting paid minutes on
  108.        the basis of the accounting data into busy-hour Erlang forecasts.
  109.  
  110.             As seen in Figure 1/E.506, the forecasting process  is  common
  111.        to  both  the  direct  and  composite strategy. However, the actual
  112.        methods or models used in the process vary. Forecasts can  be  gen-
  113.        erated,  for  example,  using  traffic  matrix  methods  (see S 4),
  114.        econometric   models   or   autoregressive   models    (see    S 3,
  115.        Recommendation E.507).  There are various other data that are input
  116.        to the forecasting process. Examples of these are explanatory vari-
  117.        ables, market segmentation information and price elasticities.
  118.  
  119.             Wherever possible, both the direct and  composite  forecasting
  120.        strategies  should be used and compared. This comparison may reveal
  121.        irregularities not evident from the use of only one  method.  Where
  122.        these  are significant, in particular in the case of the busy hour,
  123.        the causes for the differences  should  be  identified  before  the
  124.        resulting forecast is adopted.
  125.  
  126.  
  127.             In econometric modelling especially, explanatory variables are
  128.        used  to forecast international traffic. Some of the most important
  129.        of these variables are the following:
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.                -         exports,
  140.  
  141.                -         imports,
  142.  
  143.                -         degree of automation,
  144.  
  145.                -         quality of service,
  146.  
  147.                -         time differences between countries,
  148.  
  149.                -         tariffs,
  150.  
  151.                -         consumer price index, and
  152.  
  153.                -         gross national product.
  154.  
  155.             Other explanatory variables, such as foreign business travell-
  156.        ers  and nationals living in other countries, may also be important
  157.        to consider. It is recommended  that  data  bases  for  explanatory
  158.        variables  should  be  as comprehensive as possible to provide more
  159.        information to the forecasting process.
  160.  
  161.             Forecasts may be based on market segmentation. Base  data  may
  162.        be  segmented,  for  example,  along  regional  lines, by business,
  163.        non-business, or by type of service. Price elasticities should also
  164.        be  examined, if possible, to quantify the impact of tariffs on the
  165.        forecasting data.
  166.  
  167.  
  168.  
  169.        3       Composite strategy - Conversion method
  170.  
  171.  
  172.             The monthly paid-minutes traffic  is  converted  to  busy-hour
  173.        Erlangs for dimensioning purposes by the application of a number of
  174.        traffic related conversion factors for each service  category.  The
  175.        conversion is carried out in accordance with the formula:
  176.                                   A = Mdh /60e
  177.        (3-1)
  178.  
  179.  
  180.  
  181.        where
  182.  
  183.                A       is the estimated mean traffic in the busy hour,
  184.  
  185.                M       is the monthly paid-minutes,
  186.  
  187.                d       is day-to-month ratio,
  188.  
  189.                h       is the busy hour-to-day ratio, and
  190.  
  191.                e       is the efficiency factor.
  192.  
  193.             The formula is described in detail in Annex A.
  194.  
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.        4       Procedures for  traffic matrix forecasting
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.        4.1         Introduction
  211.  
  212.  
  213.             To use traffic matrix or point-to-point forecasts the  follow-
  214.        ing procedures may be used:
  215.  
  216.                -         Direct point-to-point forecasts,
  217.  
  218.                -         Kruithof's method,
  219.  
  220.                -         Extension of Kruithof's method,
  221.  
  222.                -         Weighted least squares method.
  223.  
  224.             It is also possible to  develop  a  Kalman  Filter  model  for
  225.        point-to-point  traffic  taking  into  account the aggregated fore-
  226.        casts. Tu and Pack describe such a model in [16].
  227.  
  228.             The forecasting procedures can be used to produce forecasts of
  229.        internal  traffic  within  groups  of  countries,  for example, the
  230.        Nordic countries. Another application is to produce  forecasts  for
  231.        national traffic on various levels.
  232.  
  233.  
  234.  
  235.        4.2         Direct point-to-point forecasts
  236.  
  237.  
  238.             It is possible to produce  better  forecasts  for  accumulated
  239.        traffic than forecast of traffic on a lower level.
  240.  
  241.             Hence, forecasts of outgoing traffic  (row  sum)  or  incoming
  242.        traffic  (column  sum) between one country and a group of countries
  243.        will give a relatively higher precision than the separate forecasts
  244.        between countries.
  245.  
  246.  
  247.             In this situation it is  possible  to  adjust  the  individual
  248.        forecasts by taking into account the aggregated forecasts.
  249.  
  250.             On the other hand, if the forecasts of the different  elements
  251.        in  the  traffic  matrix  turn out to be as good as the accumulated
  252.        forecasts, then it is not necessary to adjust the forecasts.
  253.  
  254.             Evaluation of the relative precision of forecasts may be  car-
  255.        ried  out  by  comparing the ratios s(X )/X where X is the forecast
  256.        and s(X ) the estimated forecast error.
  257.  
  258.  
  259.        4.3         Kruithof's method
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.             Kruithof's method [11] is well known. The method uses the last
  272.        known  traffic  matrix  and  forecasts of the row and column sum to
  273.        make forecasts of the traffic matrix. This is  carried  out  by  an
  274.        efficient iteration procedure.
  275.  
  276.             Kruithof's method does not take into account the  change  over
  277.        time  in the point-to-point traffic. Because Kruithof's method only
  278.        uses the last known traffic matrix,  information  on  the  previous
  279.        traffic  matrices  does not contribute to the forecasts. This would
  280.        be disadvantageous. Especially when  the  growth  of  the  distinct
  281.        point-to-point  traffic  varies.  Also  when  the  traffic matrices
  282.        reflect seasonal data, Kruithof's method may give poor forecasts.
  283.  
  284.  
  285.        4.4         Extension of Kruithof's method
  286.  
  287.  
  288.             The traditional Kruithof's  method  is  a  projection  of  the
  289.        traffic based on the last known traffic matrix and forecasts of the
  290.        row and column sums.
  291.  
  292.             It is possible to extend  Kruithof's  method  by  taking  into
  293.        account not only forecasts of the row and column but also forecasts
  294.        of point-to-point traffic. Kruithof's method is then used to adjust
  295.        the point-to-point traffic forecasts to obtain consistency with the
  296.        forecasts of row and column sums.
  297.  
  298.             The extended Kruithof's method is superior to the  traditional
  299.        Kruithof's method and is therefore recommended.
  300.  
  301.  
  302.  
  303.        4.5         Weighted least squares method
  304.  
  305.  
  306.             Weighted least squares method is again  an  extension  of  the
  307.        last  method.  Let { fICi\dj }  { fICi } and { fIC.j } be forecasts
  308.        of point-to-point traffic, row sums and column sums respectively.
  309.  
  310.             The extended Kruithof's method assumes that the row and column
  311.        sums are "true" and adjust { fICi\dj } to obtain consistency.
  312.  
  313.             The weighted least squares method [2] is based on the  assump-
  314.        tion  that both the point-to-point forecasts and the row and column
  315.        sum forecasts are uncertain. A reasonable way to solve the  problem
  316.        is to give the various forecasts different weights.
  317.  
  318.             Let the weighted least squares forecasts be  {  fIDi\dj }  The
  319.        square sum Q is defined by:
  320.                                       Q =
  321.                                 ij
  322.                                 ~ aij(Cij- Dij)2+
  323.                                         i
  324.                                         ~
  325.                                  bi(Ci. - Di.)2+
  326.                                         j
  327.                                         ~
  328.                                   cj(C.j- D.j)2
  329.        (4-1)
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.  
  335.  
  336.  
  337.  
  338.  
  339.  
  340.        where { fIai\dj }  { fIbi }   {  fIcj }  are  chosen  constants  or
  341.        weights.
  342.  
  343.  
  344.             The weighted least squares forecast is found by:
  345.  
  346.                      DfIij
  347.                inQ BOCAD15(DfIij)
  348.  
  349.  
  350.        subject to          Di. = j
  351.                                  ~ Dij  i = 1, 2, . |  | (4-2)
  352.  
  353.  
  354.        and
  355.  
  356.                D.j= i
  357.                     ~ Dij  j = 1, 2, . |  |
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.             A natural choice of weights is the inverse of the variance  of
  363.        the  forecasts.  One way to find an estimate of the standard devia-
  364.        tion of the forecasts is to perform ex-post  forecasting  and  then
  365.        calculate the root mean square error.
  366.  
  367.             The properties of this method are analyzed in [14].
  368.  
  369.  
  370.  
  371.        5       Top down and bottom up methods
  372.  
  373.  
  374.  
  375.        5.1         Choice of model
  376.  
  377.  
  378.             The object is to produce forecasts  for  the  traffic  between
  379.        countries.   For  this  to be a sensible procedure, it is necessary
  380.        that the traffic between the countries should not be too small,  so
  381.        that  the  forecasts may be accurate. A method of this type is usu-
  382.        ally denoted as "bottom up".
  383.  
  384.             Alternatively, when there is a small amount of traffic between
  385.        the countries in question, it is better to start out with forecast-
  386.        ing the traffic for a larger group of  countries.  These  forecasts
  387.        are  often  used  as  a basis for forecasts for the traffic to each
  388.        country. This is done by a correction procedure to be described  in
  389.        more  detail below. Methods of this type are called "top down". The
  390.        following comments  concern  the  preference  of  one  method  over
  391.        another.
  392.  
  393.             Let ~T
  394.                   2 be the variance of the aggregated forecast, and ~i
  395.                                                                       2 be
  396.        the  variance  of the local forecast No.  i and /i\djbe the covari-
  397.        ance of the local forecast No. i and j . If the following  inequal-
  398.        ity is true:
  399.  
  400.        then, in general, it is  not  recommended  to  use  the  bottom  up
  401.        method, but to use the top down method.
  402.  
  403.  
  404.  
  405.  
  406.  
  407.  
  408.  
  409.  
  410.  
  411.             In many situations it is possible to use a more advanced fore-
  412.        casting  model on the aggregated level. Also, the data on an aggre-
  413.        gated level may be more consistent and less influenced by  stochas-
  414.        tic changes compared to data on a lower level. Hence, in most cases
  415.        the inequality stated above will be satisfied for small countries.
  416.  
  417.  
  418.        5.2         Bottom up method
  419.  
  420.  
  421.             As outlined in S 5.1 the bottom up method is defined as a pro-
  422.        cedure  for  making  separate forecasts of the traffic between dif-
  423.        ferent countries directly. If the inequality given in S 5.1 is  not
  424.        satisfied,  which may be the case for large countries, it is suffi-
  425.        cient to use the bottom up method. Hence, one  of  the  forecasting
  426.        models  mentioned  in  Recommendation E.507  can be used to produce
  427.        traffic forecasts for different countries.
  428.  
  429.  
  430.        5.3         Top down procedure
  431.  
  432.  
  433.             In most cases the top down procedure is recommended  for  pro-
  434.        ducing  forecasts  of international traffic for a small country. In
  435.        Annex D a detailed example  of  such  a  forecasting  procedure  is
  436.        given.
  437.  
  438.             The first step in the procedure is to find a forecasting model
  439.        on the aggregated level, which may be a rather sophisticated model.
  440.        Let XTbe the traffic forecasts on the aggregated  level  and  ~Tthe
  441.        estimated standard deviation of the forecasts.
  442.  
  443.             The next step is to develop  separate  forecasting  models  of
  444.        traffic  to  different  countries. Let Xibe the traffic forecast to
  445.        the i th country and ~ithe standard deviation.  Now,  the  separate
  446.        forecasts  [Xi]  have  to  be  corrected by taking into account the
  447.        aggregated forecasts XT. We know that in general
  448.  
  449.             Let the corrections of [Xi] be [X`i], and the corrected aggre-
  450.        gated forecast then be X`T= ~" X`i.
  451.  
  452.             The procedure for finding [X`i] is described in Annex C.
  453.  
  454.  
  455.  
  456.        6       Forecasting methods when observations are missing
  457.  
  458.  
  459.  
  460.        6.1         Introduction
  461.  
  462.  
  463.             Most forecasting models  are  based  on  equally  spaced  time
  464.        series. If one observation or a set of observations are missing, it
  465.        is necessary either to use an estimate of missing observations  and
  466.        then use the forecasting model or to modify the forecasting model.
  467.  
  468.  
  469.  
  470.  
  471.  
  472.  
  473.  
  474.  
  475.  
  476.  
  477.             All smoothing models are applied on  equally  spaced  observa-
  478.        tions. Also autoregressive integrated moving average (ARIMA)-models
  479.        operate on equally spaced time series, while regression models work
  480.        on irregularly spaced observations without modifications.
  481.  
  482.             In the literature it is shown that  most  forecasting  methods
  483.        can be formulated as dynamic linear models (DLM). The Kalman Filter
  484.        is a linear method to estimate states in a  time  series  which  is
  485.        modelled  as a dynamic linear model. The Kalman Filter introduces a
  486.        recursive procedure to calculate the forecasts in a  DLM  which  is
  487.        optimal  in the sense of minimizing the mean squared one step ahead
  488.        forecast error. The Kalman Filter also gives an optimal solution in
  489.        the case of missing data.
  490.  
  491.  
  492.  
  493.        6.2         Adjustment procedure based on comparable observations
  494.  
  495.  
  496.             In situations when some observations are missing,  it  may  be
  497.        possible  to  use  related data for estimating the missing observa-
  498.        tions. For instance, if measurements are carried out on  a  set  of
  499.        trunk  groups  in  the  same area, then the traffic measurements on
  500.        various trunk groups are correlated, which means that traffic meas-
  501.        urements on a given trunk group to a certain degree explain traffic
  502.        measurements on other trunk groups.
  503.  
  504.             When there is high correlation  between  two  time  series  of
  505.        traffic  measurements,  the relative change in level and trend will
  506.        be of the same size.
  507.  
  508.             Suppose that a time series xtof equidistant observations  from
  509.        1 to n  | as an inside gap | (mu | fIxtis, for instance, the yearly
  510.        increase. The gap consists  of  k  missing  observations  between r
  511.        and r + k + 1.
  512.  
  513.             A procedure for estimating the missing observations  is  given
  514.        by the following steps:
  515.  
  516.                i)         Examine similar time series to the  series  with
  517.        missing observations and calculate the cross correlation.
  518.  
  519.                ii)         Identify time series with high  cross  correla-
  520.        tion at lag zero.
  521.  
  522.                iii)          Calculate the growth factor ?63r\d+ibetween r
  523.        and r + k of the similar time series yt:
  524.  
  525.                iv)         Estimates of the missing observations are  then
  526.        given by:
  527.                              xr\d+i= xr+ ?63r\d+i(x
  528.                                      r +k +1
  529.                                      - xr)
  530.                               i = 1, 2, . |  |  k
  531.        (6-2)
  532.  
  533.  
  534.  
  535.  
  536.  
  537.  
  538.  
  539.  
  540.  
  541.  
  542.  
  543.                Example
  544.  
  545.             Suppose we want to forecast the time series xt. The series  is
  546.        observed  from 1 to 10, but the observations at time 6, 7 and 8 are
  547.        missing. However a related time series ytis measured. The  measure-
  548.        ments are given in Table 1/506.
  549.                                  H.T. [T1.506]
  550.                                   TABLE 1/E.506
  551.             Measurements of two related time series; one with missing
  552.                                   observations
  553.  
  554.         ________________________________________________________________
  555.          t     1     2     3     4     5     6     7     8     9    10
  556.         ________________________________________________________________
  557.          x    100   112   125   140   152    -     -     -    206   221
  558.          y    300   338   380   422   460   496   532   574   622   670
  559.         ________________________________________________________________
  560.  
  561.        |
  562.        |
  563.        |
  564.        |
  565.        |
  566.  
  567.  
  568.  
  569.             |
  570.             |
  571.             |
  572.             |
  573.             |
  574.  
  575.  
  576.  
  577.                   |
  578.                   |
  579.                   |
  580.                   |
  581.                   |
  582.  
  583.  
  584.  
  585.                         |
  586.                         |
  587.                         |
  588.                         |
  589.                         |
  590.  
  591.  
  592.  
  593.                               |
  594.                               |
  595.                               |
  596.                               |
  597.                               |
  598.  
  599.  
  600.  
  601.                                     |
  602.                                     |
  603.                                     |
  604.                                     |
  605.                                     |
  606.  
  607.  
  608.  
  609.                                           |
  610.                                           |
  611.                                           |
  612.                                           |
  613.                                           |
  614.  
  615.  
  616.  
  617.                                                 |
  618.                                                 |
  619.                                                 |
  620.                                                 |
  621.                                                 |
  622.  
  623.  
  624.  
  625.                                                       |
  626.                                                       |
  627.                                                       |
  628.                                                       |
  629.                                                       |
  630.  
  631.  
  632.  
  633.                                                             |
  634.                                                             |
  635.                                                             |
  636.                                                             |
  637.                                                             |
  638.  
  639.  
  640.  
  641.                                                                   |
  642.                                                                   |
  643.                                                                   |
  644.                                                                   |
  645.                                                                   |
  646.  
  647.  
  648.  
  649.                                                                        |
  650.                                                                        |
  651.                                                                        |
  652.                                                                        |
  653.                                                                        |
  654.  
  655.  
  656.  
  657.  
  658.  
  659.                                                 Table 1/E.506 [T1.506], p.
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664.             The last known observation of xtbefore the gap at  time  5  is
  665.        152,  while the first known observation after the gap at time 9 is
  666.        206.
  667.  
  668.             Hence r = 5 and k = 3. The calculation gives:
  669.  
  670.  
  671.        6.3         Modification of forecasting models
  672.  
  673.  
  674.             The other possibility for handling missing observations is  to
  675.        extend the forecasting models with specific procedures. When obser-
  676.        vations are missing, a modified procedure, instead of the  ordinary
  677.        forecasting model, is used to estimate the traffic.
  678.  
  679.             To illustrate such a procedure we look at  simple  exponential
  680.        smoothing. The simple exponential smoothing model is expressed by:
  681.                                mt= (1 - a ) yt+ a
  682.                                    mt\d\u(em1
  683.        (6-3)
  684.  
  685.  
  686.        where
  687.  
  688.                ytis the measured traffic at time t
  689.  
  690.                mtis the estimated level at time t
  691.  
  692.                a  | s the discount factor [and (1 - a ) is  the  smoothing
  693.        parameter].
  694.  
  695.             Equation (6-3) is a recursive formula. The recursion starts at
  696.        time  1  and  ends at n  | if no observation is missing. Then a one
  697.        step ahead forecast is given by:
  698.  
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703.  
  704.  
  705.  
  706.  
  707.                                    yt(1) = mt
  708.        (6-4)
  709.  
  710.  
  711.             If some observations lying in between 1 and n  | are  missing,
  712.        then it is necessary to modify the recursion procedure. Suppose now
  713.        that y1, y2, . |  | , yr, y r +k +1 , y r +k +2 ,  . |  |  ,  ynare
  714.        known  and  yr\d+\d1,  yr\d+\d2,  yr\d+kare  unknown. Then the time
  715.        series has a gap consisting of k missing observations.
  716.  
  717.             The following modified forecasting model for  simple  exponen-
  718.        tial smoothing is proposed in Aldrin [2].
  719.  
  720.        where
  721.                                       ak=
  722.                                    __________
  723.        (6-6)
  724.  
  725.  
  726.  
  727.  
  728.             By using the (6-5) and (6-6) it is possible to skip the recur-
  729.        sive procedure in the gap between r and r  + k  + 1.
  730.  
  731.             In Aldrin [2] similar procedures are proposed for the  follow-
  732.        ing forecasting models:
  733.  
  734.                -         Holt's method,
  735.  
  736.                -         Double exponential smoothing,
  737.  
  738.                -         Discounted least squares method  with  level  and
  739.        trend,
  740.  
  741.                -         Holt-Winters seasonal methods.
  742.  
  743.             Wright [17] and [18]  also  suggests  specific  procedures  to
  744.        modify the smoothing models when observations are missing.
  745.  
  746.             As mentioned in the first  paragraph,  regression  models  are
  747.        invariant  of  missing  observations.  When using the least squares
  748.        method, all observations are given the same weight. Hence,  missing
  749.        observations  do  not  affect the estimation procedure and forecast
  750.        are made in the usual way.
  751.  
  752.             On the other hand it is necessary to modify ARIMA models  when
  753.        observations  are missing. In the literature several procedures are
  754.        suggested in the presence of missing data. The  basic  idea  is  to
  755.        formulate  the  ARIMA  model  as  a  dynamic linear model. Then the
  756.        likelihood function is easy to obtain and  the  parameters  in  the
  757.        model  can  be  estimated  recursively.  References to work on this
  758.        field are Jones [9] and [10], Harvey  and  Pierse [8],  Ansley  and
  759.        Kohn [3] and Aldrin [2].
  760.  
  761.             State space models or dynamic linear  models  and  the  Kalman
  762.        Filter  are a large class of models. Smoothing models, ARIMA models
  763.        and regression models may be formulated as dynamic  linear  models.
  764.  
  765.  
  766.  
  767.  
  768.  
  769.  
  770.  
  771.  
  772.  
  773.        This  is  shown,  for  instance, in Abraham and Ledolter [1]. Using
  774.        dynamic linear models and the Kalman Filter the parameters  in  the
  775.        model  are  estimated in a recursive way. The description is given,
  776.        for instance, in Harrison and Stevens [7], Pack and Whitaker  [13],
  777.        Moreland [12], Szelag [15] and Chemouil and Garnier [6].
  778.  
  779.             In Jones [9] and [10], Barham  and  Dunstan  [4],  Harvey  and
  780.        Pierse  [8],  Aldrin   [2]  and  B/lviken [5]  it  is shown how the
  781.        dynamic linear models and the Kalman Filter handle missing observa-
  782.        tions.
  783.  
  784.                                      ANNEX A
  785.                             (to Recommendation E.506)
  786.  
  787.                                Composite strategy
  788.  
  789.  
  790.        A.1         Introduction
  791.  
  792.  
  793.             This annex describes a  method  for  estimating  international
  794.        traffic  based  on  monthly paid-minutes and a number of conversion
  795.        factors.  It demonstrates the method by examining the  factors  and
  796.        showing their utility.
  797.  
  798.             The method is seen to have two main features:
  799.  
  800.                1)          Monthly  paid-minutes  exchanged   continuously
  801.        between Administrations for accounting purposes provide a large and
  802.        continuous volume of data.
  803.  
  804.                2)          Traffic  conversion  factors   are   relatively
  805.        stable,  when  compared with traffic growth and change slowly since
  806.        they are governed by customers' habits and network performance.  By
  807.        separately  considering the paid minutes and the traffic conversion
  808.        factors, we gain an insight into the nature of traffic growth which
  809.        cannot   be  obtained  by  circuit  occupancy  measurements  alone.
  810.        Because of the stability of the conversion factors,  these  may  be
  811.        measured  using  relatively small samples, thus contributing to the
  812.        economy of the procedure.
  813.  
  814.  
  815.        A.2         Basic procedure
  816.  
  817.  
  818.  
  819.        A.2.1         General
  820.  
  821.  
  822.             The composite strategy is carried out  for  each  stream,  for
  823.        each direction and generally for each service category.
  824.  
  825.  
  826.             The estimated mean offered busy-hour traffic (in  Erlangs)  is
  827.        derived from the monthly paid-minutes using the formula:
  828.                                   A = Mdh /60e
  829.        (A-1)
  830.  
  831.  
  832.  
  833.  
  834.  
  835.  
  836.  
  837.  
  838.  
  839.  
  840.        where
  841.  
  842.                A       is the estimated mean traffic in Erlangs offered in
  843.        the busy hour,
  844.  
  845.                M       is the total monthly paid-minutes,
  846.  
  847.                 d is the day/month ratio, i.e. the ratio of average  week-
  848.        day paid-time to monthly paid-time,
  849.  
  850.                h       is the busy-hour/day ratio, i.e. the ratio  of  the
  851.        busy-hour paid-time to the average daily paid-time,
  852.  
  853.                e        is  the  efficiency  factor,  i.e. the  ratio   of
  854.        busy-hour paid-time to busy-hour occupied-time.
  855.  
  856.  
  857.        A.2.2         Monthly paid-minutes (M)
  858.  
  859.  
  860.             The starting point for the composite strategy is paid minutes.
  861.        Sudden  changes  in  subscriber demand, for example, resulting from
  862.        improvements in transmission quality, have a time constant  of  the
  863.        order of several months, and on this basis paid minutes accumulated
  864.        over monthly intervals appear to be optimum in terms of  monitoring
  865.        traffic growth. A longer period (e.g.  annually) tends to mask sig-
  866.        nificant changes, whereas a shorter period (e.g.  daily)  not  only
  867.        increases the amount of data, but also increases the magnitude of
  868.  
  869.             fluctuations from one period to the next. A further  advantage
  870.        of  the  one-month  period  is that monthly paid-minute figures are
  871.        exchanged between Administrations for accounting purposes and  con-
  872.        sequently  historical  records  covering  many  years  are normally
  873.        readily available.
  874.  
  875.             It should be recognized, however, that accounting  information
  876.        exchanges between Administrations often take place after the event,
  877.        and it may take some time to reach full  adjustments  (e.g. collect
  878.        call traffic).
  879.  
  880.  
  881.        A.2.3         Day/month ratio (d)
  882.  
  883.  
  884.             This ratio is related to the amount of traffic  carried  on  a
  885.        typical  weekday  compared with the total amount of traffic carried
  886.        in a month.
  887.  
  888.             As the number of weekdays and non-weekdays (weekends and holi-
  889.        days)  varies  month  by  month, it is not convenient to refer to a
  890.        typical month, but it should be possible to compute the  ratio  for
  891.        the month for which the busy hour traffic is relevant.
  892.        _________________________
  893.        In a  situation  where  only  yearly  paid-minutes  are
  894.        available,  this  may  be  converted to M by a suitable
  895.        factor.
  896.  
  897.  
  898.  
  899.  
  900.  
  901.  
  902.  
  903.  
  904.  
  905.  
  906.             Hence if:
  907.  
  908.                X       denotes the number of weekdays in the related month
  909.  
  910.                Y       denotes the number of  non-weekdays  (weekend  days
  911.        and holidays) in the selected month, then
  912.                                [ Formula deleted ]
  913.        (A-2)
  914.  
  915.  
  916.  
  917.        where
  918.  
  919.                                       r =
  920.                              verage weekday traffic
  921.                            __________________________
  922.  
  923.  
  924.  
  925.             The relative amount of non-weekday traffic is  very  sensitive
  926.        to  the relative amount of social contact between origin and desti-
  927.        nation. (Social calls, are, in general,  made  more  frequently  on
  928.        weekends.) Since changes in such social contact would be very slow,
  929.        r or d are expected to be the most stable conversion factors, which
  930.        in general vary only within relatively narrow limits. However, tar-
  931.        iff policies such as reduced weekend rates can have  a  significant
  932.        effect on r and d .
  933.  
  934.  
  935.             When r is in the region of 1, the Sunday  traffic  may  exceed
  936.        the  typical  weekday  level.  If  this  is the case, consideration
  937.        should be given to dimensioning the route to cater  for  the  addi-
  938.        tional  weekend  (Sunday)  traffic  or adopting a suitable overflow
  939.        routing arrangement.
  940.  
  941.  
  942.        A.2.4         Busy-hour/day ratio (h)
  943.  
  944.  
  945.             The relative amount of average weekday  traffic  in  the  busy
  946.        hour  primarily depends on the difference between the local time at
  947.        origin and destination. Moderately successful  attempts  have  been
  948.        made  to  predict the diurnal distribution of traffic based on this
  949.        information together with supposed "degree of convenience" at  ori-
  950.        gin  and  destination.  However,  sufficient discrepancies exist to
  951.        warrant  measuring  the  diurnal  distribution,  from   which   the
  952.        busy-hour/day ratio may be calculated.
  953.  
  954.             Where measurement data is not available, a good starting point
  955.        is  Recommendation E.523.  From the theoretical distributions found
  956.        in Recommendation E.523, one finds variations in the  busy-hour/day
  957.        ratio from 10% for 0 to 2 hours time difference and up to 13.5% for
  958.        7 hours time difference.
  959.  
  960.             As described above, the composite strategy is  implemented  as
  961.        an  accounting-based  procedure.  However, it may be more practical
  962.        for some Administrations to measure d and h based on occupied time,
  963.        derived from available call recording equipment.
  964.  
  965.  
  966.  
  967.  
  968.  
  969.  
  970.  
  971.  
  972.  
  973.        A.2.5         Efficiency factor (e)
  974.  
  975.  
  976.             The  efficiency  factor  (ratio  of  busy-hour  paid  time  to
  977.        busy-hour  occupied time, e ) converts the paid time into a measure
  978.        of total circuit occupancy. It is therefore  necessary  to  include
  979.        all occupied circuit time in the measurement of this ratio, and not
  980.        merely circuit time taken up in establishing paid calls. For  exam-
  981.        ple,  the measurement of total circuit occupied time should include
  982.        the occupied time for paid calls (time from circuit seizure to cir-
  983.        cuit  clearance)  and, in addition, the occupied time for directory
  984.        inquiry calls, test calls, service calls, ineffective attempts  and
  985.        other classes of unpaid traffic handled during the busy hour.
  986.  
  987.             There is a tendency for the efficiency to change with time. In
  988.        this  regard,  efficiency  is mainly a function of operating method
  989.        (manual, semi-automatic, international  subscriber  dialling),  the
  990.        B-subscriber's  availability,  and  the quality of the distant net-
  991.        work.
  992.  
  993.             Forecasts of the efficiency can be made on the basis of extra-
  994.        polation  of  past  trends  together  with  adjustments for planned
  995.        improvements.
  996.  
  997.             The detailed consideration of efficiency is also an  advantage
  998.        from  an  operational viewpoint in that it may be possible to iden-
  999.        tify improvements that may  be  made,  and  quantify  the  benefits
  1000.        deriving from such improvements.
  1001.  
  1002.             It should be noted that the practical limit for e is generally
  1003.        about 0.8 to 0.9 for automatic working.
  1004.  
  1005.  
  1006.        A.2.6         Mean offered busy hour traffic (A)
  1007.  
  1008.  
  1009.             It should be noted that A  |  s  the  mean  offered  busy-hour
  1010.        traffic expressed in Erlangs.
  1011.  
  1012.  
  1013.        A.2.7         Use of composite strategy
  1014.  
  1015.  
  1016.             In the case of countries with lower traffic volumes and manual
  1017.        operation,  the  paid-time  factors  (d  and h ) would be available
  1018.        from analysis of call vouchers (dockets).  For  derivation  of  the
  1019.        efficiency e  , the manual operator would have to log the busy-hour
  1020.        occupied time as well as the paid time during the sampling period.
  1021.  
  1022.             In countries using stored-program  controlled  exchanges  with
  1023.        associated  manual  assistance positions, computer analysis may aid
  1024.        the composite forecasting procedure.
  1025.  
  1026.             One consequence of the procedure is that the factors d  | nd h
  1027.         | ive a picture of  subscriber  behaviour,  in  that  unpaid  time
  1028.        (inquiry  calls,  test calls, service calls, etc.) are not included
  1029.        in the measurement of these factors. The importance of deriving the
  1030.  
  1031.  
  1032.  
  1033.  
  1034.  
  1035.  
  1036.  
  1037.  
  1038.  
  1039.        efficiency, e , during the busy hour, should also be emphasized.
  1040.  
  1041.  
  1042.                                      ANNEX B
  1043.                             (to Recommendation E.506)
  1044.  
  1045.                   Example using weighted least squares method
  1046.  
  1047.  
  1048.        B.1         Telex data
  1049.  
  1050.  
  1051.             The telex traffic between the  following  countries  has  been
  1052.        analyzed:
  1053.  
  1054.                -         Germany (D)
  1055.  
  1056.                -         Denmark (DNK)
  1057.  
  1058.                -         USA (USA)
  1059.  
  1060.                -         Finland (FIN)
  1061.  
  1062.                -         Norway (NOR)
  1063.  
  1064.                -         Sweden (S)
  1065.  
  1066.             The  data  consists  of  yearly  observations  from  1973   to
  1067.        1984 [19].
  1068.  
  1069.  
  1070.  
  1071.        B.2         Forecasting
  1072.  
  1073.  
  1074.             Before using the weighted least squares method, separate fore-
  1075.        casts  for  the  traffic  matrix have to be made. In this example a
  1076.        simple ARIMA (0,2,1) model with  logarithmic  transformed  observa-
  1077.        tions without explanatory variables is used for forecasting. It may
  1078.        be possible to develop better  forecasting  models  for  the  telex
  1079.        traffic  between  the  various countries. However the main point in
  1080.        this example only is to illustrate the use of  the  weighted  least
  1081.        squares technique.
  1082.  
  1083.             Forecasts for 1984 based on observations from 1973 to 1983 are
  1084.        given in Table B-1/E.506.
  1085.                                  H.T. [T2.506]
  1086.                                  TABLE B-1/E.506
  1087.                   Forecasts for telex traffic between Germany
  1088.                                       (D),
  1089.                                     Denmark
  1090.                                      (DNK),
  1091.                                       USA
  1092.                                  (USA), Finland
  1093.                                  (FIN), Norway
  1094.                                     (NOR) and
  1095.                                      Sweden
  1096.                                   (S) in 1984
  1097.  
  1098.  
  1099.  
  1100.  
  1101.  
  1102.  
  1103.  
  1104.  
  1105.  
  1106.        ______________________________________________________________________________________________
  1107.         From  To            D      DNK      USA     FIN    NOR       S        Sum     Forecasted sum
  1108.        ______________________________________________________________________________________________
  1109.               D             -      4869   12 | 30   2879   2397     5230    28 | 05      27 | 88
  1110.              DNK           5196     -       1655     751   1270     1959    10 | 31      10 | 05
  1111.              USA         11 | 03   1313      -       719   1657     2401    17 | 93      17 | 09
  1112.              FIN           2655     715      741     -      489     1896      6496         6458
  1113.              NOR           2415    1255     1821     541    -       1548      7580         7597
  1114.               S            4828    1821     2283    1798   1333      -      12 | 63      12 | 53
  1115.        ______________________________________________________________________________________________
  1116.              Sum         26 | 97   9973   19 | 30   6688   7146   13 | 34
  1117.        ______________________________________________________________________________________________
  1118.         Forecasted sum   26 | 97   9967   19 | 53   6659   7110   12 | 14
  1119.        ______________________________________________________________________________________________
  1120.  
  1121.       |
  1122.       |
  1123.       |
  1124.       |
  1125.       |
  1126.       |
  1127.       |
  1128.       |
  1129.       |
  1130.       |
  1131.       |
  1132.       |
  1133.       |
  1134.  
  1135.  
  1136.  
  1137.  
  1138.  
  1139.  
  1140.  
  1141.  
  1142.  
  1143.  
  1144.  
  1145.                       |
  1146.                       |
  1147.                       |
  1148.                       |
  1149.                       |
  1150.                       |
  1151.                       |
  1152.                       |
  1153.                       |
  1154.                       |
  1155.                       |
  1156.                       |
  1157.                       |
  1158.  
  1159.  
  1160.  
  1161.  
  1162.  
  1163.  
  1164.  
  1165.  
  1166.  
  1167.  
  1168.  
  1169.                                 |
  1170.                                 |
  1171.                                 |
  1172.                                 |
  1173.                                 |
  1174.                                 |
  1175.                                 |
  1176.                                 |
  1177.                                 |
  1178.                                 |
  1179.                                 |
  1180.                                 |
  1181.                                 |
  1182.  
  1183.  
  1184.  
  1185.  
  1186.  
  1187.  
  1188.  
  1189.  
  1190.  
  1191.  
  1192.  
  1193.                                        |
  1194.                                        |
  1195.                                        |
  1196.                                        |
  1197.                                        |
  1198.                                        |
  1199.                                        |
  1200.                                        |
  1201.                                        |
  1202.                                        |
  1203.                                        |
  1204.                                        |
  1205.                                        |
  1206.  
  1207.  
  1208.  
  1209.  
  1210.  
  1211.  
  1212.  
  1213.  
  1214.  
  1215.  
  1216.  
  1217.                                                  |
  1218.                                                  |
  1219.                                                  |
  1220.                                                  |
  1221.                                                  |
  1222.                                                  |
  1223.                                                  |
  1224.                                                  |
  1225.                                                  |
  1226.                                                  |
  1227.                                                  |
  1228.                                                  |
  1229.                                                  |
  1230.  
  1231.  
  1232.  
  1233.  
  1234.  
  1235.  
  1236.  
  1237.  
  1238.  
  1239.  
  1240.  
  1241.                                                         |
  1242.                                                         |
  1243.                                                         |
  1244.                                                         |
  1245.                                                         |
  1246.                                                         |
  1247.                                                         |
  1248.                                                         |
  1249.                                                         |
  1250.                                                         |
  1251.                                                         |
  1252.                                                         |
  1253.                                                         |
  1254.  
  1255.  
  1256.  
  1257.  
  1258.  
  1259.  
  1260.  
  1261.  
  1262.  
  1263.  
  1264.  
  1265.                                                                |
  1266.                                                                |
  1267.                                                                |
  1268.                                                                |
  1269.                                                                |
  1270.                                                                |
  1271.                                                                |
  1272.                                                                |
  1273.                                                                |
  1274.                                                                |
  1275.                                                                |
  1276.                                                                |
  1277.                                                                |
  1278.  
  1279.  
  1280.  
  1281.  
  1282.  
  1283.  
  1284.  
  1285.  
  1286.  
  1287.  
  1288.  
  1289.                                                                          |
  1290.                                                                          |
  1291.                                                                          |
  1292.                                                                          |
  1293.                                                                          |
  1294.                                                                          |
  1295.                                                                          |
  1296.                                                                          |
  1297.                                                                          |
  1298.                                                                          |
  1299.                                                                          |
  1300.                                                                          |
  1301.                                                                          |
  1302.  
  1303.  
  1304.  
  1305.  
  1306.  
  1307.  
  1308.  
  1309.  
  1310.  
  1311.  
  1312.  
  1313.                                                                                    |
  1314.                                                                                    |
  1315.                                                                                    |
  1316.                                                                                    |
  1317.                                                                                    |
  1318.                                                                                    |
  1319.                                                                                    |
  1320.                                                                                    |
  1321.                                                                                    |
  1322.                                                                                    |
  1323.                                                                                    |
  1324.                                                                                    |
  1325.                                                                                    |
  1326.  
  1327.  
  1328.  
  1329.  
  1330.  
  1331.  
  1332.  
  1333.  
  1334.  
  1335.  
  1336.  
  1337.                                                                                                     |
  1338.                                                                                                     |
  1339.                                                                                                     |
  1340.                                                                                                     |
  1341.                                                                                                     |
  1342.                                                                                                     |
  1343.                                                                                                     |
  1344.                                                                                                     |
  1345.                                                                                                     |
  1346.                                                                                                     |
  1347.                                                                                                     |
  1348.                                                                                                     |
  1349.                                                                                                     |
  1350.  
  1351.  
  1352.  
  1353.  
  1354.  
  1355.  
  1356.  
  1357.  
  1358.  
  1359.  
  1360.  
  1361.  
  1362.  
  1363.                                             Tableau B-1/E.506 [T2.506], p.
  1364.  
  1365.  
  1366.             It should be noticed that there is no consistency between  row
  1367.        and  column  sum  forecasts  and  forecasts  of the elements in the
  1368.        traffic matrix. For instance, the sum of forecasted outgoing  telex
  1369.        traffic from Germany is 28 | 05, while the forecasted row sum is 27
  1370.        | 88.
  1371.  
  1372.             To adjust the forecasts to get consistency and to utilize both
  1373.        row/column  forecasts  and  forecasts  of  the traffic elements the
  1374.        weighted least squares method is used.
  1375.  
  1376.  
  1377.  
  1378.        B.3         Adjustment of the traffic matrix forecasts
  1379.  
  1380.  
  1381.             To be able to use  the  weighted  least  squares  method,  the
  1382.        weights  and  the  separate  forecasts  are  needed  as  input. The
  1383.        separate forecasts are found in Table B-2/E.506, while the  weights
  1384.        are based on the mean squared one step ahead forecasting errors.
  1385.  
  1386.             Let yt | be the traffic at time t . The  ARIMA  (0,2,1)  model
  1387.        with logarithmic transformed data is given by:
  1388.  
  1389.                          zt= (1 - B)2 | n yt= (1 - -B)
  1390.                                        at
  1391.  
  1392.  
  1393.        or
  1394.  
  1395.                                zt= at- -at\d\u(em1
  1396.  
  1397.  
  1398.  
  1399.        where
  1400.  
  1401.                 zt= ln yt- 2 ln yt\d\u(em1+ ln yt\d\u(em2
  1402.  
  1403.  
  1404.  
  1405.  
  1406.  
  1407.  
  1408.  
  1409.  
  1410.  
  1411.                at      is white noise,
  1412.  
  1413.                -         is a parameter,
  1414.  
  1415.                B       is the backwards shift operator.
  1416.  
  1417.             The mean squared one step ahead forecasting error of zt | is:
  1418.  
  1419.                                      MSQ =
  1420.                                 [Formula Deleted]
  1421.  
  1422.  
  1423.  
  1424.        where
  1425.  
  1426.                /*^zt\d\u(em1(1) is the one step ahead forecast.
  1427.  
  1428.             The results of using the  weighted  least  squares  method  is
  1429.        found   in   Table   B-3/E.506   and   show  that  the  factors  in
  1430.        Table B-1/E.506 have been adjusted.  In  this  example  only  minor
  1431.        changes  have  been performed because of the high conformity in the
  1432.        forecasts of row/column sums and traffic elements.
  1433.  
  1434.  
  1435.                                  H.T. [T3.506]
  1436.                                  TABLE B-2/E.506
  1437.          Inverse weights as mean as squared one step ahead forecasting
  1438.  
  1439.                                      errors
  1440.                        of telex traffic (100^-^4) between
  1441.                                     Germany
  1442.                                   (D), Denmark
  1443.                                      (DNK),
  1444.                                       USA
  1445.                                  (USA), Finland
  1446.                                      (FIN),
  1447.                                      Norway
  1448.                                 (NOR) and Sweden
  1449.                                   (S) in 1984
  1450.  
  1451.        ___________________________________________________________________
  1452.         From  To     D      DNK     USA      FIN     NOR      S      Sum
  1453.        ___________________________________________________________________
  1454.            D         -     28.72    13.18   11.40    8.29   44.61    7.77
  1455.           DNK       5.91     -      43.14   18.28   39.99   18.40   10.61
  1456.           USA      23.76   39.19     -      42.07   50.72   51.55   21.27
  1457.           FIN      23.05   12.15    99.08     -     34.41   19.96   17.46
  1458.           NOR      21.47   40.16   132.57   24.64     -     17.15   20.56
  1459.            S        6.38   12.95    28.60   28.08    8.76     -      6.48
  1460.        ___________________________________________________________________
  1461.           Sum       6.15    3.85    14.27    9.55   12.94    8.53
  1462.        ___________________________________________________________________
  1463.  
  1464.       |
  1465.       |
  1466.       |
  1467.       |
  1468.       |
  1469.       |
  1470.       |
  1471.       |
  1472.       |
  1473.       |
  1474.       |
  1475.  
  1476.  
  1477.  
  1478.  
  1479.  
  1480.  
  1481.  
  1482.  
  1483.  
  1484.                 |
  1485.                 |
  1486.                 |
  1487.                 |
  1488.                 |
  1489.                 |
  1490.                 |
  1491.                 |
  1492.                 |
  1493.                 |
  1494.                 |
  1495.  
  1496.  
  1497.  
  1498.  
  1499.  
  1500.  
  1501.  
  1502.  
  1503.  
  1504.                         |
  1505.                         |
  1506.                         |
  1507.                         |
  1508.                         |
  1509.                         |
  1510.                         |
  1511.                         |
  1512.                         |
  1513.                         |
  1514.                         |
  1515.  
  1516.  
  1517.  
  1518.  
  1519.  
  1520.  
  1521.  
  1522.  
  1523.  
  1524.                                 |
  1525.                                 |
  1526.                                 |
  1527.                                 |
  1528.                                 |
  1529.                                 |
  1530.                                 |
  1531.                                 |
  1532.                                 |
  1533.                                 |
  1534.                                 |
  1535.  
  1536.  
  1537.  
  1538.  
  1539.  
  1540.  
  1541.  
  1542.  
  1543.  
  1544.                                          |
  1545.                                          |
  1546.                                          |
  1547.                                          |
  1548.                                          |
  1549.                                          |
  1550.                                          |
  1551.                                          |
  1552.                                          |
  1553.                                          |
  1554.                                          |
  1555.  
  1556.  
  1557.  
  1558.  
  1559.  
  1560.  
  1561.  
  1562.  
  1563.  
  1564.                                                  |
  1565.                                                  |
  1566.                                                  |
  1567.                                                  |
  1568.                                                  |
  1569.                                                  |
  1570.                                                  |
  1571.                                                  |
  1572.                                                  |
  1573.                                                  |
  1574.                                                  |
  1575.  
  1576.  
  1577.  
  1578.  
  1579.  
  1580.  
  1581.  
  1582.  
  1583.  
  1584.                                                          |
  1585.                                                          |
  1586.                                                          |
  1587.                                                          |
  1588.                                                          |
  1589.                                                          |
  1590.                                                          |
  1591.                                                          |
  1592.                                                          |
  1593.                                                          |
  1594.                                                          |
  1595.  
  1596.  
  1597.  
  1598.  
  1599.  
  1600.  
  1601.  
  1602.  
  1603.  
  1604.                                                                  |
  1605.                                                                  |
  1606.                                                                  |
  1607.                                                                  |
  1608.                                                                  |
  1609.                                                                  |
  1610.                                                                  |
  1611.                                                                  |
  1612.                                                                  |
  1613.                                                                  |
  1614.                                                                  |
  1615.  
  1616.  
  1617.  
  1618.  
  1619.  
  1620.  
  1621.  
  1622.  
  1623.  
  1624.                                                                          |
  1625.                                                                          |
  1626.                                                                          |
  1627.                                                                          |
  1628.                                                                          |
  1629.                                                                          |
  1630.                                                                          |
  1631.                                                                          |
  1632.                                                                          |
  1633.                                                                          |
  1634.                                                                          |
  1635.  
  1636.  
  1637.  
  1638.  
  1639.  
  1640.  
  1641.  
  1642.  
  1643.  
  1644.  
  1645.  
  1646.                                            Tableau B-2/E.506 [T3.506], p.4
  1647.  
  1648.  
  1649.  
  1650.  
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654.  
  1655.  
  1656.  
  1657.  
  1658.  
  1659.                                  H.T. [T4.506]
  1660.                                  TABLE B-3/E.506
  1661.                 Adjusted telex forecasts using the weighted least
  1662.                                  squares method
  1663.  
  1664.        _______________________________________________________________________
  1665.         From  To      D      DNK      USA     FIN    NOR       S        Sum
  1666.        _______________________________________________________________________
  1667.            D          -      4850   12 | 84   2858   2383     5090    27 | 65
  1668.           DNK        5185     -       1674     750   1257     1959    10 | 25
  1669.           USA      11 | 01   1321      -       717   1644     2407    17 | 90
  1670.           FIN        2633     715      745     -      487     1891      6471
  1671.           NOR        2402    1258     1870     540    -       1547      7617
  1672.            S         4823    1817     2307    1788   1331      -      12 | 66
  1673.        _______________________________________________________________________
  1674.           Sum      26 | 44   9961   19 | 80   6653   7102   12 | 94
  1675.        _______________________________________________________________________
  1676.  
  1677.       |
  1678.       |
  1679.       |
  1680.       |
  1681.       |
  1682.       |
  1683.       |
  1684.       |
  1685.       |
  1686.       |
  1687.       |
  1688.  
  1689.  
  1690.  
  1691.  
  1692.  
  1693.  
  1694.  
  1695.  
  1696.  
  1697.                 |
  1698.                 |
  1699.                 |
  1700.                 |
  1701.                 |
  1702.                 |
  1703.                 |
  1704.                 |
  1705.                 |
  1706.                 |
  1707.                 |
  1708.  
  1709.  
  1710.  
  1711.  
  1712.  
  1713.  
  1714.  
  1715.  
  1716.  
  1717.                           |
  1718.                           |
  1719.                           |
  1720.                           |
  1721.                           |
  1722.                           |
  1723.                           |
  1724.                           |
  1725.                           |
  1726.                           |
  1727.                           |
  1728.  
  1729.  
  1730.  
  1731.  
  1732.  
  1733.  
  1734.  
  1735.  
  1736.  
  1737.                                  |
  1738.                                  |
  1739.                                  |
  1740.                                  |
  1741.                                  |
  1742.                                  |
  1743.                                  |
  1744.                                  |
  1745.                                  |
  1746.                                  |
  1747.                                  |
  1748.  
  1749.  
  1750.  
  1751.  
  1752.  
  1753.  
  1754.  
  1755.  
  1756.  
  1757.                                            |
  1758.                                            |
  1759.                                            |
  1760.                                            |
  1761.                                            |
  1762.                                            |
  1763.                                            |
  1764.                                            |
  1765.                                            |
  1766.                                            |
  1767.                                            |
  1768.  
  1769.  
  1770.  
  1771.  
  1772.  
  1773.  
  1774.  
  1775.  
  1776.  
  1777.                                                   |
  1778.                                                   |
  1779.                                                   |
  1780.                                                   |
  1781.                                                   |
  1782.                                                   |
  1783.                                                   |
  1784.                                                   |
  1785.                                                   |
  1786.                                                   |
  1787.                                                   |
  1788.  
  1789.  
  1790.  
  1791.  
  1792.  
  1793.  
  1794.  
  1795.  
  1796.  
  1797.                                                          |
  1798.                                                          |
  1799.                                                          |
  1800.                                                          |
  1801.                                                          |
  1802.                                                          |
  1803.                                                          |
  1804.                                                          |
  1805.                                                          |
  1806.                                                          |
  1807.                                                          |
  1808.  
  1809.  
  1810.  
  1811.  
  1812.  
  1813.  
  1814.  
  1815.  
  1816.  
  1817.                                                                    |
  1818.                                                                    |
  1819.                                                                    |
  1820.                                                                    |
  1821.                                                                    |
  1822.                                                                    |
  1823.                                                                    |
  1824.                                                                    |
  1825.                                                                    |
  1826.                                                                    |
  1827.                                                                    |
  1828.  
  1829.  
  1830.  
  1831.  
  1832.  
  1833.  
  1834.  
  1835.  
  1836.  
  1837.                                                                              |
  1838.                                                                              |
  1839.                                                                              |
  1840.                                                                              |
  1841.                                                                              |
  1842.                                                                              |
  1843.                                                                              |
  1844.                                                                              |
  1845.                                                                              |
  1846.                                                                              |
  1847.                                                                              |
  1848.  
  1849.  
  1850.  
  1851.  
  1852.  
  1853.  
  1854.  
  1855.  
  1856.  
  1857.  
  1858.  
  1859.                                            Tableau B-3/E.506 [T4.506], p.5
  1860.  
  1861.                                      ANNEX C
  1862.                             (to Recommendation E.506)
  1863.  
  1864.                       Description of a  top down procedure
  1865.  
  1866.  
  1867.             Let
  1868.  
  1869.  
  1870.                XT      be the traffic forecast on an aggregated level,
  1871.  
  1872.                Xi      be the traffic forecast to country i ,
  1873.  
  1874.                sT      the estimated standard deviation of the  aggregated
  1875.        forecast,
  1876.  
  1877.                si      the estimated standard deviation of the forecast to
  1878.        country i .
  1879.  
  1880.        Usually
  1881.                                         X
  1882.                                       T /
  1883.                                       i
  1884.                                       ~ Xi,
  1885.        (C-1)
  1886.  
  1887.  
  1888.        so that it is necessary to find a correction
  1889.  
  1890.                                       [X `
  1891.                                    i] of [Xi]
  1892.                                     and [X `
  1893.                                    T] of [XT]
  1894.  
  1895.  
  1896.  
  1897.        by minimizing the expression
  1898.  
  1899.  
  1900.  
  1901.  
  1902.  
  1903.  
  1904.  
  1905.  
  1906.  
  1907.  
  1908.        subject to
  1909.  
  1910.        where ( and [(i] are chosen to be
  1911.  
  1912.  
  1913.  
  1914.             The solution of the optimization problem gives the values [X `
  1915.        i]:
  1916.  
  1917.             A closer inspection of the  data  base  may  result  in  other
  1918.        expressions  for the coefficients [(i], i  =  0, 1, . |  |  On some
  1919.        occasions, it will also be reasonable to  use  other  criteria  for
  1920.        finding  the corrected forecasting values [X ` i]. This is shown in
  1921.        the top down example in Annex D.
  1922.  
  1923.             If, on the other hand, the variance of the top  forecast  XTis
  1924.        fairly small, the following procedure may be chosen:
  1925.  
  1926.             The corrections [Xi] are found by minimizing the expression
  1927.  
  1928.        subject to
  1929.  
  1930.             If (i, i  = 1, 2, . |  |  is chosen to be the inverse  of  the
  1931.        estimated  variances,  the  solution of the optimization problem is
  1932.        given by
  1933.                                      ANNEX D
  1934.                             (to Recommendation E.506)
  1935.  
  1936.                     Example of a  top down modelling method
  1937.  
  1938.  
  1939.             The model for forecasting telephone traffic from Norway to the
  1940.        European  countries  is  divided into two separate parts. The first
  1941.        step is an econometric model for the total traffic from  Norway  to
  1942.        Europe. Thereafter, we apply a model for the breakdown of the total
  1943.        traffic on each country.
  1944.  
  1945.  
  1946.  
  1947.  
  1948.        D.1         Econometric model of the total traffic from  Norway  to
  1949.        Europe
  1950.  
  1951.  
  1952.             With an econometric model we try to explain the development in
  1953.        telephone  traffic,  measured  in charged minutes, as a function of
  1954.        the main explanatory variables. Because of the  lack  of  data  for
  1955.        some  variables,  such  as  tourism, these variables have had to be
  1956.        omitted in the model.
  1957.  
  1958.             The general model may be written:
  1959.                                         X
  1960.                                       t = e
  1961.                          K x GNP $$Ei:a :t _ x P $$Ei:b
  1962.                                       :t _
  1963.                                x A $$Ei:c :t _ x e
  1964.                                         u
  1965.  
  1966.  
  1967.  
  1968.  
  1969.  
  1970.  
  1971.  
  1972.  
  1973.  
  1974.                                         t
  1975.                                 (t  = 1, 2, . |  | ,
  1976.                                        N )
  1977.        (D-1)
  1978.  
  1979.  
  1980.        where:
  1981.  
  1982.                 Xt is the demand for  telephone  traffic  from  Norway  to
  1983.        Europe at time t (charged minutes).
  1984.  
  1985.                GNPt    is the gross national product in Norway at  time  t
  1986.        (real prices).
  1987.  
  1988.                 Pt is the index of charges  for  traffic  from  Norway  to
  1989.        Europe at time t (real prices).
  1990.  
  1991.  
  1992.                 At is the percentage direct-dialled telephone traffic from
  1993.        Norway to Europe (to take account of the effect of automation). For
  1994.        statistical reasons  (i.e. impossibility  of  taking  logarithm  of
  1995.        zero) Atgoes from 1 to 2 instead of from 0 to 1.
  1996.  
  1997.                K       is the constant.
  1998.  
  1999.                a       is the elasticity with respect to GNP .
  2000.  
  2001.                b       is the price elasticity.
  2002.  
  2003.                c       is the elasticity with respect to automation.
  2004.  
  2005.                ut      is the stochastic variable, summarizing the  impact
  2006.        of  those variables that are not explicitly introduced in the model
  2007.        and whose effects tend to compensate  each  other  (expectation  of
  2008.        ut = 0 and var ut = ~2).
  2009.  
  2010.             By applying regression analysis (OLSQ) we have arrived at  the
  2011.        coefficients  (elasticities) in the forecasting model for telephone
  2012.        traffic from Norway to Europe given in Table D-1/E.506 (in our cal-
  2013.        culations we have used data for the period 1951-1980).
  2014.  
  2015.             The t  | tatistics should be compared with the Student's  Dis-
  2016.        tribution  with  N   | (em | fId degrees of freedom, where N is the
  2017.        number of observations and d is the number of estimated parameters.
  2018.        In this example, N  = 30 and d  = 4.
  2019.  
  2020.             The model "explains" 99.7% of the variation in the demand  for
  2021.        telephone traffic from Norway to Europe in the period 1951-1980.
  2022.  
  2023.             From this logarithmic model it can be seen that:
  2024.  
  2025.                -         an increase in GNP of 1% causes  an  increase  in
  2026.        the telephone traffic of 2.80%,
  2027.  
  2028.                -         an increase of 1% in  the  charges,  measured  in
  2029.        real  prices,  causes a decrease in the telephone traffic of 0.26%,
  2030.        and
  2031.  
  2032.  
  2033.  
  2034.  
  2035.  
  2036.  
  2037.  
  2038.  
  2039.  
  2040.                -         an increase of 1% in Atcauses an increase in  the
  2041.        traffic of 0.29%.
  2042.  
  2043.             We now use the  expected  future  development  in  charges  to
  2044.        Europe,  in  GNP, and in the future automation of traffic to Europe
  2045.        to forecast the development in telephone  traffic  from  Norway  to
  2046.        Europe from the equation:
  2047.                                         X
  2048.                                       t = e
  2049.                                     t
  2050.                                       -16.095
  2051.                                       x GNP
  2052.                                      t
  2053.                                        2.80
  2054.                                         x
  2055.                                         P
  2056.                                        t u
  2057.                                       -0.26
  2058.                                        x A
  2059.                                      t
  2060.                                        0.29
  2061.  
  2062.        (D-2)
  2063.  
  2064.  
  2065.                                  H.T. [T5.506]
  2066.                                  TABLE D-1/E.506
  2067.  
  2068.               ____________________________________________________
  2069.                Coefficients   Estimated  values   t  | statistics
  2070.               ____________________________________________________
  2071.                     K              -16.095             -4.2
  2072.                     a             -  2.799             - 8.2
  2073.                     b              - 0.264             -1.0
  2074.                     c             -  0.290             - 2.1
  2075.               ____________________________________________________
  2076.  
  2077.              |
  2078.              |
  2079.              |
  2080.              |
  2081.              |
  2082.              |
  2083.              |
  2084.  
  2085.  
  2086.  
  2087.  
  2088.  
  2089.                            |
  2090.                            |
  2091.                            |
  2092.                            |
  2093.                            |
  2094.                            |
  2095.                            |
  2096.  
  2097.  
  2098.  
  2099.  
  2100.  
  2101.                                                |
  2102.                                                |
  2103.                                                |
  2104.                                                |
  2105.                                                |
  2106.                                                |
  2107.                                                |
  2108.  
  2109.  
  2110.  
  2111.  
  2112.  
  2113.                                                                  |
  2114.                                                                  |
  2115.                                                                  |
  2116.                                                                  |
  2117.                                                                  |
  2118.                                                                  |
  2119.                                                                  |
  2120.  
  2121.  
  2122.  
  2123.  
  2124.  
  2125.  
  2126.  
  2127.                                              Table D-1/E.506  [T5.506], p.
  2128.  
  2129.  
  2130.  
  2131.  
  2132.  
  2133.        D.2         Model for breakdown of the total traffic from Norway to
  2134.        Europe
  2135.  
  2136.  
  2137.             The method of breakdown is first to apply the trend  to  fore-
  2138.        cast  the traffic to each country. However, we let the trend become
  2139.        less important the further into the period of forecast we are, i.e.
  2140.        we  let  the trend for each country converge to the increase in the
  2141.        total traffic to Europe. Secondly, the traffic to each  country  is
  2142.        adjusted  up  or  down,  by a percentage that is equal to all coun-
  2143.        tries, so that the sum of the traffic to each  country  equals  the
  2144.        forecasted total traffic to Europe from equation (D-2).
  2145.  
  2146.  
  2147.             Mathematically, the breakdown model can be expressed  as  fol-
  2148.        lows:
  2149.  
  2150.  
  2151.  
  2152.  
  2153.  
  2154.  
  2155.  
  2156.  
  2157.  
  2158.  
  2159.             Calculation of the trend for country i:
  2160.                                         R
  2161.                                        it
  2162.                                        = b
  2163.                                       i + a
  2164.                             i x t ,  i = 1, . |  | ,
  2165.                              34  t = 1, . |  | , N
  2166.        (D-3)
  2167.  
  2168.  
  2169.        where
  2170.  
  2171.                R it  =  fIX tfR
  2172.                        _________ , i.e country i 's  share  of  the  total
  2173.        traffic to Europe.
  2174.  
  2175.                X it         is the traffic to country i at time t
  2176.  
  2177.                Xt      is the traffic to Europe at time t
  2178.  
  2179.                t       is the trend variable
  2180.  
  2181.        aiand biare two coefficients specific to  country  i  ;  i.e.  aiis
  2182.        country i 's trend. The coefficients are estimated by using regres-
  2183.        sion analysis, and we have based calculations on  observed  traffic
  2184.        for the period 1966-1980.
  2185.  
  2186.             The forecasted shares  | or country i  | s then calculated by
  2187.                                 R it  = R iN  + a
  2188.                                         i
  2189.                                    x (t - N ) x
  2190.                                         e
  2191.                                         -
  2192.                                        0
  2193.                                      ______
  2194.  
  2195.        (D-4)
  2196.  
  2197.  
  2198.        where N  | s the last year of observation, and e is the exponential
  2199.        function.
  2200.  
  2201.             The factor e -   0
  2202.                            ______ is a  correcting  factor  which  ensures
  2203.        that  the  growth  in  the telephone traffic -v'5p' to each country
  2204.        will converge towards the growth of total traffic to  Europe  after
  2205.        the adjustment made in Equation  (D-6).
  2206.  
  2207.             To have the sum of the countries'  shares  equal  one,  it  is
  2208.        necessary that
  2209.                                        i
  2210.                                        ~ R
  2211.                                        it
  2212.                                        = 1
  2213.        (D-5)
  2214.  
  2215.  
  2216.  
  2217.  
  2218.             This we obtain by setting the adjusted share, R it  , equal to
  2219.  
  2220.  
  2221.  
  2222.  
  2223.  
  2224.  
  2225.  
  2226.  
  2227.  
  2228.  
  2229.  
  2230.             Each country's forecast traffic is then calculated  by  multi-
  2231.        plying  the total traffic to Europe, Xt, by each country's share of
  2232.        the total traffic:
  2233.                                         X
  2234.                                        it
  2235.                                        = R
  2236.                                        it
  2237.                                        x X
  2238.                                        t
  2239.        (D-7)
  2240.  
  2241.  
  2242.  
  2243.  
  2244.        D.3         Econometric model for telephone traffic from Norway  to
  2245.        Central and South America, Africa, Asia, and Oceania .
  2246.  
  2247.  
  2248.             For telephone traffic from Norway to these continents we  have
  2249.        used  the  same  explanatory  variables and estimated coefficients.
  2250.        Instead of gross national product, our analysis has shown that  for
  2251.        the  traffic  to  these continents the number of telephone stations
  2252.        within each continent are a better and more significant explanatory
  2253.        variable.
  2254.  
  2255.             After using cross-section/time-series simultaneous  estimation
  2256.        we  have  arrived  at  the  coefficients in Table D-2/E.506 for the
  2257.        forecasting model for telephone traffic from Norway to  these  con-
  2258.        tinents  (for each continent we have based our calculations on data
  2259.        for the period 1961-1980):
  2260.  
  2261.  
  2262.                                  H.T. [T6.506]
  2263.                                  TABLE D-2/E.506
  2264.  
  2265.            __________________________________________________________
  2266.                Coefficients      Estimated  values   t  | statistics
  2267.            __________________________________________________________
  2268.             Charges                   -1.930              -5.5
  2269.             Telephone stations        - 2.009             - 4.2
  2270.             Automation                - 0.5               -  -
  2271.            __________________________________________________________
  2272.  
  2273.           |
  2274.           |
  2275.           |
  2276.           |
  2277.           |
  2278.           |
  2279.  
  2280.  
  2281.  
  2282.  
  2283.                               |
  2284.                               |
  2285.                               |
  2286.                               |
  2287.                               |
  2288.                               |
  2289.  
  2290.  
  2291.  
  2292.  
  2293.                                                   |
  2294.                                                   |
  2295.                                                   |
  2296.                                                   |
  2297.                                                   |
  2298.                                                   |
  2299.  
  2300.  
  2301.  
  2302.  
  2303.                                                                     |
  2304.                                                                     |
  2305.                                                                     |
  2306.                                                                     |
  2307.                                                                     |
  2308.                                                                     |
  2309.  
  2310.  
  2311.  
  2312.  
  2313.  
  2314.  
  2315.                                               Table D-2/E.506 [T6.506], p.
  2316.  
  2317.  
  2318.        We then have R 2 = 0.96. The model may be written:
  2319.                                        X
  2320.                                        k
  2321.                                       t = e
  2322.                                        K x
  2323.                                       (TS
  2324.                                        k
  2325.                                        t )
  2326.                                       2.009
  2327.                                         x
  2328.                                        (P
  2329.  
  2330.  
  2331.  
  2332.  
  2333.  
  2334.  
  2335.  
  2336.  
  2337.  
  2338.                                        k
  2339.                                        t )
  2340.                                       1.930
  2341.                                         x
  2342.                                        (A
  2343.                                        k
  2344.                                        t )
  2345.                                        0.5
  2346.  
  2347.        (D-8)
  2348.  
  2349.  
  2350.        where
  2351.  
  2352.                X k
  2353.                    t       is the telephone traffic to continent  k  (k  =
  2354.        Central America, . |  | , Oceania) at time t ,
  2355.  
  2356.                e K       is the constant specific to each  continent.  For
  2357.        telephone traffic from Norway to:
  2358.  
  2359.                Central America:         K 1 = -11.025
  2360.  
  2361.                South America:         K 2 = -12.62
  2362.  
  2363.                Africa:         K 3 = -11.395
  2364.  
  2365.                Asia:         K 4 = -15.02
  2366.  
  2367.                Oceania:         K 5 = -13.194
  2368.  
  2369.                TS k
  2370.                     t       is the number  of  telephone  stations  within
  2371.        continent k at time t ,
  2372.  
  2373.                P k
  2374.                    t is the index of charges, measured in real prices,  to
  2375.        continent  k at time t , and
  2376.  
  2377.                A k
  2378.                    t        is  the  percentage  direct-dialled  telephone
  2379.        traffic to continent k .
  2380.  
  2381.             Equation (D-8) is now used - together with the expected future
  2382.        development  in  charges  to  each continent, future development in
  2383.        telephone stations on each  continent  and  future  development  in
  2384.        automation  of  telephone traffic from Norway to the continent - to
  2385.        forecast the future development in telephone traffic from Norway to
  2386.        the continent.
  2387.  
  2388.  
  2389.  
  2390.                References
  2391.  
  2392.  
  2393.        [1]         ABRAHAM (A.) and LEDOLTER (J.): Statistical methods for
  2394.        forecasting.  J. Wiley , New York, 1983.
  2395.  
  2396.        [2]         ALDRIN  (M.):  Forecasting  time  series  with  missing
  2397.        observations.  Stat 15/86 Norwegian Computing Center , 1986.
  2398.  
  2399.  
  2400.  
  2401.  
  2402.  
  2403.  
  2404.  
  2405.  
  2406.  
  2407.  
  2408.        [3]         ANSLEY (C. | .) and KOHN  (R.):  Estimation,  filtering
  2409.        and  smoothing in state space models with incomplete specified ini-
  2410.        tial conditions.  The Annals of  Statistics  ,  13,  pp. 1286-1316,
  2411.        1985.
  2412.  
  2413.        [4]         BARHAM (S. | .) and DUNSTAN  (F.  |  .  |  .):  Missing
  2414.        values in time series.  Time Series Analysis: Theory and Practice 2
  2415.        : Anderson, O. | ., ed., pp. 25-41, North Holland, Amsterdam, 1982.
  2416.  
  2417.        [5]         B/LVIKEN (E.): Forecasting telephone traffic using Kal-
  2418.        man Filtering: Theoretical considerations. Stat 5/86 Norwegian Com-
  2419.        puting Center , 1986.
  2420.  
  2421.        [6]         CHEMOUIL (P.) and GARNIER (B.): An adaptive  short-term
  2422.        traffic    forecasting    procedure    using    Kalman   Filtering.
  2423.        XI International Teletraffic Congress , Kyoto, 1985.
  2424.  
  2425.        [7]         HARRISON (P. | .) and STEVENS (C. | .): Bayesian  fore-
  2426.        casting.    Journal   of  Royal  Statistical  Society  .  Ser B 37,
  2427.        pp. 205-228, 1976.
  2428.  
  2429.        [8]         HARVEY (A. | .) and PIERSE (R. | .): Estimating missing
  2430.        observations  in  econometric time series. Journal of American Sta-
  2431.        tistical As. , 79, pp. 125-131, 1984.
  2432.  
  2433.        [9]          JONES (R. | .): Maximum  likelihood  fitting  of  ARMA
  2434.        models  to  time  series with missing observations. Technometrics ,
  2435.        22, No. 3, pp. 389-396, 1980.
  2436.  
  2437.        [10]         JONES (R. | .):  Time  series  with  unequally  spaced
  2438.        data.   Handbook  of  Statistics  5.  ed. Hannah, E.  |  ., et al.,
  2439.        pp. 157-177, North Holland, Amsterdam, 1985.
  2440.  
  2441.        [11]         KRUITHOF (J.): Telefoonverkeersrekening. De  Ingenieur
  2442.        , 52, No. 8, 1937.
  2443.  
  2444.  
  2445.        [12]          MORELAND (J. | .):  A  robust  sequential  projection
  2446.        algorithm  for traffic load forecasting. The Bell Technical Journal
  2447.        , 61, pp. 15-38, 1982.
  2448.  
  2449.        [13]         PACK (C. | .) and WHITAKER (B.  |  .):  Kalman  Filter
  2450.        models  for  network  forecasting. The Bell Technical Journal , 61,
  2451.        pp. 1-14, 1982.
  2452.  
  2453.        [14]         STORDAHL (K.) and  HOLDEN  (L.):  Traffic  forecasting
  2454.        models  based  on  top  down  and bottom up models. ITC 11 , Kyoto,
  2455.        1985.
  2456.  
  2457.        [15]         SZELAG (C. | .): A  short-term  forecasting  algorithm
  2458.        for  trunk  demand  servicing.  The  Bell  Technical  Journal , 61,
  2459.        pp. 67-96, 1982.
  2460.  
  2461.        [16]         TU (M.) and PACK (D.): Improved  forecasts  for  local
  2462.        telecommunications  network.  6th International  Forecasting Sympo-
  2463.        sium, Paris, 1986.
  2464.  
  2465.  
  2466.  
  2467.  
  2468.  
  2469.  
  2470.  
  2471.  
  2472.  
  2473.  
  2474.        [17]         WRIGHT (D. | .): Forecasting irregularly spaced  data:
  2475.        An   extension   of  double  exponential  smoothing.  Computer  and
  2476.        Engineering , 10, pp. 135-147, 1986.
  2477.  
  2478.        [18]          WRIGHT (D. | .): Forecasting data published at irreg-
  2479.        ular time intervals using an extension of Holt's method. Management
  2480.        science , 32, pp. 499-510, 1986.
  2481.  
  2482.        [19]         Table of international telex relations and  traffic  ,
  2483.        ITU, Geneva, 1973-1984.
  2484.  
  2485.  
  2486.        Recommendation E.507
  2487.  
  2488.  
  2489.                  MODELS FOR  FORECASTING INTERNATIONAL TRAFFIC
  2490.  
  2491.  
  2492.  
  2493.  
  2494.        1       Introduction
  2495.  
  2496.  
  2497.             Econometric and time series model development and  forecasting
  2498.        requires  familiarity  with  methods  and techniques to deal with a
  2499.        range of different situations. Thus, the purpose of this  Recommen-
  2500.        dation is to present some of the basic ideas and leave the explana-
  2501.        tion of the details to the  publications  cited  in  the  reference
  2502.        list. As such, this Recommendation is not intended to be a complete
  2503.        guide to econometric and time series modelling and forecasting.
  2504.  
  2505.             The Recommendation also gives guidelines for building  various
  2506.        forecasting  models:  identification  of  the  model,  inclusion of
  2507.        explanatory variables, adjustment for irregularities, estimation of
  2508.        parameters, diagnostic checks, etc.
  2509.  
  2510.             In addition the Recommendation describes various  methods  for
  2511.        evaluation of forecasting models and choice of model.
  2512.  
  2513.  
  2514.        2       Building the forecasting model
  2515.  
  2516.  
  2517.             This procedure can conveniently be described as four  consecu-
  2518.        tive  steps.  The  first step consists in finding a useful class of
  2519.        models to describe the actual situation. Examples of  such  classes
  2520.        are simple models, smoothing models, autoregressive models, autore-
  2521.        gressive integrated moving average (ARIMA)  models  or  econometric
  2522.        models.  Before  choosing  the  class  of  models, the influence of
  2523.        external variables should be analyzed. If  special  external  vari-
  2524.        ables  have  significant impact on the traffic demand, one ought to
  2525.        _________________________
  2526.        The old Recommendation E.506 which appeared  in the Red
  2527.        Book  was split into two Recommendations, revised E.506
  2528.        and new E.507, and considerable new material was  added
  2529.        to both.
  2530.  
  2531.  
  2532.  
  2533.  
  2534.  
  2535.  
  2536.  
  2537.  
  2538.  
  2539.  
  2540.        include them in the forecasting models, provided enough  historical
  2541.        data are available.
  2542.  
  2543.             The next step is to identify one tentative model in the  class
  2544.        of  models which have been chosen. If the class is too extensive to
  2545.        be conveniently fitted directly to data, rough methods for  identi-
  2546.        fying  subclasses can be used. Such methods of model identification
  2547.        employ data and knowledge of the system to suggest  an  appropriate
  2548.        parsimonious  subclass  of models. The identification procedure may
  2549.        also, in some occasions, be used to yield rough  preliminary  esti-
  2550.        mates  of  the parameters in the model. Then the tentative model is
  2551.        fitted to data  by  estimating  the  parameters.  Usually,  maximum
  2552.        likelihood estimators or least square estimators are used.
  2553.  
  2554.             The next step is to check the model. This procedure  is  often
  2555.        called  diagnostic checking. The object is to find out how well the
  2556.        model fits the data and, in case the discrepancy is  judged  to  be
  2557.        too severe, to indicate possible remedies. The outcome of this step
  2558.        may thus be acceptance of the model if the fit is acceptable. If on
  2559.        the  other hand it is inadequate, it is an indication that new ten-
  2560.        tative models may in turn be estimated and subjected to  diagnostic
  2561.        checking.
  2562.  
  2563.  
  2564.             In Figure 1/E.507 the steps in the  model  building  procedure
  2565.        are illustrated.
  2566.  
  2567.  
  2568.                                                         Figure 1/E.507, p.
  2569.  
  2570.  
  2571.  
  2572.        3       Various forecasting models
  2573.  
  2574.  
  2575.             The objective of S 3 is to give a brief overview of  the  most
  2576.        important forecasting models. In the GAS 10 Manual on planning data
  2577.        and forecasting methods [5], a more  detailed  description  of  the
  2578.        models is given.
  2579.  
  2580.  
  2581.        3.1         Curve fitting models
  2582.  
  2583.  
  2584.             In curve fitting models the traffic trend is  extrapolated  by
  2585.        calculating  the  values of the parameters of some function that is
  2586.        expected to characterize the growth of international  traffic  over
  2587.        time.  The  numerical calculations of some curve fitting models can
  2588.        be performed by using the least squares method.
  2589.  
  2590.             The following are examples of common curve fitting models used
  2591.        for forecasting international traffic:
  2592.                Linear:         Yt = a + bt     (3-1)
  2593.                Parabolic:         Yt = a + bt + ct 2         (3-2)
  2594.                Exponential:         Yt = ae t       (3-3)
  2595.                Logistic:         Yt =  [Formula Deleted]
  2596.  
  2597.                Gompertz:         Yt = M (a ) t       (3-5)
  2598.  
  2599.  
  2600.  
  2601.  
  2602.  
  2603.  
  2604.  
  2605.  
  2606.  
  2607.        where
  2608.  
  2609.                Ytis the traffic at time t ,
  2610.  
  2611.                a, b, c  | are parameters,
  2612.  
  2613.                M  | is a parameter describing the saturation level.
  2614.  
  2615.             The various trend curves are  shown  in  Figures  2/E.507  and
  2616.        3/E.507.
  2617.  
  2618.             The logistic and Gompertz curves differ from the linear, para-
  2619.        bolic and exponential curves by having saturation or ceiling level.
  2620.        For further study see [10].
  2621.  
  2622.  
  2623.  
  2624.                                                        FIGURE 2/E.507, p.9
  2625.  
  2626.  
  2627.  
  2628.                                 FIGURE 3/E.507    DIMINUER LA FIGURE, p.10
  2629.  
  2630.  
  2631.  
  2632.  
  2633.  
  2634.        3.2         Smoothing models
  2635.  
  2636.  
  2637.             By using a smooth process in curve fitting, it is possible  to
  2638.        calculate  the  parameters  of  the models to fit current data very
  2639.        well but not necessarily the data obtained from the distant past.
  2640.  
  2641.             The best known smoothing process is that of the  moving  aver-
  2642.        age.  The  degree  of smoothing is controlled by the number of most
  2643.        recent observations  included  in  the  average.  All  observations
  2644.        included in the average have the same weight.
  2645.  
  2646.             In addition to moving average  models,  there  exists  another
  2647.        group  of smoothing models based on weighting the observations. The
  2648.        most common models are:
  2649.  
  2650.                -         simple exponential smoothing,
  2651.  
  2652.                -         double exponential smoothing,
  2653.  
  2654.                -         discounted regression,
  2655.  
  2656.                -         Holt's method, and
  2657.  
  2658.                -         Holt-Winters' seasonal models.
  2659.  
  2660.             For example, in the method of exponential smoothing the weight
  2661.        given  to  previous  observations  decreases geometrically with age
  2662.        according to the following equation:
  2663.                                ut = (1 - a )Yt+ a
  2664.  
  2665.  
  2666.  
  2667.  
  2668.  
  2669.  
  2670.  
  2671.  
  2672.  
  2673.                                       *^m
  2674.                                       t -1
  2675.  
  2676.        (3-6)
  2677.  
  2678.  
  2679.        where:
  2680.  
  2681.                Ytis the measured traffic at time t ,
  2682.  
  2683.                utis the estimated level at time t , and
  2684.  
  2685.                 a  | is the discount factor [and (1 - a ) is the smoothing
  2686.        parameter].
  2687.  
  2688.             The impact of past observations on the forecasts is controlled
  2689.        by the magnitude of the discount factor.
  2690.  
  2691.             Use  of  smoothing  models  is  especially   appropriate   for
  2692.        short-term forecasts. For further studies see [1], [5] and [9].
  2693.  
  2694.  
  2695.        3.3         Autoregressive models
  2696.  
  2697.  
  2698.             If the traffic demand, Xt, at time t can  be  expressed  as  a
  2699.        linear  combination of earlier equidistant observations of the past
  2700.        traffic demand, the process is an autoregressive process. Then  the
  2701.        model is defined by the expression:
  2702.                                         X
  2703.                                      t = ?71
  2704.                                        1X
  2705.                                       t -1
  2706.                                       + ?71
  2707.                                        2X
  2708.                                       t -2
  2709.                                         +
  2710.                                        pX
  2711.                                       t -p
  2712.                                        + a
  2713.                                        t
  2714.        (3-7)
  2715.  
  2716.  
  2717.        where
  2718.  
  2719.                at is white noise at time t ;
  2720.  
  2721.                 ?71k, k  = 1, . |  |  p are the autoregressive parameters.
  2722.  
  2723.        The model is denoted by AR (p ) since the order of the model is p .
  2724.  
  2725.             By use of regression analysis the estimates of the  parameters
  2726.        can be found. Because of common trends the exogenous variables (X t
  2727.        -1  , X t -2  , . |  |  X t -p  ) are usually strongly  correlated.
  2728.        Hence the parameter estimates will be correlated. Furthermore, sig-
  2729.        nificance tests of the estimates are somewhat difficult to perform.
  2730.  
  2731.  
  2732.  
  2733.  
  2734.  
  2735.  
  2736.  
  2737.  
  2738.  
  2739.             Another possibility is to compute the  empirical  autocorrela-
  2740.        tion  coefficients  and then use the Yule-Walker equations to esti-
  2741.        mate the parameters [?71k]. This procedure can  be  performed  when
  2742.        the  time  series  [Xt]  are stationary. If, on the other hand, the
  2743.        time series are non stationary, the series can often be transformed
  2744.        to  stationarity  e.g., by  differencing the series. The estimation
  2745.        procedure is given in Annex A, S A.1.
  2746.  
  2747.  
  2748.  
  2749.        3.4         Autoregressive integrated moving average (ARIMA) models
  2750.  
  2751.  
  2752.             An extention of  the  class  of  autoregressive  models  which
  2753.        include  the  moving average models is called autoregressive moving
  2754.        average models (ARMA models). A moving average model of order q  is
  2755.        given by:
  2756.                                         X
  2757.                                       t = a
  2758.                                       t - -
  2759.                                        1a
  2760.                                       t -1
  2761.                                        - -
  2762.                                        2a
  2763.                                       t -2
  2764.  
  2765.                                        qa
  2766.                                       t -q
  2767.  
  2768.        (3-8)
  2769.  
  2770.  
  2771.        where
  2772.  
  2773.                at is white noise at time t ;
  2774.  
  2775.                [-k] are the moving average parameters
  2776.  
  2777.             Assuming that the  white  noise  term  in  the  autoregressive
  2778.        models  in  S   3.3  is  described  by  a moving average model, one
  2779.        obtains the so-called ARMA (p , q ) model:
  2780.                                         X
  2781.                                      t = ?71
  2782.                                        1X
  2783.                                       t -1
  2784.                                       + ?71
  2785.                                        2X
  2786.                                       t -2
  2787.                                         +
  2788.                                        pX
  2789.                                       t -p
  2790.                                         +
  2791.                                         a
  2792.                                       t - -
  2793.                                        1a
  2794.                                       t -1
  2795.                                        - -
  2796.  
  2797.  
  2798.  
  2799.  
  2800.  
  2801.  
  2802.  
  2803.  
  2804.  
  2805.                                        2a
  2806.                                       t -2
  2807.                                    . |  |  - -
  2808.                                        qa
  2809.                                       t -q
  2810.  
  2811.        (3-9)
  2812.  
  2813.  
  2814.             The ARMA model describes a stationary time series. If the time
  2815.        series is non-stationary, it is necessary to difference the series.
  2816.        This is done as follow:
  2817.  
  2818.             Let Ytbe the time series and B the backwards  shift  operator,
  2819.        then
  2820.                                   Xt= (1 - B )t
  2821.        (3-10)
  2822.  
  2823.  
  2824.        where
  2825.  
  2826.                d is the number of differences to have stationarity.
  2827.  
  2828.             The new model ARIMA ( p, d, q ) is found  by  inserting  equa-
  2829.        tion (3-10) into equation (3-9).
  2830.  
  2831.             The method for analyzing such time series was developed by  G.
  2832.        |  .  |  . Box and G. | . Jenkins [3]. To analyze and forecast such
  2833.        time series it is usually necessary to use a  time  series  program
  2834.        package.
  2835.  
  2836.             As indicated in Figure 1/E.507 a tentative  model  is  identi-
  2837.        fied. This is carried out by determination of necessary transforma-
  2838.        tions and number of autoregressive and moving  average  parameters.
  2839.        The  identification  is  based on the structure of the autocorrela-
  2840.        tions and partial autocorrelations.
  2841.  
  2842.             The next step as indicated in Figure 1/E.507 is the estimation
  2843.        procedure.  The  maximum  likelihood  estimates  are  used.  Unfor-
  2844.        tunately, it is difficult to find these estimates  because  of  the
  2845.        necessity  to  solve a nonlinear system of equations. For practical
  2846.        purposes, a computer program is necessary for  these  calculations.
  2847.        The forecasting model is based on equation (3-9) and the process of
  2848.        making forecasts l time units ahead is shown in S A.2.
  2849.  
  2850.             The forecasting models described so far are  univariate  fore-
  2851.        casting  models. It is also possible to introduce explanatory vari-
  2852.        ables. In this case the system will  be  described  by  a  transfer
  2853.        function  model.  The  methods  for  analyzing the time series in a
  2854.        transfer function model are rather similar to the methods described
  2855.        above.
  2856.  
  2857.             Detailed descriptions of ARIMA models are given in  [1],  [2],
  2858.        [3], [5], [11], [15] and [17].
  2859.  
  2860.  
  2861.        3.5         State space models with Kalman Filtering
  2862.  
  2863.  
  2864.  
  2865.  
  2866.  
  2867.  
  2868.  
  2869.  
  2870.  
  2871.             State space models are a way to represent  discrete-time  pro-
  2872.        cess  by  means  of difference equations. The state space modelling
  2873.        approach allows the conversion of any general linear model  into  a
  2874.        form  suitable  for  recursive  estimation  and forecasting. A more
  2875.        detailed description of ARIMA  state  space  models  can  be  found
  2876.        in [1].
  2877.  
  2878.  
  2879.             For a stochastic process such a representation may be  of  the
  2880.        following form:
  2881.                               Xt\d+\d1= ?71Xt+ Zt+
  2882.                                        wt
  2883.        (3-11)
  2884.  
  2885.  
  2886.        and
  2887.                                    Yt= HXt+ vt
  2888.        (3-12)
  2889.  
  2890.  
  2891.        where
  2892.  
  2893.                Xtis an s-vector of state variables in period t ,
  2894.  
  2895.                Ztis an s-vector of deterministic events,
  2896.  
  2897.                ?71 is an s xs  | ransition matrix that  may,  in  general,
  2898.        depend on t ,
  2899.  
  2900.                wtis an s-vector of random modelling errors,
  2901.  
  2902.                Ytis a d-vector of measurements in period t ,
  2903.  
  2904.                H  | s a d xs  | atrix called the observation matrix, and
  2905.  
  2906.                vtis a d-vector of measurement errors.
  2907.  
  2908.             Both wtin equation (3-11) and vtin equation (3-12)  are  addi-
  2909.        tive  random sequences with known statistics. The expected value of
  2910.        each sequence is the zero vector and  wtand  vtsatisfy  the  condi-
  2911.        tions:
  2912.                          E |
  2913.                            |wfIt(*w $$Ei:T:j_|
  2914.                                              |  = Qt`tj
  2915.                                  for all t , j ,
  2916.                                      (3-13)
  2917.                   E |
  2918.                     |vfIt(*n $$Ei:T:j_|
  2919.                                       |  = Rt`tjfor all t , j ,
  2920.  
  2921.  
  2922.        where
  2923.  
  2924.                Qtand Rtare nonnegative definite matrices,
  2925.  
  2926.        and
  2927.        _________________________
  2928.        A matrix A is nonnegative definite, if and only if, for
  2929.        all vectors z, z
  2930.         | (>=" | .
  2931.  
  2932.  
  2933.  
  2934.  
  2935.  
  2936.  
  2937.  
  2938.  
  2939.  
  2940.  
  2941.                `t\djis the Kronecker delta.
  2942.  
  2943.        Qtis the covariance matrix of the modelling  errors  and  Rtis  the
  2944.        covariance  matrix  of  the measurement errors; the wtand the vtare
  2945.        assumed to be uncorrelated and are referred to as white  noise.  In
  2946.        other words:
  2947.                      E |
  2948.                        |vfIt(*w $$Ei:T:j_|
  2949.                                          |  = 0 for all t ,
  2950.                                        j ,
  2951.        (3-14)
  2952.  
  2953.  
  2954.        and
  2955.                        E |
  2956.                          |vfItfIX $$Ei:T: 0_|
  2957.                                             |  = 0 for all
  2958.                                        t .
  2959.        (3-15)
  2960.  
  2961.  
  2962.        Under the  assumptions  formulated  above,  determine  Xt\d,\dtsuch
  2963.        that:
  2964.                     E |
  2965.                       |(XfIt,t(em XfIt) fIT(XfIt,t(em XfIt)|
  2966.                                                            |
  2967.                                    = minimum,
  2968.        (3-16)
  2969.  
  2970.        where
  2971.  
  2972.                 Xt\d,\dtis an estimate of the state vector at time t , and
  2973.  
  2974.                Xtis the vector of true state variables.
  2975.  
  2976.  
  2977.  
  2978.  
  2979.             The Kalman Filtering technique allows the estimation of  state
  2980.        variables recursively for on-line applications. This is done in the
  2981.        following manner. Assuming that there is no explanatory  variable Z
  2982.        t, once a new data point becomes available it is used to update the
  2983.        model:
  2984.                                    Xt\d,\dt= X
  2985.                                      t,t -1
  2986.  
  2987.                                + Kt(Yt- HX t,t -1
  2988.                                         )
  2989.        (3-17)
  2990.  
  2991.  
  2992.        where
  2993.  
  2994.             Ktis the Kalman  Gain  matrix  that  can  be  computed  recur-
  2995.        sively [18].
  2996.  
  2997.             Intuitively, the gain  matrix  determines  how  much  relative
  2998.        weight will be given to the last observed forecast error to correct
  2999.        it. To create a k-step ahead projection the  following  formula  is
  3000.        used:
  3001.                                         X
  3002.                                      t +k,t
  3003.                                       = ?71
  3004.  
  3005.  
  3006.  
  3007.  
  3008.  
  3009.  
  3010.  
  3011.  
  3012.  
  3013.                                     kXt\d,\dt
  3014.        (3-18)
  3015.  
  3016.  
  3017.        where
  3018.  
  3019.                X t +k,t  is an estimate of X t +k  given observations  Y1,
  3020.        Y2,  |  |  | , Yt.
  3021.  
  3022.             Equations (3-17) and (3-18) show  that  the  Kalman  Filtering
  3023.        technique  leads  to  a  convenient  forecasting  procedure that is
  3024.        recursive in nature and  provides  an  unbiased,  minimum  variance
  3025.        estimate of the discrete time process of interest.
  3026.  
  3027.             For further studies see [4], [5], [16], [18], [19] and [22].
  3028.  
  3029.             The Kalman Filtering works well when the data  under  examina-
  3030.        tion   are   seasonal.  The  seasonal  traffic  load  data  can  be
  3031.        represented by a periodic time series. In this way, a seasonal Kal-
  3032.        man  Filter  can be obtained by superimposing a linear growth model
  3033.        with a seasonal model. For further discussion  of  seasonal  Kalman
  3034.        Filter techniques see [6] and [20].
  3035.  
  3036.  
  3037.        3.6         Regression models
  3038.  
  3039.  
  3040.             The equations (3-1) and (3-2) are typical  regression  models.
  3041.        In the equations the traffic, Yt, is the dependent (or explanatory)
  3042.        variable, while time t is the independent variable.
  3043.  
  3044.             A regression model describes a  linear  relation  between  the
  3045.        dependent  and the independent variables. Given certain assumptions
  3046.        ordinary least squares (OLS) can be used to  estimate  the  parame-
  3047.        ters.
  3048.  
  3049.             A model with several independent variables is called a  multi-
  3050.        ple regression model. The model is given by:
  3051.                                  Yt= |0+ |1X1t+
  3052.                                |2X2t+ |  |  |  +
  3053.                                     |k\dt+ ut
  3054.  
  3055.        (3-19)
  3056.  
  3057.  
  3058.        where
  3059.  
  3060.                Ytis the traffic at time t ,
  3061.  
  3062.                |i, i = 0, 1, . |  | , k are the parameters,
  3063.  
  3064.                 Xi\dt, ie= 1, 2, . |  | , k is the value of  the  indepen-
  3065.        dent variables at time t ,
  3066.  
  3067.                utis the error term at time t .
  3068.  
  3069.  
  3070.  
  3071.  
  3072.  
  3073.  
  3074.  
  3075.  
  3076.  
  3077.  
  3078.             Independent or explanatory variables which can be used in  the
  3079.        regression  model  are,  for  instance,  tariffs, exports, imports,
  3080.        degree of automation. Other explanatory variables are given in  S 2
  3081.        "Base data for forecasting" in Recommendation E.506.
  3082.  
  3083.             Detailed descriptions of regression models are given  in  [1],
  3084.        [5], [7], [15] and [23].
  3085.  
  3086.  
  3087.        3.7         Econometric models
  3088.  
  3089.  
  3090.             Econometric models involve equations which relate  a  variable
  3091.        which we wish to forecast (the dependent or endogenous variable) to
  3092.        a number of socio-economic variables (called independent or  expla-
  3093.        natory  variables).  The  form  of  the equations should reflect an
  3094.        expected
  3095.  
  3096.  
  3097.             casual relationship   between the variables. Given an  assumed
  3098.        model form, historical or cross sectional data are used to estimate
  3099.        coefficients in the equation. Assuming the model remains valid over
  3100.        time,  estimates  of future values of the independent variables can
  3101.        be used to give forecasts of the variables of interest. An  example
  3102.        of a typical econometric model is given in Annex C.
  3103.  
  3104.             There is a wide spectrum of possible models and  a  number  of
  3105.        methods  of estimating the coefficients (e.g., least squares, vary-
  3106.        ing  parameter  methods,  nonlinear  regression,  etc.).  In   many
  3107.        respects  the  family  of  econometric models available is far more
  3108.        flexible than other models. For  example,  lagged  effects  can  be
  3109.        incorporated,  observations  weighted,  ARIMA  residual models sub-
  3110.        sumed, information from separate  sections  pooled  and  parameters
  3111.        allowed to vary in econometric models, to mention a few.
  3112.  
  3113.             One of the major benefits of building an econometric model  to
  3114.        be  used  in  forecasting is that the structure or the process that
  3115.        generates the data must  be  properly  identified  and  appropriate
  3116.        causal paths must be determined.  Explicit structure identification
  3117.        makes the source of errors in the forecast easier  to  identify  in
  3118.        econometric models than in other types of models.
  3119.  
  3120.             Changes in structures can  be  detected  through  the  use  of
  3121.        econometric  models  and outliers in the historical data are easily
  3122.        eliminated or their influence properly weighted. Also,  changes  in
  3123.        the  factors  affecting  the  variables  in  question can easily be
  3124.        incorporated in the forecast generated from an econometric model.
  3125.  
  3126.             Often, fairly reliable econometric models may  be  constructed
  3127.        with  less  observations than that required for time series models.
  3128.        In the case of pooled regression models, just  a  few  observations
  3129.        for  several  cross-sections are sufficient to support a model used
  3130.        for predictions.
  3131.  
  3132.             However, care must be taken in estimating the model to satisfy
  3133.        the underlying assumptions of the techniques which are described in
  3134.        many  of  the  reference  works  listed  at   the   end   of   this
  3135.  
  3136.  
  3137.  
  3138.  
  3139.  
  3140.  
  3141.  
  3142.  
  3143.  
  3144.        Recommendation.  For  example  the  number of independent variables
  3145.        which can be used is limited by the amount  of  data  available  to
  3146.        estimate  the  model.  Also, independent variables which are corre-
  3147.        lated to one  another  should  be  avoided.  Sometimes  correlation
  3148.        between  the  variables  can  be  avoided  by  using differenced or
  3149.        detrended data or by transformation of the variables.  For  further
  3150.        studies see [8], [12], [13], [14] and [21].
  3151.  
  3152.  
  3153.        4       Discontinuities in traffic growth
  3154.  
  3155.  
  3156.  
  3157.        4.1         Examples of discontinuities
  3158.  
  3159.  
  3160.             It may be difficult to assess in advance the  magnitude  of  a
  3161.        discontinuity.  Often  the  influence  of  the  factors which cause
  3162.        discontinuties is  spread  over  a  transitional  period,  and  the
  3163.        discontinuity is not so obvious. Furthermore, discontinuities aris-
  3164.        ing, for example, from the introduction of international subscriber
  3165.        dialling  are  difficult to identify accurately, because changes in
  3166.        the method of working are usually  associated  with  other  changes
  3167.        (e.g. tariff reductions).
  3168.  
  3169.             An illustration of the bearing of discontinuities  on  traffic
  3170.        growth can be observed in the graph of Figure 4/E.507.
  3171.  
  3172.             Discontinuities representing the doubling - and even more - of
  3173.        traffic  flow  are  known.  It may also be noted that changes could
  3174.        occur in the growth trend after discontinuities.
  3175.  
  3176.             In short-term forecasts it may be desirable to use  the  trend
  3177.        of the traffic between discontinuities, but for long-term forecasts
  3178.        it may be desirable to use a  trend  estimate  which  is  based  on
  3179.        long-term observations, including previous discontinuities.
  3180.  
  3181.             In  addition  to  random  fluctuations  due  to  unpredictable
  3182.        traffic surges, faults, etc., traffic measurements are also subject
  3183.        to systematic fluctuations, due to daily  or  weekly  traffic  flow
  3184.        cycles, influence of time differences, etc.
  3185.  
  3186.  
  3187.        4.2         Introduction of explanatory variables
  3188.  
  3189.  
  3190.             Identification of explanatory  variables  for  an  econometric
  3191.        model  is  probably  the most difficult aspect of econometric model
  3192.        building. The explanatory variables used in  an  econometric  model
  3193.        identify  the main sources of influence on the variable one is con-
  3194.        cerned  with.  A  list  of  explanatory  variables  is   given   in
  3195.        Recommendation E.506, S 2.
  3196.  
  3197.  
  3198.  
  3199.                                                         Figure 4/E.507, p.
  3200.  
  3201.  
  3202.  
  3203.  
  3204.  
  3205.  
  3206.  
  3207.  
  3208.  
  3209.  
  3210.             Economic theory is the starting point for variable  selection.
  3211.        More  specifically,  demand theory provides the basic framework for
  3212.        building the general model. However, the description of the  struc-
  3213.        ture  or  the  process generating the data often dictate what vari-
  3214.        ables enter the set of explanatory variables. For instance, techno-
  3215.        logical  relationships  may need to be incorporated in the model in
  3216.        order to appropriately define the structure.
  3217.  
  3218.             Although there are some criteria used in selecting explanatory
  3219.        variables  [e.g.,  R  | 2, Durbin-Watson (D-W) statistic, root mean
  3220.        square error (RMSE), ex-post forecast performance, explained in the
  3221.        references],  statistical  problems  and/or  availability  of  data
  3222.        (either historical or forecasted) limit the set of potential expla-
  3223.        natory  variables  and  one often has to revert to proxy variables.
  3224.        Unlike pure statistical models, econometric models  admit  explana-
  3225.        tory variables, not on the basis of statistical criteria alone but,
  3226.        also, on the premise that causality is, indeed, present.
  3227.  
  3228.             A completely specified econometric model will capture  turning
  3229.        points.  Discontinuities  in  the  dependent  variable  will not be
  3230.        present unless the parameters of the model change drastically in  a
  3231.        very  short time period. Discontinuities in the growth of telephone
  3232.        traffic are indications that the underlying market or technological
  3233.        structure have undergone large changes.
  3234.  
  3235.             Sustained changes in the growth of telephone demand can either
  3236.        be  captured  through  varying  parameter regression or through the
  3237.        introduction of a variable that  appears  to  explain  the  discon-
  3238.        tinuity  (e.g., the  introduction  of  an  advertising  variable if
  3239.        advertising is judged to be the cause of  the  structural  change).
  3240.        Once-and-for-all,  or  step-wise discontinuities, cannot be handled
  3241.        by the introduction of explanatory  changes:  dummy  variables  can
  3242.        resolve this problem.
  3243.  
  3244.  
  3245.        4.3         Introduction of dummy variables
  3246.  
  3247.  
  3248.             In  econometric  models,  qualitative  variables   are   often
  3249.        relevant;  to  measure  the impact of qualitative variables , dummy
  3250.        variables are used. The dummy variable technique uses the value   1
  3251.        for the presence of the qualitative attribute that has an impact on
  3252.        the dependent variable and 0 for the absence of  the  given  attri-
  3253.        bute.
  3254.  
  3255.  
  3256.             Thus, dummy variables are appropriate to use in the case where
  3257.        a  discontinuity in the dependent variable has taken place. A dummy
  3258.        variable, for example, would take the value of zero during the his-
  3259.        torical  period  when  calls  were operator handled and one for the
  3260.        period for which direct dial service is available.
  3261.  
  3262.             Dummy variables are often used to capture seasonal effects  in
  3263.        the dependent variable or when one needs to eliminate the effect of
  3264.        an outlier on the parameters of a model, such as a  large  jump  in
  3265.        telephone  demand  due to a postal strike or a sharp decline due to
  3266.        facility outages associated with severe weather conditions.
  3267.  
  3268.  
  3269.  
  3270.  
  3271.  
  3272.  
  3273.  
  3274.  
  3275.  
  3276.             Indiscriminate use of dummy variables  should  be  discouraged
  3277.        for two reasons:
  3278.  
  3279.                1)         dummy variables tend to absorb all the  explana-
  3280.        tory power during discontinuties, and
  3281.  
  3282.                2)         they result in a reduction  in  the  degrees  of
  3283.        freedom.
  3284.  
  3285.  
  3286.        5       Assessing model specification
  3287.  
  3288.  
  3289.  
  3290.        5.1         General
  3291.  
  3292.  
  3293.             In this section methods for testing the  significance  of  the
  3294.        parameters  and  also  methods for calculating confidence intervals
  3295.        are presented for some of the forecasting models given in  S 3.  In
  3296.        particular  the  methods  relating  to regression analysis and time
  3297.        series analysis will be discussed.
  3298.  
  3299.             All  econometric  forecasting  models   presented   here   are
  3300.        described as regression models. Also the curve fitting models given
  3301.        in S 3.1 can be described as regression models.
  3302.  
  3303.             An exponential model given by
  3304.                                         Z
  3305.                                      t = ae
  3306.                                        bt
  3307.                                    | (mu | fIut
  3308.        (5-1)
  3309.  
  3310.  
  3311.        may be transformed to a linear form
  3312.                                       ln Z
  3313.                               t = ln a + bt + ln ut
  3314.        (5-2)
  3315.  
  3316.  
  3317.        or
  3318.                                         Y
  3319.                                       t = |
  3320.                                       0 + |
  3321.                                      1Xt+ at
  3322.        (5-3)
  3323.  
  3324.  
  3325.        where
  3326.  
  3327.                Yt      = ln Zt
  3328.                |0      = ln a
  3329.  
  3330.                |1      = b
  3331.  
  3332.  
  3333.  
  3334.  
  3335.  
  3336.  
  3337.  
  3338.  
  3339.  
  3340.  
  3341.                Xt      = t
  3342.  
  3343.                at      = ln ut(white noise).
  3344.  
  3345.  
  3346.        5.2         Autocorrelation
  3347.  
  3348.  
  3349.             A good forecasting model should lead to  small  autocorrelated
  3350.        residuals.  If  the  residuals  are  significantly  correlated, the
  3351.        estimated parameters and also the forecasts may be poor.  To  check
  3352.        whether the errors are correlated, the autocorrelation function rk,
  3353.        k  = 1, 2, . |  |  is calculated. rkis the  estimated  autocorrela-
  3354.        tion  of residuals at lag k . A way to detect autocorrelation among
  3355.        the residuals is to plot the autocorrelation function and  to  per-
  3356.        form a Durbin-Watson test. The Durbin-Watson statistic is:
  3357.  
  3358.        where
  3359.  
  3360.                et      is the estimated residual at time t ,
  3361.  
  3362.                N       is the number of observations.
  3363.  
  3364.  
  3365.  
  3366.        5.3         Test of significance of the parameters
  3367.  
  3368.  
  3369.             One way to evaluate the forecasting model is  to  analyse  the
  3370.        impact  of  different  exogenous  variables.  After  estimating the
  3371.        parameters in the regression model, the significance of the parame-
  3372.        ters has to be tested.
  3373.  
  3374.             In the  example  of  an  econometric  model  in  Annex C,  the
  3375.        estimated  values  of  the parameters are given. Below these values
  3376.        the estimated standard deviation is given in parentheses. As a rule
  3377.        of thumb, the parameters are considered as significant if the abso-
  3378.        lute value of the estimates exceeds twice  the  estimated  standard
  3379.        deviation.  A  more accurate way of testing the significance of the
  3380.        parameters is to take into account the distributions of their esti-
  3381.        mators.
  3382.  
  3383.             The multiple correlation coefficient (or coefficient of deter-
  3384.        mination  ) may be used as a criterion for the fitting of the equa-
  3385.        tion.
  3386.  
  3387.             The multiple correlation coefficient, R 2, is given by:
  3388.  
  3389.             If the multiple correlation coefficient is close to 1 the fit-
  3390.        ting  is  satisfactory. However, a high R 2 does not imply an accu-
  3391.        rate forecast.
  3392.  
  3393.             In time series analysis, the discussion of the model  is  car-
  3394.        ried  out  in  another  way. As pointed out in S 3.4, the number of
  3395.        autoregressive and moving average parameters in an ARIMA  model  is
  3396.        determined by an identification procedure based on the structure of
  3397.        the autocorrelation and partial autocorrelation function.
  3398.  
  3399.  
  3400.  
  3401.  
  3402.  
  3403.  
  3404.  
  3405.  
  3406.  
  3407.             The estimation of the parameters and their standard deviations
  3408.        is performed by an iterative nonlinear estimation procedure. Hence,
  3409.        by using a time series analysis computer program, the estimates  of
  3410.        the  parameters can be evaluated by studying the estimated standard
  3411.        deviations in the same way as in regression analysis.
  3412.  
  3413.             An overall test of the fitting is based on the statistic
  3414.  
  3415.        where riis the estimated autocorrelation at lag  i  and  d  is  the
  3416.        number  of parameters in the model. When the model is adequate, Q N
  3417.        -d  is approximately chi-square distributed with N - d  degrees  of
  3418.        freedom.  To  test  the  fitting, the value Q N -d  can be compared
  3419.        with fractiles of the chi-square distribution.
  3420.  
  3421.  
  3422.        5.4         Validity of exogenous variables
  3423.  
  3424.  
  3425.             Econometric forecasting models are based on a set of exogenous
  3426.        variables  which explain the development of the endogenous variable
  3427.        (the traffic demand). To make forecasts of the traffic  demand,  it
  3428.        is  necessary to make forecasts of each of the exogenous variables.
  3429.        It is very important to point out that an exogenous variable should
  3430.        not  be  included in the forecasting model if the prediction of the
  3431.        variable is less confident  than  the  prediction  of  the  traffic
  3432.        demand.
  3433.  
  3434.             Suppose that the exact development of the  exogenous  variable
  3435.        is  known  which,  for  example, is  the case for the simple models
  3436.        where time is the explanatory variables. If the  model  fitting  is
  3437.        good  and  the white noise is normally distributed with expectation
  3438.        equal to zero, it is possible to calculate  confidence  limits  for
  3439.        the forecasts. This is easily done by a computer program.
  3440.  
  3441.             On the other hand, the values of most of the explanatory vari-
  3442.        ables cannot be predicted exactly. The confidence of the prediction
  3443.        will then decrease with the number of periods. Hence, the  explana-
  3444.        tory  variables will cause the confidence interval of the forecasts
  3445.        to increase with the number  of  the  forecast  periods.  In  these
  3446.        situations  it  is  difficult  to  calculate  a confidence interval
  3447.        around the forecasted values.
  3448.  
  3449.  
  3450.             If the traffic demand can be described  by  an  autoregressive
  3451.        moving  average model, no explanatory variables are included in the
  3452.        model. Hence, if there are no explanatory variable  in  the  model,
  3453.        the  confidence limits of the forecasting values can be calculated.
  3454.        This is done by a time series analysis program package.
  3455.  
  3456.  
  3457.        5.5         Confidence intervals
  3458.  
  3459.  
  3460.             Confidence intervals, in the context of  forecasts,  refer  to
  3461.        statistical  constructs of forecast bounds or limits of prediction.
  3462.        Because statistical models have errors associated with them, param-
  3463.        eter  estimates have some variability associated with their values.
  3464.  
  3465.  
  3466.  
  3467.  
  3468.  
  3469.  
  3470.  
  3471.  
  3472.  
  3473.        In other words, even if one has identified the correct  forecasting
  3474.        model, the influence of endogenous factors will cause errors in the
  3475.        parameter estimates and the  forecast.  Confidence  intervals  take
  3476.        into  account  the  uncertainty associated with the parameter esti-
  3477.        mates.
  3478.  
  3479.             In causal models, another source of uncertainty in  the  fore-
  3480.        cast  of the series under study are the predictions of the explana-
  3481.        tory variables. This type of uncertainty cannot be handled by  con-
  3482.        fidence  intervals  and  is  usually ignored, even though it may be
  3483.        more significant than the uncertainty associated  with  coefficient
  3484.        estimates.  Also, uncertainty due to possible outside shocks is not
  3485.        reflected in the confidence intervals.
  3486.  
  3487.             For a linear, static regression model, the confidence interval
  3488.        of  the forecast depends on the reliability of the regression coef-
  3489.        ficients, the size of the residual variance, and the values of  the
  3490.        explanatory variables. The 95% confidence interval for a forecasted
  3491.        value Y N +1  is given by:
  3492.                               /*^YN(1) - 2*^s  YN+1
  3493.                                     /*^YN(1) +
  3494.                                       2*^s
  3495.        (5-7)
  3496.  
  3497.  
  3498.        where /*^YN(1) is the forecast one step ahead and *^s is the  stan-
  3499.        dard error of the forecast.
  3500.  
  3501.             This says that we expect, with a  95%  probability,  that  the
  3502.        actual  value of the series at time N + 1 will fall within the lim-
  3503.        its given by the confidence interval, assuming that  there  are  no
  3504.        errors associated with the forecast of the explanatory variables.
  3505.  
  3506.  
  3507.        6       Comparison of alternative forecasting models
  3508.  
  3509.  
  3510.  
  3511.        6.1         Diagnostic check - Model evaluation
  3512.  
  3513.  
  3514.             Tests and diagnostic checks  are  important  elements  in  the
  3515.        model building procedure. The quality of the model is characterized
  3516.        by the residuals. Good forecasting  models  should  lead  to  small
  3517.        autocorrelated  residuals, the variance of the residuals should not
  3518.        decrease or increase and the expectation of the residuals should be
  3519.        zero or close to zero. The precision of the forecast is affected by
  3520.        the size of the residuals which should be small.
  3521.  
  3522.             In addition the confidence limits of the  parameter  estimates
  3523.        and  the forecasts should be relatively small. And in the same way,
  3524.        the mean square error should be small compared  with  results  from
  3525.        other models.
  3526.  
  3527.  
  3528.        6.2         Forecasts of levels versus forecasts of changes
  3529.  
  3530.  
  3531.  
  3532.  
  3533.  
  3534.  
  3535.  
  3536.  
  3537.  
  3538.  
  3539.             Many econometric models are  estimated  using  levels  of  the
  3540.        dependent  and independent variables. Since economic variables move
  3541.        together  over  time,  high  coefficients  of   determination   are
  3542.        obtained.  The  collinearity  among  the  levels of the explanatory
  3543.        variables does not present a problem when a model is used for fore-
  3544.        casting  purposes alone, given that the collinearity pattern in the
  3545.        past continues to exist in the future. However, when  one  attempts
  3546.        to  measure structural coefficients (e.g., price and income elasti-
  3547.        cities) the collinearity of the  explanatory  variables  (known  as
  3548.        multicollinearity)  renders  the  results  of the estimated coeffi-
  3549.        cients unreliable.
  3550.  
  3551.             To avoid the multicollinearity problem and generate  benchmark
  3552.        coefficient  estimates  and  forecasts,  one may use changes of the
  3553.        variables (first  difference  or  first  log  difference  which  is
  3554.        equivalent  to  a  percent change) to estimate a model and forecast
  3555.        from that model. Using changes of variables  to  estimate  a  model
  3556.        tends  to  remove  the effect of multicollinearity and produce more
  3557.        reliable coefficient estimates by removing  the  common  effect  of
  3558.        economic influences on the explanatory variables.
  3559.  
  3560.  
  3561.             By generating forecasts through levels of and changes  in  the
  3562.        explanatory variables, one may be able to produce a better forecast
  3563.        through a reconciliation process. That is, the models are  adjusted
  3564.        so that the two sets of forecasts give equivalent results.
  3565.  
  3566.  
  3567.        6.3         Ex-post forecasting
  3568.  
  3569.  
  3570.             Ex-post forecasting is the generation of  a  forecast  from  a
  3571.        model  estimated  over  a sub-sample of the data beginning with the
  3572.        first observation and ending several  periods  prior  to  the  last
  3573.        observation.  In ex-post forecasting, actual values of the explana-
  3574.        tory variables are used to generate the forecast.  Also,  if  fore-
  3575.        casted  values  of the explanatory variables are used to produce an
  3576.        ex-post forecast, one can then measure the  error  associated  with
  3577.        incorrectly forecasted explanatory variables.
  3578.  
  3579.             The purpose of ex-post forecasting is to  evaluate  the  fore-
  3580.        casting performance of the model by comparing the forecasted values
  3581.        with the actuals of the period after the end of the  sub-sample  to
  3582.        the  last  observation.  With  ex-post  forecasting, one is able to
  3583.        assess forecast accuracy in terms of:
  3584.  
  3585.                1)         percent deviations  of  forecasted  values  from
  3586.        actual values,
  3587.  
  3588.                2)         turning point performance,
  3589.  
  3590.                3)         systematic behaviour of deviations.
  3591.  
  3592.             Deviations of forecasted values from actual values give a gen-
  3593.        eral idea of the accuracy of the model. Systematic drifts in devia-
  3594.        tions may provide information for either re-specifying the model or
  3595.        adjusting  the  forecast to account for the drift in deviations. Of
  3596.  
  3597.  
  3598.  
  3599.  
  3600.  
  3601.  
  3602.  
  3603.  
  3604.  
  3605.        equal importance in evaluating forecast accuracy is  turning  point
  3606.        performance,  that  is,  how  well  the  model  is able to forecast
  3607.        changes in the movement of the dependent  variable.  More  criteria
  3608.        for evaluating forecast accuracy are discussed below.
  3609.  
  3610.  
  3611.        6.4         Forecast performance criteria
  3612.  
  3613.  
  3614.             A model might fit the historical data very well. However, when
  3615.        the  forecasts  are compared with future data that are not used for
  3616.        estimation of parameters, the fit might not be so good. Hence  com-
  3617.        parison  of  forecasts with actual observations may give additional
  3618.        information about the quality of the model.  Suppose  we  have  the
  3619.        time  series,  Y1,  Y2,   |  |  |  | , YN,  YN\d+\d1,  |  |  |  | ,
  3620.        YN\d+M.
  3621.  
  3622.             The M last observations are removed from the time  series  and
  3623.        the  model building procedure. The one-step-ahead forecasting error
  3624.        is given by:
  3625.                                 eN\d+t= YN\d+t-
  3626.                               /*^YN\d+t\d\u(em1(1)
  3627.                               t = 1, 2, |  |  |  |  M
  3628.        (6-1)
  3629.  
  3630.  
  3631.        where
  3632.  
  3633.                 /*^YN\d+t\d\u(em1(1) is the one-step-ahead forecast.
  3634.  
  3635.  
  3636.                Mean error
  3637.  
  3638.  
  3639.             The mean error, ME, is defined by
  3640.  
  3641.             ME is a criterium for forecast bias. Since the expectation  of
  3642.        the residuals should be zero, a large deviation from zero indicates
  3643.        bias in the forecasts.
  3644.  
  3645.  
  3646.                Mean percent error
  3647.  
  3648.  
  3649.             The mean percent error, MPE, is defined by
  3650.  
  3651.  
  3652.  
  3653.             This statistic also indicates possible bias in the  forecasts.
  3654.        The  criterium measures percentage deviation in the bias. It is not
  3655.        recommended to use MPE when the observations are small.
  3656.  
  3657.  
  3658.                Root mean square error
  3659.  
  3660.  
  3661.             The root mean square error, RMSE, of the forecast  is  defined
  3662.  
  3663.  
  3664.  
  3665.  
  3666.  
  3667.  
  3668.  
  3669.  
  3670.  
  3671.        as
  3672.  
  3673.             RMSE is the most commonly used measure for forecasting  preci-
  3674.        sion.
  3675.  
  3676.  
  3677.                Mean absolute error
  3678.  
  3679.  
  3680.             The mean absolute error, MAE, is given by
  3681.  
  3682.  
  3683.                Theil's inequality coefficient
  3684.  
  3685.  
  3686.             Theil's inequality coefficient is defined as follows:
  3687.  
  3688.             Theil's U is preferred  as  a  measure  of  forecast  accuracy
  3689.        because  the error between forecasted and actual values can be bro-
  3690.        ken down to errors due to:
  3691.  
  3692.                1)         central tendency,
  3693.  
  3694.                2)         unequal variation between predicted and realized
  3695.        changes, and
  3696.  
  3697.                3)         incomplete covariation of predicted  and  actual
  3698.        changes.
  3699.  
  3700.             This decomposition of prediction errors can be used to  adjust
  3701.        the model so that the accuracy of the model can be improved.
  3702.  
  3703.             Another quality that a forecasting model must possess is abil-
  3704.        ity  to capture turning points. That is, a forecast must be able to
  3705.        change direction in the same time period  that  the  actual  series
  3706.        under  study changes direction. If a model is estimated over a long
  3707.        period of time which contains several turning points, ex-post fore-
  3708.        cast  analysis  can  generally  detect a model's inability to trace
  3709.        closely actuals that display turning points.
  3710.  
  3711.  
  3712.        7       Choice of forecasting model
  3713.  
  3714.  
  3715.  
  3716.        7.1         Forecasting performance
  3717.  
  3718.  
  3719.             Although the choice of a forecasting model is  usually  guided
  3720.        by  its  forecasting performance, other considerations must receive
  3721.        attention. Thus, the length of the forecast period, the  functional
  3722.        form,  and the forecast accuracy of the explanatory variables of an
  3723.        econometric model must be considered.
  3724.  
  3725.             The length of the forecast period affects the decision to  use
  3726.        one type of a model versus another, along with historical data lim-
  3727.        itations and the purpose of the forecasting  model.  For  instance,
  3728.  
  3729.  
  3730.  
  3731.  
  3732.  
  3733.  
  3734.  
  3735.  
  3736.  
  3737.        ARIMA  models  may be appropriate forecasting models for short-term
  3738.        forecasts when stability is not an issue, when sufficient  histori-
  3739.        cal  data  are  available,  and  when causality is not of interest.
  3740.        Also, when the structure that generates the data  is  difficult  to
  3741.        identify, one has no choice but to use a forecasting model which is
  3742.        based on historical data of the variable of interest.
  3743.  
  3744.  
  3745.             The functional form of the model must also be considered in  a
  3746.        forecasting  model.  While it is true that a more complex model may
  3747.        reduce the model specification error, it is also true that it will,
  3748.        in  general,  considerably  increase the effect of data errors. The
  3749.        model form should be chosen  to  recognize  the  trade-off  between
  3750.        these sources of error.
  3751.  
  3752.             Availability of forecasts for explanatory variables and  their
  3753.        reliability record is another issue affecting the choice of a fore-
  3754.        casting model. A superior model using explanatory  variables  which
  3755.        may  not  be  forecasted  accurately  can be inferior to an average
  3756.        model whose explanatory variables are forecasted accurately.
  3757.  
  3758.             When market stability is an issue,  econometric  models  which
  3759.        can  handle  structural  changes  should  be used to forecast. When
  3760.        causality matters, simple models or ARIMA models cannot be used  as
  3761.        forecasting  tools. Nor can they be used when insufficient histori-
  3762.        cal data exist. Finally, when the purpose of the model is to  fore-
  3763.        cast the effects associated with changes in the factors that influ-
  3764.        ence the variable in  question,  time  series  models  may  not  be
  3765.        appropriate  (with  the  exception, of course, of transfer function
  3766.        and multiple time series models).
  3767.  
  3768.  
  3769.        7.2         Length of forecast period
  3770.  
  3771.  
  3772.             For normal extensions of switching equipment and additions  of
  3773.        circuits,  a  forecast period of about six years is necessary. How-
  3774.        ever, a longer forecast period may be necessary for the planning of
  3775.        new cables or other transmission media or for major plant installa-
  3776.        tions. Estimates in the long term would necessarily be  less  accu-
  3777.        rate than short-term forecasts but that would be acceptable.
  3778.  
  3779.             In forecasting with a statistical model,  the  length  of  the
  3780.        forecast period is entirely determined by:
  3781.  
  3782.                a)         the historical data available,
  3783.  
  3784.                b)         the purpose or use of the forecast,
  3785.  
  3786.                c)         the market structure that generates the data,
  3787.  
  3788.                d)         the forecasting model used,
  3789.  
  3790.                e)         the frequency of the data.
  3791.  
  3792.             The historical data available depends  upon  the  period  over
  3793.        which it has been collected and the frequency of collection (or the
  3794.  
  3795.  
  3796.  
  3797.  
  3798.  
  3799.  
  3800.  
  3801.  
  3802.  
  3803.        length of the period over which data is aggregated). A  small  his-
  3804.        torical data base can only support a short prediction interval. For
  3805.        example, with 10 or 20 observations
  3806.  
  3807.             a model can be used to forecast 4-5 periods  past  the  sample
  3808.        (i.e. into  the  future).  On the other hand, with 150-200 observa-
  3809.        tions, potentially reliable forecasts can be  obtained  for  30  to
  3810.        50 periods past the sample - other things being equal.
  3811.  
  3812.             Certainly, the purpose of the forecast affects the  number  of
  3813.        predicted  periods. Long range facility planning requires forecasts
  3814.        extending 15-20 or more years into the future. Rate change  evalua-
  3815.        tions may only require forecasts for 2-3 years. Alteration of rout-
  3816.        ing arrangements could  only  require  forecasts  extending  a  few
  3817.        months past the sample.
  3818.  
  3819.             Stability of a market, or lack thereof, also affect the length
  3820.        of  the  forecast  period. With a stable market structure one could
  3821.        conceivably extend the forecast  period  to  equal  the  historical
  3822.        period.  However, a volatile market does not afford the same luxury
  3823.        to the forecaster; the forecast period can only consist  of  a  few
  3824.        periods into the future.
  3825.  
  3826.             The forecasting models used to generate forecasts do, by their
  3827.        nature,  influence  the decision on how far into the future one can
  3828.        reasonably forecast. Structural models tend to perform better  than
  3829.        other  models  in the long run, while for short-run predictions all
  3830.        models seem to perform equally well.
  3831.  
  3832.             It should be noted that while the purpose of the forecast  and
  3833.        the forecasting model affect the length of the forecast, the number
  3834.        of periods to be forecasted play a crucial role in  the  choice  of
  3835.        the forecasting model and the use to which a forecast is put.
  3836.  
  3837.  
  3838.                                      ANNEX A
  3839.                             (to Recommendation E.507)
  3840.  
  3841.                      Description of forecasting procedures
  3842.  
  3843.  
  3844.        A.1         Estimation of  autoregressive parameters
  3845.  
  3846.  
  3847.             The empirical autocorrelation at lag k is given by:
  3848.                                         r
  3849.                                       k =
  3850.                                      fIv 0
  3851.                                     _______
  3852.        (A-1)
  3853.  
  3854.  
  3855.  
  3856.        where
  3857.  
  3858.        and
  3859.  
  3860.        N being the total number of observations.
  3861.  
  3862.             The relation between [rk] and the estimates [/k]  of  [/k]  is
  3863.  
  3864.  
  3865.  
  3866.  
  3867.  
  3868.  
  3869.  
  3870.  
  3871.  
  3872.        given by the Yule-Walker equations :
  3873.  
  3874.        r 1 = / 1 + / 2r 1 + . |  |  + / pr p -1
  3875.        r 2 = / 1r 1 + / 2r 2 + . |  |  + / pr p -2  x (A-4)
  3876.  
  3877.        x
  3878.  
  3879.        x
  3880.  
  3881.        r p  = / 1r p -1  + / 2r p -2  + . |  |  + / p
  3882.  
  3883.             Hence the estimators [/k] can be found by solving this  system
  3884.        of equations.
  3885.  
  3886.             For computations, an alternative to directly solving the equa-
  3887.        tions  is the following recursive procedure. Let [ / k , | fIj  ] j
  3888.        be estimators of the parameters at lag j  = 1, 2, . |  | , k  given
  3889.        that the total number of parameters are k . The estimators [/ k +1,
  3890.        | fIj  ] j are then found by
  3891.  
  3892.             Defining / p , | fIj  = / j ,  | fIj = 1, 2, . |  | , p ,  the
  3893.        forecast of the traffic demand at time t +1 is expressed by:
  3894.                                         X
  3895.                                       t +1
  3896.                                        = /
  3897.                                        1X
  3898.                                      t + /
  3899.                                        2X
  3900.                                       t -1
  3901.                                    + . |  |  +
  3902.                                         /
  3903.                                        pX
  3904.                                       t -p
  3905.  
  3906.        (A-7)
  3907.  
  3908.  
  3909.  
  3910.  
  3911.  
  3912.        A.2         Forecasting with ARIMA models
  3913.  
  3914.  
  3915.             The forecast l time units ahead is given by:
  3916.  
  3917.        which means that [Xj] is defined as a forecast when j  > t and oth-
  3918.        erwise  as an actual observation and that [aj] is defined as 0 when
  3919.        j  > t since white noise has expectation 0. If the observations are
  3920.        known ( j   t ), then  [aj] is equal to the residual.
  3921.  
  3922.                                      ANNEX B
  3923.                             (to Recommendation E.507)
  3924.  
  3925.                      Kalman Filter for a linear trend model
  3926.  
  3927.  
  3928.  
  3929.  
  3930.  
  3931.  
  3932.  
  3933.  
  3934.  
  3935.  
  3936.  
  3937.             To model telephone traffic, it is assumed that  there  are  no
  3938.        deterministic  changes in the demand pattern. This situation can be
  3939.        modelled by setting the deterministic component Ztto zero. Then the
  3940.        general state space model is:
  3941.  
  3942.                                 Xt\d+\d1= |Xt+ wt
  3943.                                       (B-1)
  3944.                                    Yt= HXt+ vt
  3945.  
  3946.  
  3947.        where
  3948.  
  3949.                Xt      is an s-vector of state variables in period t ,
  3950.  
  3951.                Yt      is a vector of measurements in year t ,
  3952.  
  3953.                |          is an s xs transition matrix that may,  in  gen-
  3954.        eral, depend on t ,
  3955.  
  3956.        and
  3957.  
  3958.                wt      is an s-vector of random modelling errors,
  3959.  
  3960.                vt      is the measurement error in year t .
  3961.  
  3962.             For  modelling  telephone  traffic  demand,  adapt  a   simple
  3963.        two-state, one-data variable model defined by:
  3964.  
  3965.        and
  3966.                                    yt= xt+ vt
  3967.        (B-3)
  3968.  
  3969.  
  3970.  
  3971.        where
  3972.  
  3973.                xt      is the true load in year t ,
  3974.  
  3975.                xt      is the true incremental growth in year t ,
  3976.  
  3977.                yt      is the measured load in year t ,
  3978.  
  3979.                vt      is the measurement error in year t .
  3980.  
  3981.  
  3982.        Thus, in our model
  3983.  
  3984.        The one-step-ahead projection is written as follows:
  3985.  
  3986.        where
  3987.  
  3988.             X t +1,t  is the projection of the state variable in period  t
  3989.         + 1 given observations through year t .
  3990.  
  3991.             The (tand |tcoefficients are the Kalman gain matrices in  year
  3992.        t . Rewriting the above equation yields:
  3993.  
  3994.  
  3995.  
  3996.  
  3997.  
  3998.  
  3999.  
  4000.  
  4001.  
  4002.                                 xt\d,\dt= (1-(t)x
  4003.                                      t,t -1
  4004.                                         +
  4005.                                        (t
  4006.  
  4007.        (B-6)
  4008.  
  4009.  
  4010.  
  4011.        and
  4012.                                xt\d,\dt= (1-|t)x
  4013.                                      t,t -1
  4014.                                     + |t(yt- x
  4015.                                     t -1,t -1
  4016.                                         )
  4017.        (B-7)
  4018.  
  4019.  
  4020.             The Kalman Filter creates a linear trend for each time  series
  4021.        being  forecast  based on the current observation or measurement of
  4022.        traffic demand and the previous year's forecast of that demand. The
  4023.        observation  and  forecasted traffic load are combined to produce a
  4024.        smoothed load that corresponds to the level of the process,  and  a
  4025.        smoothed  growth  increment.  The Kalman gain values (tand |tcan be
  4026.        either fixed or adaptive. In [16] Moreland presents  a  method  for
  4027.        selecting  fixed,  robust  parameters that provide adequate perfor-
  4028.        mance independent of system noise, measurement error,  and  initial
  4029.        conditions.  For  further  details on the proper selection of these
  4030.        parameters see [6], [20] and [22].
  4031.  
  4032.                                      ANNEX C
  4033.                             (to Recommendation E.507)
  4034.  
  4035.                         Example of an econometric model
  4036.  
  4037.  
  4038.             To illustrate the workings of an econometric  model,  we  have
  4039.        chosen  the  model  of United States billed minutes to Brazil. This
  4040.        model was selected among alternative models for three reasons:
  4041.  
  4042.  
  4043.                a)         to demonstrate the introduction  of  explanatory
  4044.        variables,
  4045.  
  4046.                b)         to point out difficulties associated with models
  4047.        used  for both the estimation of the structure and forecasting pur-
  4048.        poses, and
  4049.  
  4050.                c)         to  show  how  transformations  may  affect  the
  4051.        results.
  4052.  
  4053.             The demand of United States billed minutes to Brazil (MIN ) is
  4054.        estimated  by  a  log-linear  equation which includes United States
  4055.        billed messages to Brazil (MSG ), a real telephone price index (RPI
  4056.        ),  United  States personal income in 1972 prices (YP 72), and real
  4057.        bilateral trade between the United States  and  Brazil  (RTR  )  as
  4058.        explanatory variables. This model is represented as:
  4059.  
  4060.  
  4061.  
  4062.  
  4063.  
  4064.  
  4065.  
  4066.  
  4067.  
  4068.                           ln(MIN )t= |0 + |1ln(MSG )t
  4069.                           + |2ln(RPI )t + |3ln(YP 72)t
  4070.                                + |4ln(RTR )t + ut
  4071.        (C-1)
  4072.  
  4073.  
  4074.        where utis the error term of  the  regression  and  where,  |1 > 0,
  4075.        |2 < 0, |3 > 0 and |4 > 0 are expected values.
  4076.  
  4077.  
  4078.             Using ridge regression to deal with  severe  multicollinearity
  4079.        problems,  we estimate the equation over the 1971 |  |  (i.e. first
  4080.        quarter of 1971) to 1979 |  |  interval and  obtain  the  following
  4081.        results:
  4082.  
  4083.        ln(MIN )t= -3.489 + ( 0.619) ln(MSG  )t-  (  0.447)  ln(RPI  )t+  (
  4084.          1.166) ln(YP 72)t+ ( 0.281) ln(RTR )t In(MIN )t= -3.489 + (0.035)
  4085.                  ln(MSG )t- (0.095) ln(RPI )t+ (0.269) ln(YP 72)t+ (0.084)
  4086.                (C-2)
  4087.  
  4088.                .sp 1
  4089.                      R 2 = 0.985, SER = 0.083, D-W = 0.922,
  4090.                                     k  = 0.10
  4091.        (C-3)
  4092.  
  4093.  
  4094.        where R 2 is the adjusted coefficient of determination, SER is  the
  4095.        standard  error of the regression, D-W is the Durbin-Watson statis-
  4096.        tic, and  k  is  the  ridge  regression  constant.  The  values  in
  4097.        parentheses under the equation are the estimated standard deviation
  4098.        of the estimated parameters |1, |3/4d2, |3, |4.
  4099.  
  4100.             The introduction of messages as  an  explanatory  variable  in
  4101.        this   model   was   necessitated   by  the  fact  that  since  the
  4102.        mid-seventies transmission  quality  has  improved  and  completion
  4103.        rates have risen while, at the same time, the strong growth in this
  4104.        market has begun to dissipate. Also,  the  growth  rates  for  some
  4105.        periods  could  not  have been explained by rate activity on either
  4106.        side or real United States personal income. The  behaviour  of  the
  4107.        message variable in the minute equation was able to account for all
  4108.        these factors.
  4109.  
  4110.             Because the model serves a dual purpose  -  namely,  structure
  4111.        estimation  and  forecasting - at least one more variable is intro-
  4112.        duced than if the model were to be used  for  forecasting  purposes
  4113.        alone. The introduction of additional explanatory variables results
  4114.        in  severe  multicollinearity  and  necessitates  employing   ridge
  4115.        regression  which lowers R 2 and the Durbin-Watson statistic.  Con-
  4116.        sequently, the predictive power of the model is reduced somewhat.
  4117.  
  4118.             The effect of transforming the variables of a model are  shown
  4119.        in  the  ex-post forecast analysis performed on the model of United
  4120.        States billed minutes to Brazil.  The deviations  using  levels  of
  4121.        the  variables are larger than those of the logarithms of the vari-
  4122.        ables which were used to obtain a better fit  (the  estimated  RMSE
  4123.        for  the  log-linear  regression model is 0.119 | 27). The forecast
  4124.        results in level and logarithmic form are shown in Table C-1/E.507.
  4125.  
  4126.  
  4127.  
  4128.  
  4129.  
  4130.  
  4131.  
  4132.  
  4133.  
  4134.                                  H.T. [T1.507]
  4135.                                  TABLE C-1/E.507
  4136.  
  4137.                      ________________________________________
  4138.                               Logarithms         Levels
  4139.                      ________________________________________
  4140.  
  4141.                     |
  4142.                     |
  4143.                            |
  4144.                            |
  4145.                                           |
  4146.                                           |
  4147.                                                             |
  4148.                                                             |
  4149.  
  4150.  
  4151.  
  4152.        _____________________________________________________________________________________
  4153.                   Forecast   Actual   % deviation    Forecast       Actual      % deviation
  4154.        _____________________________________________________________________________________
  4155.         1980: 1    14.858    14.938     -0.540      2 | 36 | 69   3 | 73 | 97     - 7.725
  4156.               2    14.842    14.972     -0.872      2 | 91 | 50   3 | 80 | 34     -12.234
  4157.               3    14.916    15.111     -1.296      3 | 05 | 37   3 | 54 | 92     -17.746
  4158.               4    14.959    15.077     -0.778      3 | 37 | 98   3 | 29 | 16     -11.089
  4159.         1981: 1    15.022    15.102     -0.535      3 | 41 | 33   3 | 21 | 35     - 7.731
  4160.               2    14.971    15.141     -1.123      3 | 75 | 77   3 | 62 | 92     -15.601
  4161.               3    15.395    15.261     - 0.879     4 | 52 | 78   4 | 44 | 78      14.333
  4162.               4    15.405    15.302     - 0.674     4 | 01 | 46   4 | 21 | 55    - 10.844
  4163.         1982: 1    15.365    15.348     - 0.110     4 | 09 | 65   4 | 30 | 38    -  1.702
  4164.               2    15.326    15.386     -0.387      4 | 28 | 47   4 | 07 | 01     - 5.802
  4165.        _____________________________________________________________________________________
  4166.  
  4167.       |
  4168.       |
  4169.       |
  4170.       |
  4171.       |
  4172.       |
  4173.       |
  4174.       |
  4175.       |
  4176.       |
  4177.       |
  4178.       |
  4179.       |
  4180.  
  4181.  
  4182.  
  4183.  
  4184.  
  4185.  
  4186.  
  4187.  
  4188.  
  4189.  
  4190.  
  4191.                |
  4192.                |
  4193.                |
  4194.                |
  4195.                |
  4196.                |
  4197.                |
  4198.                |
  4199.                |
  4200.                |
  4201.                |
  4202.                |
  4203.                |
  4204.  
  4205.  
  4206.  
  4207.  
  4208.  
  4209.  
  4210.  
  4211.  
  4212.  
  4213.  
  4214.  
  4215.                           |
  4216.                           |
  4217.                           |
  4218.                           |
  4219.                           |
  4220.                           |
  4221.                           |
  4222.                           |
  4223.                           |
  4224.                           |
  4225.                           |
  4226.                           |
  4227.                           |
  4228.  
  4229.  
  4230.  
  4231.  
  4232.  
  4233.  
  4234.  
  4235.  
  4236.  
  4237.  
  4238.  
  4239.                                    |
  4240.                                    |
  4241.                                    |
  4242.                                    |
  4243.                                    |
  4244.                                    |
  4245.                                    |
  4246.                                    |
  4247.                                    |
  4248.                                    |
  4249.                                    |
  4250.                                    |
  4251.                                    |
  4252.  
  4253.  
  4254.  
  4255.  
  4256.  
  4257.  
  4258.  
  4259.  
  4260.  
  4261.  
  4262.  
  4263.                                                  |
  4264.                                                  |
  4265.                                                  |
  4266.                                                  |
  4267.                                                  |
  4268.                                                  |
  4269.                                                  |
  4270.                                                  |
  4271.                                                  |
  4272.                                                  |
  4273.                                                  |
  4274.                                                  |
  4275.                                                  |
  4276.  
  4277.  
  4278.  
  4279.  
  4280.  
  4281.  
  4282.  
  4283.  
  4284.  
  4285.  
  4286.  
  4287.                                                                |
  4288.                                                                |
  4289.                                                                |
  4290.                                                                |
  4291.                                                                |
  4292.                                                                |
  4293.                                                                |
  4294.                                                                |
  4295.                                                                |
  4296.                                                                |
  4297.                                                                |
  4298.                                                                |
  4299.                                                                |
  4300.  
  4301.  
  4302.  
  4303.  
  4304.  
  4305.  
  4306.  
  4307.  
  4308.  
  4309.  
  4310.  
  4311.                                                                              |
  4312.                                                                              |
  4313.                                                                              |
  4314.                                                                              |
  4315.                                                                              |
  4316.                                                                              |
  4317.                                                                              |
  4318.                                                                              |
  4319.                                                                              |
  4320.                                                                              |
  4321.                                                                              |
  4322.                                                                              |
  4323.                                                                              |
  4324.  
  4325.  
  4326.  
  4327.  
  4328.  
  4329.  
  4330.  
  4331.  
  4332.  
  4333.  
  4334.  
  4335.                                                                                            |
  4336.                                                                                            |
  4337.                                                                                            |
  4338.                                                                                            |
  4339.                                                                                            |
  4340.                                                                                            |
  4341.                                                                                            |
  4342.                                                                                            |
  4343.                                                                                            |
  4344.                                                                                            |
  4345.                                                                                            |
  4346.                                                                                            |
  4347.                                                                                            |
  4348.  
  4349.  
  4350.  
  4351.  
  4352.  
  4353.  
  4354.  
  4355.  
  4356.  
  4357.  
  4358.  
  4359.  
  4360.  
  4361.                                                Table C-1/E.507 [T1.507] p.
  4362.  
  4363.  
  4364.  
  4365.  
  4366.  
  4367.                References
  4368.  
  4369.  
  4370.        [1]         ABRAHAM (A.) and LEDOLTER (J.): Statistical methods for
  4371.        forecasting J. Wiley , New York, 1983.
  4372.  
  4373.        [2]          ANDERSON (O. | .): Time series analysis and  forecast-
  4374.        ing. The Box-Jenkins approach. Butterworth , London, 1976.
  4375.  
  4376.        [3]         BOX (G. | . | .) and JENKINS  (G.  |  .):  Time  Series
  4377.        Analysis:  Forecasting  and  Control,  Holden-Day  , San Francisco,
  4378.        1976.
  4379.  
  4380.        [4]         BROWN (R. | .): Introduction to random signal  analysis
  4381.        and Kalman Filtering. John Wiley & Sons , New York, 1983.
  4382.  
  4383.        [5]         CCITT: Manual planning data  and  forecasting  methods,
  4384.        Vol. I and II, ITU , Geneva, 1988.
  4385.  
  4386.        [6]         CHEMOUIL (P.) and GARNIER (B.): An Adaptive  Short-Term
  4387.        Traffic  Forecasting  Procedure  Using  Kalman  Filtering. ITC 11 ,
  4388.        Tokyo, 1985.
  4389.  
  4390.        [7]          DRAPER  (N.)  and  SMITH  (H.):   Applied   Regression
  4391.        Analysis, Second Edition, John Wiley & Sons , New York, 1981.
  4392.  
  4393.        [8]         DUTTA (M.): Econometric Methods, South-Western Publish-
  4394.        ing Co. , Cincinnati, 1975.
  4395.  
  4396.  
  4397.  
  4398.  
  4399.  
  4400.  
  4401.  
  4402.  
  4403.  
  4404.        [9]          GARDNER (E. | . | r.): Exponential smoothing the state
  4405.        of art. Journal of forecasting , 4, pp. 1-28, 1985.
  4406.  
  4407.        [10]         GILCHRIST W.: Statistical forecasting.  John  Wiley  &
  4408.        Sons , New York, 1976.
  4409.  
  4410.        [11]         GRANGER (C. | . | .)  and  NEWBOLD  (P.):  Forecasting
  4411.        Economic Time Series, Academic Press , New York, 1977.
  4412.  
  4413.        [12]         JOHNSTON (J.): Econometric  Methods,  Second  Edition,
  4414.        McGraw-Hill , New York, 1972.
  4415.  
  4416.        [13]         JUDGE (G. | .) et al. : The  Theory  and  Practice  of
  4417.        Econometrics, John Wiley & Sons , New York, 1980.
  4418.  
  4419.        [14]          KMENTA (J.): Elements of Econometrics, Macmillan Pub-
  4420.        lishing Company , New York, 1971.
  4421.  
  4422.        [15]         MAKRIDAKIS (S.), WHEELWRIGHT (S. |  .),  McGEE  (V.  |
  4423.        E.):  Forecasting  methods  and  applications  Second Edition. John
  4424.        Wiley & Sons , New York, 1983.
  4425.  
  4426.        [16]          MORELAND (J. | .):  A  robust  sequential  projection
  4427.        algorithm  for traffic load forecasting. The Bell Technical Journal
  4428.        , Vol. 61, No. 1, 1982.
  4429.  
  4430.        [17]         NELSON (C. | .):  Applied  Time  Series  Analysis  for
  4431.        Managerial Forecasting, Holden-Day , San Francisco, 1973.
  4432.  
  4433.        [18]         PACK (C. | .) and WHITAKER (B.  |  .):  Kalman  Filter
  4434.        models  for  network  forecasting.  The  Bell  Technical  Journal ,
  4435.        Vol. 61, No. 1, pp.  1-9, 1982.
  4436.  
  4437.        [19]          SORENSON  (H.  |  .):  Kalman  filtering  techniques.
  4438.        Advances in control systems theory and applications. Academic Press
  4439.        , Vol. 3, pp. 219-292, 1966.
  4440.  
  4441.        [20]         SZELAG (C. | .): A  short-term  forecasting  algorithm
  4442.        for  trunk  demand servicing. The Bell Technical Journal , Vol. 61,
  4443.        No. 1, pp. 67-96, 1982.
  4444.  
  4445.        [21]         THEIL (H.): Principles of Econometrics, John  Wiley  &
  4446.        Sons , New York, 1971.
  4447.  
  4448.        [22]         TOME (F. | .) and CUNHA (J. | .): Traffic  forecasting
  4449.        with a state space model. ITC 11 , Tokyo, 1985.
  4450.  
  4451.        [23]         WONNACOTT (T. | .) and WONNACOTT (R. | .): Regression.
  4452.        John Wiley & Sons , New York, 1981.
  4453.  
  4454.  
  4455.                Bibliography
  4456.  
  4457.  
  4458.        PINDYCK (R. | .) and RUBINFELD (D. |  .):  Econometric  Models  and
  4459.        Econometric Forecasts, McGraw-Hill , New York, 1981.
  4460.  
  4461.  
  4462.  
  4463.  
  4464.  
  4465.  
  4466.  
  4467.  
  4468.  
  4469.  
  4470.        SASTRI, (T.): A state space  modelling  approach  for  time  series
  4471.        forecasting.  Management  Science , Vol. 31, No. 11, pp. 1451-1470,
  4472.        1985.
  4473.  
  4474.  
  4475.  
  4476.        Recommendation E.508
  4477.  
  4478.  
  4479.                      FORECASTING NEW INTERNATIONAL SERVICES
  4480.  
  4481.  
  4482.  
  4483.  
  4484.        1       Introduction
  4485.  
  4486.  
  4487.             The operation and administration of an international  telecom-
  4488.        munications  network should include the consideration of subscriber
  4489.        demands for new services which may have  different  characteristics
  4490.        than  the  traditional  traffic  (i.e.  peak  busy hours, bandwidth
  4491.        requirements, and average call  durations  may  be  different).  By
  4492.        addressing  these  new demands, Administrations can be more respon-
  4493.        sive to customer  requirements  for  innovative  telecommunications
  4494.        services.  Based  on the type of service and estimated demand for a
  4495.        service, network facilities and capacity may have to be  augmented.
  4496.        An  augmentation  of  the international network could require large
  4497.        capital investments and  additional  administrative  functions  and
  4498.        responsibilities.   Therefore,  it  is appropriate that Administra-
  4499.        tions forecast new international  services  within  their  planning
  4500.        process.
  4501.  
  4502.             This Recommendation presents methods for forecasting new  ser-
  4503.        vices. The definitions of some of the characteristics of these ser-
  4504.        vices, together with their requirements, are covered in  S 2,  fol-
  4505.        lowed  by  base data requirements in S 3. S 4 discusses research to
  4506.        identify the potential market.  Presentation of forecasting methods
  4507.        are contained in S 5. S 6 concludes with forecast tests and adjust-
  4508.        ments.
  4509.  
  4510.  
  4511.        2       New service definitions
  4512.  
  4513.  
  4514.             2.1 A distinction exists  between  those  services  which  are
  4515.        enhancements  of  existing services carried on the existing network
  4516.        and those services which are novel.
  4517.  
  4518.  
  4519.             Many of the services in this latter category will  be  carried
  4520.        on  the  Integrated  Services Digital Network (ISDN). It is not the
  4521.        purpose of this section to provide an exhaustive list  of  services
  4522.        but  rather to establish a framework for their classification. This
  4523.        framework is required because different base data  and  forecasting
  4524.        strategies may be necessary in each case.
  4525.  
  4526.  
  4527.  
  4528.  
  4529.  
  4530.  
  4531.  
  4532.  
  4533.  
  4534.  
  4535.  
  4536.        2.2         enhanced services offered over the existing network
  4537.  
  4538.  
  4539.             These are services which are offered over  the  existing  net-
  4540.        work,  and which offer an enhancement of the original use for which
  4541.        the network was intended. Services such as the international  free-
  4542.        phone service, credit card calling and closed user groups are exam-
  4543.        ples of enhancements of voice services;  while  facsimile,  telefax
  4544.        and videotex are examples of non-voice services. These services may
  4545.        be carried over the existing network and, therefore, data will con-
  4546.        cern  usage  or  offered load specific to the enhancement. Arrange-
  4547.        ments can be established for the measurement of this traffic,  such
  4548.        as  the  use of special network access codes for non-voice applica-
  4549.        tions or by  sampling  outgoing  circuits  for  the  proportion  of
  4550.        non-voice to voice traffic.
  4551.  
  4552.  
  4553.        2.3         novel services
  4554.  
  4555.  
  4556.             Novel services are defined as totally  new  service  offerings
  4557.        many  of  which  may be carried over the ISDN. In the case of ISDN,
  4558.        Recommendation I.210 divides telecommunications services  into  two
  4559.        broad     categories:    bearer    services    and    teleservices.
  4560.        Recommendation I.210 further defines supplementary  services  which
  4561.        modify or supplement a basic telecommunications service. The defin-
  4562.        ition of bearer services supported by the
  4563.  
  4564.             ISDN is contained in  Recommendations I.210  and I.211,  while
  4565.        that  for teleservices is found in Recommendations I.210 and I.212.
  4566.        Bearer  services  may  include  circuit  switched   services   from
  4567.        64 kbit/s  to  2 Mbit/s  and packet services. Circuit switched ser-
  4568.        vices above 2 Mbit/s are for further study.
  4569.  
  4570.             Teleservices may include Group 4 facsimile,  mixed  mode  text
  4571.        and  facsimile,  64 kbit/s Teletex and Videotex, videophone, video-
  4572.        conferencing, electronic funds transfer and point of sale  transac-
  4573.        tion  services.  These  lists  are  not exhaustive but indicate the
  4574.        nature and scope of bearer services and teleservices.  Examples  of
  4575.        new services are diagrammatically presented in Table 1/E.508.
  4576.  
  4577.                                  H.T. [T1.508]
  4578.                                   TABLE 1/E.508
  4579.                     Examples of enhanced and novel services
  4580.  
  4581.  
  4582.  
  4583.  
  4584.  
  4585.  
  4586.  
  4587.  
  4588.  
  4589.  
  4590.  
  4591.  
  4592.  
  4593.  
  4594.  
  4595.  
  4596.  
  4597.  
  4598.  
  4599.  
  4600.  
  4601.  
  4602.        ___________________________________________________________________________________
  4603.  
  4604.  
  4605.  
  4606.                                        "Novel" services
  4607.  
  4608.  
  4609.                     {
  4610.  
  4611.                                         Bearer services               Teleservices
  4612.        ___________________________________________________________________________________
  4613.         Teletex                    Packet                      Group 4 facsimile
  4614.         Facsimile                                              Mixed mode
  4615.         Videotex                                               Videophone
  4616.         Message handling systems   Circuit switched services   Videoconferencing
  4617.         International freephone    - 64 kbit/s                 Electronic funds transfer
  4618.         Credit cards               - 2 Mbit/s                  Point of sale transactions
  4619.         Closed user groups                                      {
  4620.         Teletex (64 kbit/s)
  4621.         Videotex (64 kbit/s)
  4622.          }
  4623.        ___________________________________________________________________________________
  4624.  
  4625.       |
  4626.       |
  4627.       |
  4628.       |
  4629.       |
  4630.       |
  4631.       |
  4632.       |
  4633.       |
  4634.       |
  4635.       |
  4636.       |
  4637.       |
  4638.       |
  4639.       |
  4640.       |
  4641.       |
  4642.  
  4643.  
  4644.  
  4645.  
  4646.  
  4647.  
  4648.  
  4649.  
  4650.  
  4651.  
  4652.  
  4653.  
  4654.  
  4655.  
  4656.  
  4657.                                 |
  4658.                                 |
  4659.                                 |
  4660.                                 |
  4661.                                 |
  4662.                                 |
  4663.                                 |
  4664.                                 |
  4665.                                 |
  4666.                                 |
  4667.                                 |
  4668.                                 |
  4669.                                 |
  4670.                                 |
  4671.                                 |
  4672.                                 |
  4673.                                 |
  4674.  
  4675.  
  4676.  
  4677.  
  4678.  
  4679.  
  4680.  
  4681.  
  4682.  
  4683.  
  4684.  
  4685.  
  4686.  
  4687.  
  4688.  
  4689.                                                             |
  4690.                                                             |
  4691.                                                             |
  4692.                                                             |
  4693.                                                             |
  4694.                                                             |
  4695.                                                             |
  4696.                                                             |
  4697.                                                             |
  4698.                                                             |
  4699.                                                             |
  4700.                                                             |
  4701.                                                             |
  4702.                                                             |
  4703.                                                             |
  4704.                                                             |
  4705.  
  4706.  
  4707.  
  4708.  
  4709.  
  4710.  
  4711.  
  4712.  
  4713.  
  4714.  
  4715.  
  4716.  
  4717.  
  4718.  
  4719.                                                                                          |
  4720.                                                                                          |
  4721.                                                                                          |
  4722.                                                                                          |
  4723.                                                                                          |
  4724.                                                                                          |
  4725.                                                                                          |
  4726.                                                                                          |
  4727.                                                                                          |
  4728.                                                                                          |
  4729.                                                                                          |
  4730.                                                                                          |
  4731.                                                                                          |
  4732.                                                                                          |
  4733.                                                                                          |
  4734.                                                                                          |
  4735.                                                                                          |
  4736.  
  4737.  
  4738.  
  4739.  
  4740.  
  4741.  
  4742.  
  4743.  
  4744.  
  4745.  
  4746.  
  4747.  
  4748.  
  4749.  
  4750.  
  4751.  
  4752.  
  4753.                                                 Table 1/E.508 [T1.508], p.
  4754.  
  4755.  
  4756.  
  4757.        3       Base data for forecasting
  4758.  
  4759.  
  4760.  
  4761.        3.1         Measurement of enhanced services
  4762.  
  4763.  
  4764.             Measurements for existing services are available in  terms  of
  4765.        calls,  minutes,  Erlangs, etc.  These  procedures  are  covered in
  4766.        Recommendation E.506, S 2. In order  to  measure/identify  enhanced
  4767.        service data
  4768.  
  4769.             from other traffic data on the same network it may  be  neces-
  4770.        sary  to establish sampling or other procedures to aid in the esti-
  4771.        mation of this traffic, as described in S 4 and S 5.
  4772.  
  4773.  
  4774.        3.2         Novel services
  4775.  
  4776.  
  4777.             Novel services, as defined in S 2, may be carried on the ISDN.
  4778.        In the case of the ISDN, circuit switched bearer services and their
  4779.        associated teleservices will be measured in  64 kbit/s  increments.
  4780.        Packet switched bearer services and associated teleservices will be
  4781.        measured by a unit of throughput, for  example,  kilocharacters  or
  4782.        kilopackets  per  second. Other characteristics needed will reflect
  4783.        service quality measurements such  as:  noise,  echo,  post-dialing
  4784.        delay,   clipping,  bit-error  rate,  holding  time,  set-up  time,
  4785.        error-free seconds, etc.
  4786.  
  4787.  
  4788.        4       Market research
  4789.  
  4790.  
  4791.  
  4792.  
  4793.  
  4794.  
  4795.  
  4796.  
  4797.  
  4798.  
  4799.  
  4800.             Market research is conducted to  test  consumer  response  and
  4801.        behaviour.  This  research  employs  the methods of questionnaires,
  4802.        market analysis, focus groups and interviews.  Its  purpose  is  to
  4803.        determine  consumers'  intentions  to purchase a service, attitudes
  4804.        towards new and existing services, price sensitivity and cross ser-
  4805.        vice elasticities. Market research helps make
  4806.  
  4807.             decisions concerning which new services should be developed. A
  4808.        combination  of  the  qualitative and quantitative phases of market
  4809.        research can be used in  the  initial  stages  of  forecasting  the
  4810.        demand for a new service.
  4811.  
  4812.             The design of market  research  considers  a  sampling  frame,
  4813.        customer/market  stratification,  the  selection of a statistically
  4814.        random sample and the correction of results for non-response  bias.
  4815.        The  sample can be drawn from the entire market or from subsegments
  4816.        of the market. In sampling different market segments, factors which
  4817.        characterize  the  segments  must be alike with respect to consumer
  4818.        behaviour (small intragroup variance) and should differ as much  as
  4819.        possible from other segments (large intergroup variance); each seg-
  4820.        ment is homogeneous while different segments are heterogeneous.
  4821.  
  4822.  
  4823.             The market research may be useful in forecasting existing ser-
  4824.        vices  or the penetration of new services. The research may be used
  4825.        in forecasting novel services or any service which has no  histori-
  4826.        cal series of demand data. It is important that potential consumers
  4827.        be given a complete description of the new service,  including  the
  4828.        terms  and conditions which would accompany its provisioning. It is
  4829.        also important to ask the surveyees whether they would purchase the
  4830.        new service under a variety of illustrative tariff structures
  4831.  
  4832.             and levels. This aspect of market research will aid  in  redi-
  4833.        mensioning the demand upon final determination of the tariff struc-
  4834.        ture and determining the customers' initial price sensitivity.
  4835.  
  4836.  
  4837.        5       Forecasting procedures
  4838.  
  4839.  
  4840.  
  4841.        5.1         General
  4842.  
  4843.  
  4844.             The absence of historical data is the  fundamental  difference
  4845.        between forecasting new services and forecasting existing services.
  4846.        The forecast methodology is dependent on the base data.  For  exam-
  4847.        ple,  for  a  service  that is planned but has not been introduced,
  4848.        market research survey data can be used. If the service is  already
  4849.        in  existence  in  some  countries,  forecasting procedures for its
  4850.        introduction to a new country will involve historical data on other
  4851.        countries,  its  application  to  the new country and comparison of
  4852.        characteristics between countries.
  4853.  
  4854.  
  4855.        5.2         Sampling and questionnaire design
  4856.  
  4857.  
  4858.  
  4859.  
  4860.  
  4861.  
  4862.  
  4863.  
  4864.  
  4865.  
  4866.             The forecasting procedure for novel services based  on  market
  4867.        research  is  made up of five consecutive steps. The first of these
  4868.        consists in defining the scope of the study.
  4869.  
  4870.             The second step involves the definition  and  selection  of  a
  4871.        sample  from  the  population,  where  the  population includes all
  4872.        potential customers which can be identified by  qualitative  market
  4873.        research developed through interviews at focus groups. The research
  4874.        can use stratified samples which involves grouping  the  population
  4875.        into homogeneous segments (or strata) and then sampling within each
  4876.        strata. Stratification prevents the disproportionate representation
  4877.        of some parts of the population that can result by chance with sim-
  4878.        ple random sampling. The sample can be structured to include speci-
  4879.        fied  numbers of respondents having characteristics that are known,
  4880.        or believed, to affect the subject of  the  research.  Examples  of
  4881.        customer  characteristics  would  be  socio-economic background and
  4882.        type of business.
  4883.  
  4884.             The third step is the questionnaire design. A trade-off exists
  4885.        between obtaining as much information as practical and limiting the
  4886.        questionnaire to a reasonable length, as  determined  by  the  sur-
  4887.        veyor. Most questionnaires have three basic sections:
  4888.  
  4889.                1)            qualifying  questions  to  determine   if   a
  4890.        knowledgeable person has been contacted;
  4891.  
  4892.                2)          basic questions including all  questions  which
  4893.        constitute the body of the questionnaire;
  4894.  
  4895.                3)         classification questions  collecting  background
  4896.        on demographic information.
  4897.  
  4898.             The fourth step involves the implementation of the research  -
  4899.        the  actual  surveying portion. Professional interviewers, or firms
  4900.        specializing in market research should be employed  for  interview-
  4901.        ing.
  4902.  
  4903.             The fifth and final step is the tabulation and analysis of the
  4904.        survey data. S 5.3-5.7 describe this process in detail.
  4905.  
  4906.  
  4907.        5.3         Conversion ratios for the sample
  4908.  
  4909.  
  4910.             Conversion ratios are used in  estimating  the  proportion  of
  4911.        respondents  expressing an interest in the service who will eventu-
  4912.        ally subscribe.
  4913.  
  4914.             The analysis of the market research data  based  on  a  sample
  4915.        survey,  where a stratified sample is drawn across market segments,
  4916.        for a service that is newly introduced or is planned, is  discussed
  4917.        below:
  4918.  
  4919.             Let
  4920.  
  4921.                X1i     =         the proportion of firms in market segment
  4922.        i  | hat are very interested in the service.
  4923.  
  4924.  
  4925.  
  4926.  
  4927.  
  4928.  
  4929.  
  4930.  
  4931.  
  4932.                X2i     =         the proportion of firms in market segment
  4933.        i  | hat are interested in the service.
  4934.  
  4935.                X3i     =         the proportion of firms in market segment
  4936.        i  | hat are not interested in the service.
  4937.  
  4938.                X4i     =         the proportion of firms in market segment
  4939.        i  | hat cannot decide whether they are interested or not.
  4940.  
  4941.             The above example has 4 categories of  responses.  Greater  of
  4942.        fewer  categories  may be used depending on the design of the ques-
  4943.        tionnaire.
  4944.  
  4945.  
  4946.             Notice that
  4947.  
  4948.        where j = the index of categories of responses.
  4949.  
  4950.             Market research firms sometimes  determine  conversion  ratios
  4951.        for selected product/service types. Conversion ratios depend on the
  4952.        nature of the service, the type of respondents, and  the  question-
  4953.        naire and its implementation. Conversion ratios applied to the sam-
  4954.        ple will estimate the expected proportion of firms in the survey  |
  4955.        hat  will  eventually subscribe, over the planning period. For stu-
  4956.        dies related to the estimation of conversion ratios, refer  to [1],
  4957.        [3] and [5].
  4958.  
  4959.             Then,
  4960.  
  4961.                c1X1i   =         the proportion of firms in market segment
  4962.        i  | hat expressed a strong interest and are expected to subscribe.
  4963.  
  4964.                c2X2i   =         the proportion of firms in market segment
  4965.        i  | hat expressed an interest and are expected to subscribe.
  4966.  
  4967.                c3X3i   =         the proportion of firms in market segment
  4968.        i  | hat expressed no interest but are expected to subscribe.
  4969.  
  4970.                c4X4i   =         the  proportion  of  undecided  firms  in
  4971.        market segment i  | hat are expected to subscribe.
  4972.  
  4973.                where cj        =         conversion ratio for response j .
  4974.  
  4975.             The proportion of firms in market segment i  ,  Pi,  that  are
  4976.        expected to subscribe to the service, equals
  4977.  
  4978.             The conversion ratio is based on the assumption that there  is
  4979.        a  100% market awareness. That is, all surveyees are fully informed
  4980.        of   the   service   availability,    use,    tariffs,    technical
  4981.        parameters, etc. Pi,
  4982.  
  4983.             therefore, can be interpreted as the  long-run  proportion  of
  4984.        firms  in  market segment i  | hat are expected to subscribe to the
  4985.        service at some future time period, T .
  4986.  
  4987.             Two issues arise in the estimation of the proportion of custo-
  4988.        mers that subscribe to the service:
  4989.  
  4990.  
  4991.  
  4992.  
  4993.  
  4994.  
  4995.  
  4996.  
  4997.  
  4998.                1)         while  Pirefers  to  the  sample  surveyed,  the
  4999.        results need to be extrapolated to represent the population.
  5000.  
  5001.                2)         Piis the long-run (maximum) proportion of  firms
  5002.        expected  to subscribe. We are interested in predicting no just the
  5003.        eventual number of subscribers but,  also,  those  at  intermediate
  5004.        time periods before the service reaches a saturation point.
  5005.  
  5006.  
  5007.        5.4         Extrapolation from sample to population
  5008.  
  5009.  
  5010.             To extrapolate the data from the sample to represent the popu-
  5011.        lation, let
  5012.  
  5013.                Ni =         size of market segment i  | measured for exam-
  5014.        ple, by the number of firms in market segment i )
  5015.  
  5016.             Then Si, the expected number of subscribers  in  the  planning
  5017.        horizon, equals:
  5018.                                     Si= PiNi
  5019.        (5-2)
  5020.  
  5021.  
  5022.  
  5023.        5.5         Market penetration over time
  5024.  
  5025.  
  5026.             To determine the expected number  of  subscribers  at  various
  5027.        points in time before the service reaches maturity, let
  5028.  
  5029.  
  5030.             pi\dt = the proportion of firms in market segment i
  5031.         | hat are expected to subscribe at time t .
  5032.  
  5033.             Clearly,
  5034.  
  5035.                pi\dt< Pi
  5036.        and          pi\dt Pi as t  | fIT
  5037.  
  5038.  
  5039.             The relation between pi\dtand Pican be explicitly defined as:
  5040.                                 pi\dt= ai\dtx Pi
  5041.        (5-3)
  5042.  
  5043.  
  5044.  
  5045.        ai\dtis a penetration function, reflecting changing  market  aware-
  5046.        ness  and acceptance of the service over time, in market segment  i
  5047.        . An appropriate functional form for ai\dtshould be bounded in  the
  5048.        interval (0,1).
  5049.  
  5050.             As an example, let ai\dtbe a logistic function:
  5051.                                      ai\dt=
  5052.                                 [Formula Deleted]
  5053.        (5-4)
  5054.  
  5055.  
  5056.  
  5057.  
  5058.  
  5059.  
  5060.  
  5061.  
  5062.  
  5063.  
  5064.        bi 0 is the speed with which pi\dtapproaches Piin market  segment i
  5065.        , as illustrated in Figure 1/E.508.
  5066.  
  5067.             For other examples of non-linear penetration functions,  refer
  5068.        to the Annex A.
  5069.  
  5070.  
  5071.                                                         Figure 1/E.508, p.
  5072.  
  5073.  
  5074.             The introduction of a new service will usually differ  accord-
  5075.        ing to the market segment. The rate of penetration may be expressed
  5076.        as a function of time, and the speed of adjustment  (bi)  may  vary
  5077.        across  segments.  Lower  absolute  values  of bi, for the logistic
  5078.        function will imply faster rates of penetration.
  5079.  
  5080.             While the form of the penetration function relating  the  rate
  5081.        of   penetration  to  time  is  the  same  for  all  segments,  the
  5082.        parameter bivaries across segments, being greater in segments  with
  5083.        a later introduction of the new service.
  5084.  
  5085.                Let t0i =         time period of introduction of service in
  5086.        market segment i .
  5087.  
  5088.                Then, t  - t0i  =         time period elapsed since service
  5089.        was introduced in market segment i .
  5090.  
  5091.             In the diagramatic illustration, of Figure 2/E.508,  the  ser-
  5092.        vice  has  achieved  the same level of market penetration a0, in tC
  5093.        periods after its introduction in market C as it  did  in tAperiods
  5094.        after  its  introduction  in market segment A . Later introductions
  5095.        may not necessarily lead to faster rates of penetration across seg-
  5096.        ments.  However,  within  the same market segment, across countries
  5097.        with similar characteristics, such an expectation is reasonable.
  5098.  
  5099.  
  5100.  
  5101.                                                         Figure 2/E.508, p.
  5102.  
  5103.  
  5104.  
  5105.        5.6         Growth of market segment over time
  5106.  
  5107.  
  5108.             The above discussion has accounted for gradual market penetra-
  5109.        tion of the new service, by allowing pi\dtto adjust to Piover time.
  5110.        The same argument can be extended to the size of  market  segment i
  5111.        | ver time.
  5112.  
  5113.             Let ni\dt= size of market segment i at time t .
  5114.  
  5115.             Then, the expected number of subscribers at time t  | n market
  5116.        segment i , equals:
  5117.                               si\dt= ai\dtx pi\dtx
  5118.                                      ni\dt
  5119.        (5-5)
  5120.  
  5121.  
  5122.  
  5123.  
  5124.  
  5125.  
  5126.  
  5127.  
  5128.  
  5129.  
  5130.        and
  5131.  
  5132.                St =  i
  5133.                      ~sit=  expected  number  of  subscribers  across  all
  5134.        market segments at time t .
  5135.  
  5136.  
  5137.        5.7         Quantities forecasted
  5138.  
  5139.  
  5140.             The above procedure forecasts the expected number of customers
  5141.        for  a  new  service within a country. Other quantities of interest
  5142.        may   include   lines,   minutes,   messages,   revenue,   packets,
  5143.        kilobits, etc. The most straight forward
  5144.  
  5145.             forecasting method for some of these quantities is  to  assume
  5146.        constant relationships such as:
  5147.  
  5148.                expected access lines          =          (average   access
  5149.        lines) x expected number of subscribers
  5150.  
  5151.                expected minutes         =         (average use per line) x
  5152.        expected access lines
  5153.  
  5154.                expected messages                =                 expected
  5155.        minutes/(average length of conversation)
  5156.  
  5157.                expected revenue          =           (average   rate   per
  5158.        minute) x expected minutes
  5159.  
  5160.             The constants, appearing in parentheses, above, can be  deter-
  5161.        mined through  1) the process of market research, or 2) past trends
  5162.        in similar services.
  5163.  
  5164.  
  5165.        5.8         Forecasting with historical data: application analysis
  5166.  
  5167.  
  5168.             After a new service has been introduced, historical  data  can
  5169.        be  analyzed  to forecast demand for expanded availability to other
  5170.        countries.  Development of a new service will follow  trends  based
  5171.        on  applications,  such  as data transmission, travel reservations,
  5172.        intracompany communications, and
  5173.  
  5174.             supplier contact. Applications of a service vary widely and no
  5175.        single variable may be an adequate indicator of total demand.
  5176.  
  5177.             The following procedure links demand to  country  characteris-
  5178.        tics  for  forecasting  expanded  availability  of a new service to
  5179.        other countries.
  5180.  
  5181.  
  5182.                 Let D = (Di, D2, |  |  |  |  |  | , Dn)`
  5183.  
  5184.        represent a vector of country-specific annual demand for  the  ser-
  5185.        vice  across n  | ountries, where the service currently exists. Let
  5186.        C  = matrix of m
  5187.         | haracteristics relating to each of the n  |  ountries  that  are
  5188.  
  5189.  
  5190.  
  5191.  
  5192.  
  5193.  
  5194.  
  5195.  
  5196.  
  5197.        reasonable  explanatory variables of demand. The components of m  |
  5198.        ould vary depending on the nature of the service and  its  applica-
  5199.        tion.
  5200.  
  5201.             Some essential components of m  | ould be  the  price  of  the
  5202.        service  (or  an  index  representing its price) and some proxy for
  5203.        market awareness. As discussed in earlier sections,  market  aware-
  5204.        ness  is one of the key determinants of the rate of market penetra-
  5205.        tion of the service. Reasonable proxies would be advertising expen-
  5206.        ditures  and time (measured as t * = t  - t0) where t * would meas-
  5207.        ure time elapsed since the service was first introduced at time t0.
  5208.        Market
  5209.  
  5210.             awareness can be characterized  as  some  non-linear  function
  5211.        of t  *, as presented in S 5.5. Other components of m  | ay include
  5212.        socio-economic characteristics of the customers,  market  size  and
  5213.        location of customers.
  5214.  
  5215.             The model that is estimated is:
  5216.                                   D = C | + u
  5217.        (5-6)
  5218.  
  5219.  
  5220.        where
  5221.  
  5222.                C is a (n x m ) matrix of country characteristics
  5223.  
  5224.                D is a (n x 1) vector of demand
  5225.  
  5226.                | is a (m x 1) vector of coefficients corresponding to each
  5227.        of the m  | haracteristics
  5228.  
  5229.                u = (n x 1) vector of error terms
  5230.  
  5231.             The estimated regression is:
  5232.                                      D = C |
  5233.        (5-7)
  5234.  
  5235.  
  5236.  
  5237.             Traditional methods of estimating regressions will be applied.
  5238.        Equation (5-7)  can  be  used for predicting demand for any country
  5239.        where the service is being newly introduced, as long as elements of
  5240.        the matrix C
  5241.         | re available.
  5242.  
  5243.  
  5244.        5.9         Forecasting with limited information
  5245.  
  5246.  
  5247.             In the extreme case where no market research data is available
  5248.        (or is uneconomical given resource constraints), or country charac-
  5249.        teristics that affect demand are not easily available or  quantifi-
  5250.        able, other methods of forecasting need to be devised.
  5251.  
  5252.             For example, to forecast the demand for  a  new  international
  5253.        private  line  service  using  digital  technology,  the  following
  5254.  
  5255.  
  5256.  
  5257.  
  5258.  
  5259.  
  5260.  
  5261.  
  5262.  
  5263.        elements should be taken into account in the development of reason-
  5264.        able estimates of the expected number of lines:
  5265.  
  5266.                a)         discussions with foreign telephone companies,
  5267.  
  5268.                b)         discussions with very large potential  customers
  5269.        regarding their future needs,
  5270.  
  5271.                c)         service inquiries from customers,
  5272.  
  5273.                d)         customer letters of intent, and
  5274.  
  5275.                e)         any other similar qualitative information.
  5276.  
  5277.  
  5278.        6       Forecast tests and adjustments
  5279.  
  5280.  
  5281.  
  5282.        6.1         General
  5283.  
  5284.  
  5285.             Forecast tests and adjustments are dependent on the  methodol-
  5286.        ogy  applied.  For  example, in the case of a market research based
  5287.        forecast, it is important to track the  forecast  of  market  size,
  5288.        awareness and rate of penetration over time and to adjust forecasts
  5289.        accordingly. However, for an application-based methodology,  tradi-
  5290.        tional  tests and adjustments applicable to regression methods will
  5291.        be employed, as discussed below.
  5292.  
  5293.  
  5294.        6.2         Market research based analysis
  5295.  
  5296.  
  5297.             This section discusses adjustments to forecasts based  on  the
  5298.        methodology  described  in SS 5.2 to 5.8. The methodology was based
  5299.        on quantification of responses from a sample survey.
  5300.  
  5301.             The forecast was done in two parts:
  5302.  
  5303.                a)         extrapolating  the  sample  to  the  population,
  5304.        using market size, Ni;
  5305.  
  5306.                b)         allowing for gradual market penetration  (aware-
  5307.        ness), ai\dtof the new service over time.
  5308.  
  5309.  
  5310.             The values attributed to ni\dt(which represents  the  size  of
  5311.        market  segment i at time t ) and ai\dtcan be tracked over time and
  5312.        forecast adjustments made in the following manner:
  5313.  
  5314.                a)         As an example for ni\di, the segments  could  be
  5315.        categorized  as  travel or financial services. The size of the seg-
  5316.        ment would be the number of  tourists,  and  the  number  of  large
  5317.        banks. Historical data, where available, on these units of measure-
  5318.        ment can be used to forecast their sizes at any point  of  time  in
  5319.        the  future.  Where  history  is  not  available, reasonable growth
  5320.  
  5321.  
  5322.  
  5323.  
  5324.  
  5325.  
  5326.  
  5327.  
  5328.  
  5329.        factors can be developed through subject matter  experts  and  past
  5330.        experiences.  The forecast of ni\dtshould be tracked against actual
  5331.        measured values and adjusted for large deviations.
  5332.  
  5333.                b)         For ai\dt, testing with only a few  observations
  5334.        since the introduction of the service is more difficult.
  5335.  
  5336.                Given that,
  5337.                                      ai\dt=
  5338.                                     fIPfIi
  5339.                                     ________
  5340.        (6-1)
  5341.  
  5342.  
  5343.  
  5344.                and Piis assumed fixed (in the long run),  testing  ai\dtis
  5345.        equivalent  to  testing pi\dt. pi\dtcan be tracked by observing the
  5346.        proportion of respondents that actually subscribe to the service at
  5347.        time t  .   This assumes the need to track the same individuals who
  5348.        were originally in the survey, as is customary in a  panel  survey.
  5349.        Panel data is collected through sample surveys of cross-sections of
  5350.        the same individuals, over time. This method is commonly  used  for
  5351.        household  socio-economic  surveys.  Having observed pi\dtfor a new
  5352.        period, values of ai\dtcan be plotted against  time  to  study  the
  5353.        nature of the penetration function, ai\dt, and the most appropriate
  5354.        functional
  5355.  
  5356.        form that fits the data should be chosen. At very early  stages  of
  5357.        service introduction, traditional functional forms for market pene-
  5358.        tration, such as a logistic function (as illustrated in the example
  5359.        in S 5.5), will be a reasonable form to assume. Other variations of
  5360.        the functional form depicting market penetration would be the  Gom-
  5361.        pertz  or Gauss growth curves. The restriction is that the penetra-
  5362.        tion function should be bounded in the interval (0,1). See  Annex A
  5363.        for an algebraic depiction of functional forms.
  5364.  
  5365.             There are various statistical forms  that  may  be  chosen  as
  5366.        representations for the penetration function. The appropriate func-
  5367.        tional form should be based on some theoretical  based  information
  5368.        such  as the expected nature of penetration of the specific service
  5369.        over time.
  5370.  
  5371.             Continuous tracking of ni\dt,  pi\dtand  ai\dtover  time  will
  5372.        enable  adjustments  to  these values whenever necessary and enable
  5373.        greater confidence in the forecasts.
  5374.  
  5375.  
  5376.        6.3         Application based analysis
  5377.  
  5378.  
  5379.             The application based analysis is a regression based  approach
  5380.        and  traditional  forecast tests for a regression model will apply.
  5381.        For instance, hypothesis tests on each of the explanatory variables
  5382.        included  in the model will be necessary. Corrections may be needed
  5383.        for hetero-elasticity, serial  correlation  and  multicollinearity,
  5384.        when  suspect.  The  methodology  for  performing  such  tests  are
  5385.        described in most econometrics text books.  In  particular,  refer-
  5386.        ences [2]  and [4]  can be used as guidelines. Recommendation E.507
  5387.        also discusses these corrections.
  5388.  
  5389.  
  5390.  
  5391.  
  5392.  
  5393.  
  5394.  
  5395.  
  5396.  
  5397.             Adjustments need to be  made  for  variables  that  should  be
  5398.        included  in  the regression model but are not easily quantifiable.
  5399.        For example, market
  5400.  
  5401.             awareness that results from advertising and  promotional  cam-
  5402.        paigns  plays an important role in the growth of a new service, but
  5403.        data on such expenditures or the associated awareness  may  not  be
  5404.        readily available. Some international services are targeted towards
  5405.        international travelers, and fluctuations in exchange rates will be
  5406.        a determining factor. Such variables, while not impossible to meas-
  5407.        ure, may be expensive to acquire. However, expectations  of  future
  5408.        trends  in  such  variables  can enable the forecaster to arrive at
  5409.        some reasonable estimates of their  impact  on  demand.  Unexpected
  5410.        occurrences such as political turmoil and natural disasters in par-
  5411.        ticular countries will also necessitate post  forecast  adjustments
  5412.        based upon managerial judgement.
  5413.  
  5414.             Another important adjustment that  may  be  necessary  is  the
  5415.        expected  competition  from other carriers offering similar or sub-
  5416.        stitutable services.  Competitor prices, if available, may be  used
  5417.        as explanatory variables within the model and allow the measurement
  5418.        of a cross-price impact. In most situations,  it  is  difficult  to
  5419.        obtain competitor prices. In such cases, other methods of calculat-
  5420.        ing competitor market shares need to be developed.
  5421.  
  5422.             Regardless of forecasting  methodology,  the  final  forecasts
  5423.        will have to be reviewed by management responsible for planning the
  5424.        service as well as
  5425.  
  5426.             by network engineers in order to assess the  feasibility  both
  5427.        from  a planning implementation and from a technical point of view.
  5428.  
  5429.  
  5430.  
  5431.                                      ANNEX A
  5432.                             (to Recommendation E.508)
  5433.  
  5434.                      Penetration functions (growth curves)
  5435.  
  5436.  
  5437.             Some examples of non-linear penetration functions  are  illus-
  5438.        trated below:
  5439.  
  5440.  
  5441.  
  5442.        A.1         Logistic curve
  5443.  
  5444.                              ai\dt= ( / {  + eDlF261
  5445.                                        t }
  5446.        (A-1)
  5447.  
  5448.  
  5449.  
  5450.             For ( = 1,  the  curve  is  bounded  in  the  interval  (0,1).
  5451.        Changing b  will  alter  the steepness of the curve. The higher the
  5452.        value of b , the faster the rate  of  penetration.  This  curve  is
  5453.        S-shaped  and  is  symmetrical  about  its point of inflection, the
  5454.        latter being where;
  5455.  
  5456.  
  5457.  
  5458.  
  5459.  
  5460.  
  5461.  
  5462.  
  5463.  
  5464.                                     t 2
  5465.                                  _________  = 0
  5466.        (A-2)
  5467.  
  5468.  
  5469.  
  5470.  
  5471.        A.2         Gompertz curve
  5472.  
  5473.                                   ai\dt= ( exp
  5474.                                 [Formula Deleted]
  5475.        (A-3)
  5476.  
  5477.  
  5478.             As t  oo ai\dt (, the limiting growth.
  5479.  
  5480.             Holding k = 1 and ( = 1, higher values of b will imply  slower
  5481.        rates of penetration. This curve is also S-shaped like the logistic
  5482.        curve, but is not symmetrical about its inflection point.
  5483.  
  5484.             When t = 0, then ai\dt= (eDlF261 b, which is the initial  rate
  5485.        of penetration.
  5486.  
  5487.  
  5488.        A.3         Gauss curve
  5489.  
  5490.                                     ai\dt= (
  5491.                              |
  5492.                              |1 - eDlF261 fIbt 2 |
  5493.                                                  |
  5494.        (A-4)
  5495.  
  5496.                As t  oo, then a it   (
  5497.  
  5498.                As t  0, then a it   0.
  5499.  
  5500.  
  5501.             Choosing ( = 1, the curve is bounded in the interval (0,1).
  5502.  
  5503.  
  5504.                References
  5505.  
  5506.  
  5507.        [1]         AXELROD (J. | .): Attitude measures that  predict  pur-
  5508.        chase,  Journal  of Advertising Research , Vol. 8, No. 1, pp. 3-17,
  5509.        New York, March 1968.
  5510.  
  5511.        [2]         JOHNSTON (J.):  Econometric  methods,  Second  Edition,
  5512.        McGraw-Hill , New York, 1972.
  5513.  
  5514.        [3]         KALWANI (M. | .), SILK, (A. | .):  On  the  reliability
  5515.        and  predictive  validity of purchase intention measures, Marketing
  5516.        Science , Vol.  1, No. 3, pp. 243-286, Providence, RI, Summer 1982.
  5517.  
  5518.        [4]         KMENTA (J.): Elements of econometrics,  Macmillan  Pub-
  5519.        lishing Co. , New York, 1971.
  5520.  
  5521.        [5]          MORRISON (D. | .): Purchase  intentions  and  purchase
  5522.        behavior, Journal of Marketing , Vol. 43, pp. 65-74, Chicago, Ill.,
  5523.        Spring 1979.
  5524.  
  5525.  
  5526.  
  5527.  
  5528.  
  5529.  
  5530.  
  5531.  
  5532.  
  5533.  
  5534.                Bibliography
  5535.  
  5536.  
  5537.        BEN-AKIVA (M.) and LERMAN (S. | .): Discrete choice analysis.
  5538.  
  5539.        DRAPER (N.) and SMITH (H.):  Applied  regression  analysis,  Second
  5540.        Edition, John Wiley & Sons , New York, 1981.
  5541.  
  5542.  
  5543.  
  5544.  
  5545.  
  5546.  
  5547.  
  5548.                                     SECTION 3
  5549.  
  5550.                   DETERMINATION OF THE  NUMBER OF CIRCUITS IN
  5551.  
  5552.                                 MANUAL OPERATION
  5553.  
  5554.  
  5555.  
  5556.        Recommendation E.510
  5557.  
  5558.                     DETERMINATION OF THE NUMBER OF CIRCUITS
  5559.  
  5560.  
  5561.  
  5562.                               IN MANUAL OPERATION
  5563.  
  5564.  
  5565.             1 The quality of an international manual demand service should
  5566.        be  defined  as  the percentage of call requests which, during  the
  5567.        average busy hour (as defined later under S 3) cannot be  satisfied
  5568.        immediately because no circuit is free in the relation considered.
  5569.  
  5570.  
  5571.  
  5572.             By call requests satisfied immediately  are  meant  those  for
  5573.        which the call is established by the same operator who received the
  5574.        call, and within a period of two minutes from receipt of that call,
  5575.        whether  the  operator  (when  she does not immediately find a free
  5576.        circuit) continues observation of the group of circuits, or whether
  5577.        she makes several attempts in the course of this period.
  5578.  
  5579.             Ultimately, it will be desirable  to  evolve  a  corresponding
  5580.        definition  based on the average speed of establishing calls in the
  5581.        busy hour, i.e. the average time which elapses between  the  moment
  5582.        when  the  operator has completed the recording of the call request
  5583.        and the moment when the called subscriber is on the  line,  or  the
  5584.        caller receives the advice subscriber engaged , no reply , etc. But
  5585.        for the moment, in the absence of information about  the  operating
  5586.        time  in  the  European  international  service,  such a definition
  5587.        _________________________
  5588.        This Recommendation dates from the XIIIth  Plenary  As-
  5589.        sembly of the CCIF (London, 1946) and has not been fun-
  5590.        damentally  revised  since.  It   was   studied   under
  5591.        Question 13/II  in  the  Study Period 1968-1972 and was
  5592.        found to be still valid.
  5593.  
  5594.  
  5595.  
  5596.  
  5597.  
  5598.  
  5599.  
  5600.  
  5601.  
  5602.  
  5603.        cannot be established.
  5604.  
  5605.             2 The number of circuits it is necessary  to  allocate  to  an
  5606.        international  relation,  in  order to obtain a given grade of ser-
  5607.        vice, should be determined as a function of the total holding  time
  5608.        of the group in the busy hour.
  5609.  
  5610.  
  5611.             The total holding time is the product of the number  of  calls
  5612.        in  the busy hour and a factor which is the sum of the average call
  5613.        duration and the average operating time
  5614.  
  5615.             These durations will be obtained by means of a large number of
  5616.        observations  made  during the busy hours, by agreement between the
  5617.        Administrations concerned. If necessary, the particulars entered on
  5618.        the  tickets  could also serve to determine the average duration of
  5619.        the calls.
  5620.  
  5621.             The average call duration will be  obtained  by  dividing  the
  5622.        total  number  of  minutes of conversation recorded by the recorded
  5623.        number of effective calls.
  5624.  
  5625.             The average operating time will be obtained  by  dividing  the
  5626.        total  number  of minutes given to operating (including ineffective
  5627.        calls) by the number of effective calls recorded.
  5628.  
  5629.             3 The number of calls in the busy hour will be determined from
  5630.        the  average  of  returns  taken during the busy hours on a certain
  5631.        number of busy days in the year.
  5632.  
  5633.  
  5634.             Exceptionally busy days, such as those which occur around cer-
  5635.        tain  holidays,  etc.,  will  be eliminated from these returns. The
  5636.        Administrations concerned should plan, whenever  possible,  to  put
  5637.        additional circuits into service for these days.
  5638.  
  5639.             In principle, these returns will be taken during  the  working
  5640.        days  of  two  consecutive weeks, or during ten consecutive working
  5641.        days. If the monthly traffic curve  shows  only  small  variations,
  5642.        they  will  be repeated twice a year only. They will be taken three
  5643.        or four times a year or more if there are material seasonal  varia-
  5644.        tions,  so  that  the average established is in accordance with all
  5645.        the characteristic periods of traffic flow.
  5646.  
  5647.  
  5648.             4 The total occupied time thus determined should be  increased
  5649.        by a certain amount determined by agreement between the Administra-
  5650.        tions concerned according to the statistics of traffic growth  dur-
  5651.        ing  earlier  years,  to  take  account  of  the probable growth in
  5652.        traffic and the fact that putting new circuits into  service  takes
  5653.        place some time after they are first found to be necessary.
  5654.  
  5655.  
  5656.  
  5657.             5 The total holding time of the  circuits  thus  obtained,  in
  5658.        conjunction  with a suitable table (see Table 1/E.510), will enable
  5659.        the required number of circuits to be ascertained.
  5660.  
  5661.  
  5662.  
  5663.  
  5664.  
  5665.  
  5666.  
  5667.  
  5668.  
  5669.             6 In the international manual telephone service, the following
  5670.        Tables A and B should be used as a basis of minimum allocation:
  5671.  
  5672.  
  5673.             Table A corresponds to about 30% of calls failing at the first
  5674.        attempt  because  of all circuits being engaged and to about 20% of
  5675.        the calls being deferred.
  5676.  
  5677.             Table B, corresponding to about 7% of calls deferred, will  be
  5678.        used whenever possible.
  5679.  
  5680.             These tables do not take account of the fact that  the  possi-
  5681.        bility  of  using  secondary routes permits, particularly for small
  5682.        groups, an increase in the permissible occupation time.
  5683.  
  5684.  
  5685.                                  H.T. [T1.510]
  5686.                                   TABLE 1/E.510
  5687.                            Capacity of circuit groups
  5688.                (See Supplement No. 2 at the end of this fascicle)
  5689.  
  5690.        _________________________________________________________________________________
  5691.                                              Table A                       Table B
  5692.                               Percentage of  circuit usage      {
  5693.  
  5694.  
  5695.                               Percentage of  circuit usage      {
  5696.  
  5697.  
  5698.  
  5699.  
  5700.  
  5701.         Number of  circuits
  5702.  
  5703.  
  5704.  
  5705.        _________________________________________________________________________________
  5706.                  1                        65.0                  39       -         -
  5707.                  2                        76.7                  92      46.6       56
  5708.                  3                        83.3                 150      56.7      102
  5709.                  4                        86.7                 208      63.3      152
  5710.                  5                        88.6                 266      68.3      205
  5711.                  6                        90.0                 324      72.0      259
  5712.                  7                        91.0                 382      74.5      313
  5713.                  8                        91.7                 440      76.5      367
  5714.                  9                        92.2                 498      78.0      421
  5715.                 10                        92.6                 556      79.2      475
  5716.                 11                        93.0                 614      80.1      529
  5717.                 12                        93.4                 672      81.0      583
  5718.                 13                        93.6                 730      81.7      637
  5719.                 14                        93.9                 788      82.3      691
  5720.                 15                        94.1                 846      82.8      745
  5721.                 16                        94.2                 904      83.2      799
  5722.                 17                        94.3                 962      83.6      853
  5723.                 18                        94.4                1020      83.9      907
  5724.                 19                        94.5                1078      84.2      961
  5725.                 20                        94.6                1136      84.6     1015
  5726.        _________________________________________________________________________________
  5727.  
  5728.       |
  5729.       |
  5730.       |
  5731.       |
  5732.       |
  5733.       |
  5734.       |
  5735.       |
  5736.       |
  5737.       |
  5738.       |
  5739.       |
  5740.       |
  5741.       |
  5742.       |
  5743.       |
  5744.       |
  5745.       |
  5746.       |
  5747.       |
  5748.       |
  5749.       |
  5750.       |
  5751.       |
  5752.       |
  5753.       |
  5754.       |
  5755.       |
  5756.       |
  5757.       |
  5758.  
  5759.  
  5760.  
  5761.  
  5762.  
  5763.  
  5764.  
  5765.  
  5766.  
  5767.  
  5768.  
  5769.  
  5770.  
  5771.  
  5772.  
  5773.  
  5774.  
  5775.  
  5776.  
  5777.  
  5778.  
  5779.  
  5780.  
  5781.  
  5782.  
  5783.  
  5784.  
  5785.  
  5786.                            |
  5787.                            |
  5788.                            |
  5789.                            |
  5790.                            |
  5791.                            |
  5792.                            |
  5793.                            |
  5794.                            |
  5795.                            |
  5796.                            |
  5797.                            |
  5798.                            |
  5799.                            |
  5800.                            |
  5801.                            |
  5802.                            |
  5803.                            |
  5804.                            |
  5805.                            |
  5806.                            |
  5807.                            |
  5808.                            |
  5809.                            |
  5810.                            |
  5811.                            |
  5812.                            |
  5813.                            |
  5814.                            |
  5815.                            |
  5816.  
  5817.  
  5818.  
  5819.  
  5820.  
  5821.  
  5822.  
  5823.  
  5824.  
  5825.  
  5826.  
  5827.  
  5828.  
  5829.  
  5830.  
  5831.  
  5832.  
  5833.  
  5834.  
  5835.  
  5836.  
  5837.  
  5838.  
  5839.  
  5840.  
  5841.  
  5842.  
  5843.  
  5844.                                                           |
  5845.                                                           |
  5846.                                                           |
  5847.                                                           |
  5848.                                                           |
  5849.                                                           |
  5850.                                                           |
  5851.                                                           |
  5852.                                                           |
  5853.                                                           |
  5854.                                                           |
  5855.                                                           |
  5856.                                                           |
  5857.                                                           |
  5858.                                                           |
  5859.                                                           |
  5860.                                                           |
  5861.                                                           |
  5862.                                                           |
  5863.                                                           |
  5864.                                                           |
  5865.                                                           |
  5866.                                                           |
  5867.                                                           |
  5868.                                                           |
  5869.                                                           |
  5870.                                                           |
  5871.                                                           |
  5872.                                                           |
  5873.  
  5874.  
  5875.  
  5876.  
  5877.  
  5878.  
  5879.  
  5880.  
  5881.  
  5882.  
  5883.  
  5884.  
  5885.  
  5886.  
  5887.  
  5888.  
  5889.  
  5890.  
  5891.  
  5892.  
  5893.  
  5894.  
  5895.  
  5896.  
  5897.  
  5898.  
  5899.  
  5900.                                                                     |
  5901.                                                                     |
  5902.                                                                     |
  5903.                                                                     |
  5904.                                                                     |
  5905.                                                                     |
  5906.                                                                     |
  5907.                                                                     |
  5908.                                                                     |
  5909.                                                                     |
  5910.                                                                     |
  5911.                                                                     |
  5912.                                                                     |
  5913.                                                                     |
  5914.                                                                     |
  5915.                                                                     |
  5916.                                                                     |
  5917.                                                                     |
  5918.                                                                     |
  5919.                                                                     |
  5920.                                                                     |
  5921.                                                                     |
  5922.                                                                     |
  5923.                                                                     |
  5924.                                                                     |
  5925.                                                                     |
  5926.                                                                     |
  5927.                                                                     |
  5928.                                                                     |
  5929.                                                                     |
  5930.  
  5931.  
  5932.  
  5933.  
  5934.  
  5935.  
  5936.  
  5937.  
  5938.  
  5939.  
  5940.  
  5941.  
  5942.  
  5943.  
  5944.  
  5945.  
  5946.  
  5947.  
  5948.  
  5949.  
  5950.  
  5951.  
  5952.  
  5953.  
  5954.  
  5955.  
  5956.  
  5957.  
  5958.                                                                               |
  5959.                                                                               |
  5960.                                                                               |
  5961.                                                                               |
  5962.                                                                               |
  5963.                                                                               |
  5964.                                                                               |
  5965.                                                                               |
  5966.                                                                               |
  5967.                                                                               |
  5968.                                                                               |
  5969.                                                                               |
  5970.                                                                               |
  5971.                                                                               |
  5972.                                                                               |
  5973.                                                                               |
  5974.                                                                               |
  5975.                                                                               |
  5976.                                                                               |
  5977.                                                                               |
  5978.                                                                               |
  5979.                                                                               |
  5980.                                                                               |
  5981.                                                                               |
  5982.                                                                               |
  5983.                                                                               |
  5984.                                                                               |
  5985.                                                                               |
  5986.                                                                               |
  5987.  
  5988.  
  5989.  
  5990.  
  5991.  
  5992.  
  5993.  
  5994.  
  5995.  
  5996.  
  5997.  
  5998.  
  5999.  
  6000.  
  6001.  
  6002.  
  6003.  
  6004.  
  6005.  
  6006.  
  6007.  
  6008.  
  6009.  
  6010.  
  6011.  
  6012.  
  6013.  
  6014.                                                                                        |
  6015.                                                                                        |
  6016.                                                                                        |
  6017.                                                                                        |
  6018.                                                                                        |
  6019.                                                                                        |
  6020.                                                                                        |
  6021.                                                                                        |
  6022.                                                                                        |
  6023.                                                                                        |
  6024.                                                                                        |
  6025.                                                                                        |
  6026.                                                                                        |
  6027.                                                                                        |
  6028.                                                                                        |
  6029.                                                                                        |
  6030.                                                                                        |
  6031.                                                                                        |
  6032.                                                                                        |
  6033.                                                                                        |
  6034.                                                                                        |
  6035.                                                                                        |
  6036.                                                                                        |
  6037.                                                                                        |
  6038.                                                                                        |
  6039.                                                                                        |
  6040.                                                                                        |
  6041.                                                                                        |
  6042.                                                                                        |
  6043.                                                                                        |
  6044.  
  6045.  
  6046.  
  6047.  
  6048.  
  6049.  
  6050.  
  6051.  
  6052.  
  6053.  
  6054.  
  6055.  
  6056.  
  6057.  
  6058.  
  6059.  
  6060.  
  6061.  
  6062.  
  6063.  
  6064.  
  6065.  
  6066.  
  6067.  
  6068.  
  6069.  
  6070.  
  6071.  
  6072.  
  6073.  
  6074.  
  6075.        Note  - Tables A and B can be extended for groups  comprising  more
  6076.        than 20 circuits by using the values given for 20 circuits.
  6077.                                             Tableau 1/E.510 [T1.510], p.16
  6078.  
  6079.  
  6080.  
  6081.  
  6082.  
  6083.  
  6084.  
  6085.  
  6086.  
  6087.  
  6088.  
  6089.  
  6090.  
  6091.  
  6092.  
  6093.  
  6094.  
  6095.  
  6096.  
  6097.  
  6098.  
  6099.  
  6100.  
  6101.  
  6102.  
  6103.  
  6104.  
  6105.  
  6106.  
  6107.  
  6108.  
  6109.  
  6110.  
  6111.  
  6112.  
  6113.  
  6114.  
  6115.  
  6116.  
  6117.  
  6118.  
  6119.  
  6120.  
  6121.  
  6122.  
  6123.  
  6124.  
  6125.  
  6126.  
  6127.  
  6128.  
  6129.  
  6130.  
  6131.  
  6132.  
  6133.  
  6134.  
  6135.  
  6136.  
  6137.  
  6138.  
  6139.  
  6140.  
  6141.  
  6142.  
  6143.  
  6144.  
  6145.  
  6146.  
  6147.  
  6148.  
  6149.  
  6150.