ARIMA模型在中国人均煤炭消费预测中应用
基于ARIMA模型的我国农村居民消费水平预测分析
基于ARIMA模型的我国农村居民消费水平预测分析严健标,李强(北京林业大学经济管理学院,北京100083)摘要通过软件SAS9.2构造ARIMA模型,对我国1952-2008年农村居民消费水平进行时间序列分析和短期预测。
提出要充分考虑历史因素和遵循客观规律,提高农民收入,解决农民顾虑,发掘农村市场消费潜力促进我国经济可持续发展。
关键词ARIMA模型;农村居民消费;经济增长中图分类号 F063.2 文献标识码 A 文章编号 2011A1609The Forecast and Analysis of Rural Households Consumptive Level in China——Based on the Model ARIMA YAN Jian-biao et al(College of Economics & Management,Beijing Forestry University,Beijing 100083)Abstract With the software SAS9.2,based on the model ARIMA,a time series analysis and short-term forecast about the rural households consumptive level in China was performed. It suggested that the historical and objective factors should be attached more importance to,raising farmers’ income and allaying farmers’ fear were effective measures in developing the consumptive potential of rural market and promoting the economic sustainable development.Key words Model ARIMA;Rural households consumption;Economic development建国六十余载,我国见证了从计划经济到市场经济的进步。
基于ARIMA模型的煤炭消费量预测——以湖南省为例
摘
要: 科 学地预测煤炭消费量可 以为规划煤炭生产和 煤炭供给 提供 强有 力 的数据 支持 , 根据 1 9 8 2—2 0 1 0年 湖南省
煤炭 消费量数据建立 A R I MA模 型, 并对 2 0 1 3— 2 0 1 5年 的煤炭消 费量进行 了预 测。研 究结果 表明 : A R I M A( 1 , 1 , 3 ) 模型 的
能源是 经济 发展不 可或 缺 的动 力 。中国能源 消耗 主
( z o o 8 ) 认 为结构 性 因果模型对煤 炭 消费量 进行 预测 难 以 达到较为理想 的效果 J 。同时 , 煤炭消 费量序列 的非平稳
要 以煤炭资 源为 主 , 是 世界上 煤炭 比重 最高 的 国家 , 煤 炭
在一次能源 生产 和 消费 中所 占 比重 高达 7 6 %和 6 8 . 9 %。 面对石 油价格不 断上涨 的压力 , 我 国对煤 炭的需求 居高不
一
A R I MA模 型 介 绍
1 9 7 0年 , 统计学家 B o x 和J e n k i n s 基于随机理论提出时 间序列分析方法 , 包 括 自回归 (A R )模 型 、 移动平均(M A)
退出市场 , 原煤生产量 已逐渐接 近最 大产量 』 。在煤 炭生
产有限的情况 下 , 随着工 业化 进程 的加快 , 湖 南省煤 炭 消
第1 6卷 第 4期
2 0 1 3年 7月
湖 南科技 大学 学报 ( 社 会科 学版 ) J o u r n a l o f H u n a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e& T e c h n o l o g y ( S o c i a l S c i e n c e E d i t i o n )
基于ARIMA模型的碳排放权价格分析
基于ARIMA模型的碳排放权价格分析摘要:党的二十大进一步深化了对习近平生态文明思想的理解和认识,积极探索使经济增长和可持续发展相辅相成的高质量发展路径。
面临环境严重破坏、资源和能源有限的现实问题,基于中国当前经济发展状况,中国应当找到适合自己的绿色经济发展路径,从而实现中国调整产业结构和转变经济发展方式的目的。
作为世界上最大的碳排放权主体,中国已向全世界郑重宣布实现“双碳”的奋斗目标。
为了达成这一目标,中国碳交易市场已于2021年7月16日正式开放。
全文也将以此为契机,尝试运用ARIMA模型对全国碳排放交易市场的碳配额价格进行分析,得出未来一段时间的碳配额价格将持续平稳,也可帮助各个能源企业和碳金融资产投资者做出更加灵活、科学的决策。
关键词:ARIMA模型;碳排放权市场;碳金融一、引言当今世界人类面临的最严峻的问题之一就是气候变暖,为了能够改善二氧化碳等温室气体导致的全球气候变化问题,推动全世界实现可持续发展,世界各国已经达成了减缓气候变化方面的共识。
近百年来,大气中的二氧化碳等温室气体导致极端气候频繁产生,这与人类对自然资源的不断开采和使用密切相关。
通过IPCC(2013)的报告可知,是人类的经济活动导致全球气候变化和极端天气频现的可能性高达95%以上。
更多迹象显示气候变化问题已迫在眉睫。
世界各国政府经过多方商讨已经形成了减缓气候变化的共识,并通过各国政府的共同努力成功建立了应对气候变化的法律体系和政策框架,并于1992年和1997年共同签订了《<联合国气候变化框架公约>京都议定书》。
而碳排放权交易市场正是有效应对气候变化,控制温室气体排放、促进绿色低碳发展的重要工具。
全年全球碳排放市场的交易规模在不断增长,增长速度极快。
随着碳金融交易市场发展程度的不断深化,世界各国家和集团组织开始围绕国际碳排放交易市场的核心地位展开了激烈的博弈与竞争,全球碳排放市场很有希望取代石油市场在全球范围内规模最大商品交易市场的龙头老大地位。
ARIMA模型在我国居民消费价格指数的实证分析
ARIMA模型在我国居民消费价格指数的实证分析作者:方羽来源:《行政事业资产与财务》2020年第10期摘要:本文关注我国居民消费价格指数,结合我国1985-2018年数据对居民消费价格指数进行ARIMA模型的拟合并预测2019年我国居民消费价格指数,并结合实际情况,提出一些意见和建议。
关键词:HP滤波法;ARIMA模型;居民消费价格指数居民消费价格指数(CPI),是一个反映居民购买一般消费品和服务的价格水平变动情况,属于一种宏观经济指标。
且其变动率在一定程度上反映了我国经济发展的通货膨胀或紧缩程度,是关系国计民生的一项重要指标。
关注居民消费价格指数,关注其变动发展情况是反映我国物价水平的重要方面。
一、我国居民消费指数基本情况自1985年以来,我国居民消费价格指数(上一年=100)不断变动,但整体基本维持在100以上,及较上一年有所增长,34年来平均居民消费价格指数为105.27。
在2000年以前,我国居民消费指数变动很明显,1985€?994年呈现先增长后下降再急速增长的态势,且于1994年达到近34年来的峰值124.1。
1995€?998年持续下降,且将至近34年的最小值,仅98.6。
2000年以后的居民消費指数变动明显不如2000年以前大,但仍有起伏波动。
2012年以后居民消费指数趋于稳定但仍有小幅变动。
二、HP滤波法(1)数据来源。
本文数据源自《中国统计年鉴》(2000€?019年)选择1985€?018年的居民消费指数数据(上一年=100),共计34个数据,其中1985€?016年用于拟合模型,2017和2018年数据用于模型检验。
(2)HP滤波法实证分析。
利用HP滤波法,可将居民消费指数数据可以看作由趋势成分和波动成分两者组成的,通过设定一个损失函数,并结合事先给定的取值,使损失函数最小化,将居民消费指数数据分解为趋势成分和波动成分,前者代表CPI指数的长期变动,后者代表CPI指数的短期波动。
应用ARIMA模型预测我国能源消费量
差 分 后 的 平稳 序列 记 为 。首 先 计 算 时 间序 列 样 本 的 自相 关 系 数 (C 和 偏 自相 关 系 ( A F 的值 。然 后 根 据 自相 关 系 数 和 偏 自相 关 A P C) 系数 的 性 质来 估 计 自相 关 阶数 P和 移 动 平 均 阶 数 q的值 。 一 般 利 用
源 于 中经 数据 网 。本 文采 用 的分析 软件 为 E iw . Ves 0 5 。
时 间趋 势 项 。检 验 的结 果 显 示 . 源 消 费 量 序 列 以 P值 为 6 . %的 能 86 2 概 率 接 受 原 假 设 。 将 能 源 消 费 量 序 列 做 一 阶 差 分 , 差 分 后 的 能源 再 对 消 费量 再 进 行 A F检 验 。检 验 结 果 显 示 A F统 计 量 值 一 .90 8 D D 39 5 6 大 于 1 %显 著 水 平 下 的 临 界 值 , 明 能 源 消 费量 没 有 通 过 检 验 .但 在 说 5 %和 1%的显 著水 平 下 通 过 了检 验 。 认 为 通 过 一 介 差分 可 以使 能 0 故 源 消 费 量 变 成 平 稳 序 列 . 以确 定 能 源 消 费 量 序 列是 l阶 单 整 序列 。 可
显 著 参数 所 对 应 的 自变 量 并 重 新 拟 合 模 型 .并 检 验 模 型 本 身 的 合 理 性, 以构 造 出 结 构 更 精 炼 的 拟合 模 型 。需 要 的统 计 量 和 检 验 为 : 验 检
源供应 和高效 、清洁 的利 用能 源是 实现 社会 经 济持 续发 展 的基 本保 证 。 在 上个 世 纪最 后 的二 十 年里 我 国 的能源 消 费量 随着 经 济 的发 展 翻 了一
基于ARIMA和线性回归组合模型的煤炭价格预测
基于ARIMA和线性回归组合模型的煤炭价格预测作者:何文琪来源:《中国管理信息化》2021年第01期[摘要] 煤炭是国民经济发展的基础,对煤炭价格进行预测将有利于企业对将来的发展做出判断,同时有利于国家做出调控。
文章使用Eviews软件对2006-2020年每周的煤炭价格使用ARIMA(3,1,0)模型进行时间序列预测。
为综合考虑其他因素如原煤产量、原油进口量等对煤炭价格的影响,使用线性回归模型进行拟合,再使用预测误差平方和倒数法得到组合模型。
最终的预测结果误差为0.977%,预测效果较好,可为煤炭市场的经营和管理提供一定的理论依据。
[关键词] 煤炭价格;预测;ARIMA;线性回归doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2021. 01. 077[中图分类号] F713.54 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2021)01- 0187- 020 引言煤炭一直是我国重要的能源,其消费量占比相比于石油和天然气长期处于领先地位。
煤炭的市场价格不仅反映了煤炭市场的状况,也体现了我国的经济发展状况。
对煤炭价格进行精准预测能够帮助企业预估成本,做出决策,同时也为煤炭市场的平稳发展奠定了基础。
1 研究现状目前国内已有许多学者对煤炭价格的预测做出了研究。
向超[1]对煤炭价格进行了ARIMA 和SVR组合模型的预测,并比较各组合模型预测的精度,得到变权组合模型由于等权组合模型和单预测模型的结论。
孙福玉[2]对影响煤炭价格的因素使用层次分析法进行排序,并使用季节时间序列预测模型结合干预分析对煤炭价格进行综合预测。
宁晖[3]对从研究煤炭价格序列自身变化规律的角度,提出基于滚动时间窗的预测模型,将此模型应用于秦皇岛港5 500 kcal混煤价格的预测,分别得到1期、3期、6期、9期及12期的价格预测,达到预测结果的平均误差值不超过3%的良好效果。
金林等[4]综合考慮宏观经济、能源价格、气候环境和国际市场四方面因素,对市场中的煤炭交易价格建立指标体系,之后对广州煤炭交易市场价格使用BP神经网络进行预测。
基于ARIMA模型的全国能源消费的短期预测
( Wu h a n Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Wu h a n Hu b e i , 4 3 0 0 7 0 )
Hale Waihona Puke 【 A b s t r a c t ] O b j e c t i v e : A c c o r d i n g t o t h e p a s t d a t a , w e a i m e d t o p r e d i c t n a t i o n a l e n e r g y c o n s u m p t i o n i n t h e f o l l o w i n g s e v e r a l y e a r s . T h e n w e
实现 这 一 目标 。
【 关键 词】 能源消费; A R I M A ; 时间序列 ; 差分
Sh o r t — t e r n ]Pr e d i c t i o n o f Na io f n ̄ En e r g y Co n s u mp t i o n Ba s e d O n t he AR1 M A Mo d e l
p r o v i d e d s o me a d v i c e s o n s e t t i n g s c i e n t i f i c e n e r y g p l a n n i n g a nd e c o n o mi c d e v e l o p me n t s t r a t e y .Me g t h o d: Na t i o n a l e n e r g y c o n s u mp t i o n d a t a f r o m 1 9 5 3
基于ARIMA模型对我国能源需求的预测
第 9期
( 第 18期 ) 总 0
20 0 8年 9月
统 计 教 育
S aitc l Th n t n t tsia i k a k
No .9
(e e o 18 Sr s . 0) i N
Sp20 e. 0 8
基于 A I R MA模 型 对 我 国 能源 需求 的预 测
看序列 已经平稳 , 三阶差分 已经能够很 好地将原 始序
列中确 定性 因素剔 出。
基 于上述 分析 , 文选 择时 间序 列 的建模方法 对 本
作者简介 :杜雨潇,18 9 6年生 ,河北保定人 ,北京林业大学经济管理学院统 计系 0 5级本科生 。
维普资讯
杜 雨潇
摘 要 :本文利 用时间序 列的建模 方法 ,对我 国 18 — 0 6年 的 能源消 费总量数 据进行 了实证 分析 ,构 建 了 9 7 20
A I RMA模型 。 经检验该模 型能够很好 的拟合 全社会 对 于能源的需求趋势 。 在此基础上作 了短 期预 测 , 最后给 出 了 结论及建议 。
能源是推动社会经 济发展 的巨大动力 , 国作 为 我
一
我 国的能源需求 问题进行实证研究 。全部的研究数据
个人均能源 占有量较 低 的国家 , 能源供应 安全 问题
来源 于历年 的《 中国统计年鉴》 所公布的我国能源消费 总量数据 。所用 的软件为 S S 6 专业统计软件 。 P S 1. 0
o
u 一∞ n
实证 研 究
20 0 8生
三阶差分 的 自相关 图和偏 自相关 图如下 :
DIF  ̄3 F (,)
2 模 型定 阶 . 2
三阶差分 的 自相关 图和偏 自相 关 图均 显示 了延
基于ARIMA模型的我国人均生活能源消费预测
总 量 不断 增加 。 从 1 9 8 3年 至 2 0 0 9年 我 国 费 量 中可 以 发 现 我 国 人 均 生 活 能 源 消 费 象 。 据 此 判 断 应 该 建 立 A R MA ( p , q ) 模 人 均年 生 活能 源消 费 量从 1 0 6 . 6千 克 标 量 程 明 显 的 增 长 趋 势 .说 明 P E C 是 非 平 型 。 为 了 更 准 确 地 确 定 P和 q , 以 达 到 最 优 的模 型 . 本 文应 用 A I C 准 则 进 行 模 型 准 煤 增长 到 2 5 4 . 2千 克 标 准 煤 . 增 长 了 稳 的 时 间 序 列 。 为 了 消 除 异 方 差 的影 响 , 1 3 8 . 4 6 % 对 未 来 我 国 生 活 能 源 消 费 进 行 对 P E C 进 行 对 数 变换 .将 变 换 后 的 时 间 定 阶 。A I C 准 则 是 在 模 型 极 大 似 然 函 数
模 型构 建
A KI MA 模 型 又 称 为 “ 博 克 斯 一 詹 金
斯” 模型. 是B o x和 J e n k i n s 于 1 9 7 0年 提 出 的 一 种 以 随机 理 论 为 基 础 的 时 间 序 列
I. I 1
.
.
.
1. I I . 1 I. 1 I . 1 I. 1 I . I
一
1 %临 界值
— 4 . 3 9 4 3 0 9
5 %1 临界 值
— 3 . 6 1 2 1 9 9
1 0 %1 临界 值
— 3 . 2 4 3 O 7 9
量 的 历 史 数 据 为样 本 . 通过 A R J MA 模 型
对样本进行统 计分析 . 以揭 示 我 国 人 均 生
ARIMA模型在我国居民消费价格指数的实证分析
财经视野CAIJINGSHIYE1ARIMA模型在我国居民消费价格指数的实证分析方羽河南财经政法大学河南郑州摘要:本文关注我国居民消费价格指数,结合我国1985-2018年数据对居民消费价格指数进行ARIMA 模型的拟合并预测2019年我国居民消费价格指数,并结合实际情况,提出一些意见和建议。
关键词:HP 滤波法;ARIMA 模型;居民消费价格指数居民消费价格指数(CPI ),是一个反映居民购买一般消费品和服务的价格水平变动情况,属于一种宏观经济指标。
且其变动率在一定程度上反映了我国经济发展的通货膨胀或紧缩程度,是关系国计民生的一项重要指标。
关注居民消费价格指数,关注其变动发展情况是反映我国物价水平的重要方面。
一、我国居民消费指数基本情况自1985年以来,我国居民消费价格指数(上一年=100)不断变动,但整体基本维持在100以上,及较上一年有所增长,34年来平均居民消费价格指数为105.27。
在2000年以前,我国居民消费指数变动很明显,19851994年呈现先增长后下降再急速增长的态势,且于1994年达到近34年来的峰值124.1。
19951998年持续下降,且将至近34年的最小值,仅98.6。
2000年以后的居民消费指数变动明显不如2000年以前大,但仍有起伏波动。
2012年以后居民消费指数趋于稳定但仍有小幅变动。
二、HP 滤波法(1)数据来源。
本文数据源自《中国统计年鉴》(20002019年)选择19852018年的居民消费指数数据(上一年=100),共计34个数据,其中19852016年用于拟合模型,2017和2018年数据用于模型检验。
(2)HP 滤波法实证分析。
利用HP 滤波法,可将居民消费指数数据可以看作由趋势成分和波动成分两者组成的,通过设定一个损失函数,并结合事先给定的取值,使损失函数最小化,将居民消费指数数据分解为趋势成分和波动成分,前者代表CPI 指数的长期变动,后者代表CPI 指数的短期波动。
ARIMA模型在居民消费价格指数预测中的应用
回归多项式, 为白噪声序列 。 实际中得到的数据 常常是非平稳的, 但对非平稳原序列进行差分后 可以得到平稳序列 , 以常用 的模型为 所 =
,
型都 可 以用来 预 测 C I 比如 说线 性 回归模 型 P, L M, R 该模型只能拟合 预测数据呈线性趋 势的情
况, 对数据呈非线 性的情况基本无效。还有 A — R
第3 1卷第 2期 2 1 年 4月 01
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J u a fHu n g n oma iest o rl o a g a gN r lUnv ri n y
A I A模型在居 民消 费价格 指数预测 中的应 用 RM
3
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引进延迟算子 , M ( ,) A A pq 模型简记为: R
薪 B f)t
其中 ( )=1 咖 B一 ・ B 为P阶 自回归 B 一 。 一 p 系数多项式 , B ( )=1 0B一 ・ B 为 q自 —1 一
辛海明
( 中山大学 新华学 院, 广东 广州 502 ) 150 摘 要 : 以我国 20 ~ 09 本文 01 20 年月季度 的消费价格指数 为例 , 过 S S 通 A 软件 对 A I A模 型进行 拟合 RM
煤炭价格预测问题
煤炭价格预测问题作者:井长江陈大利来源:《科学与财富》2020年第21期摘要:本文研究国家相关部门的监管、国内外煤炭市场、气候变化、出行方式、能源消耗方式等其他因素对煤炭价格的影响,并通过历年数据预测未来煤炭价格的变化。
首先,本文建立了层次分析模型,通过模型求解得到影响秦皇岛港动力煤价格的主要因素的各自所占的权重,对比权重大小来对主要因素进行排序。
针对问题二,对未来煤炭价格的预测问题,本文运用了 BP 神经网络模型和 ARIMA 时间序列模型两种方式进行预测以减小预测存在的误差,第一种模型运用MATLAB 拟合工具箱对历史数据及主要影响因素拟合得到预测值,同时,第二种模型运用 SPSS 中的时间序列工具箱对历史数据及主要因素分析得到预测值。
然后,运用平均加权法将两种模型预测值综合,减小了单一方式预测所存在的误差,使所得最终预测值更加准确。
针对问题三,最终得出:气候变化、传染病、高新技术和新的交通方式四种因素未来会对煤炭价格走势产生影响。
据此,我们建立了一套合适的评价指标体系,根据评价体系得到了各个因素在影响煤炭价格上所占的权重,再将他们与第一问之中的因素进行综合,将第一问中的因素在结构性和重要性上进行了调整,最后根据综合后得到的数值带入第二问已建立的模型之中,预测出未来的煤炭价格。
针对问题四,我们从四个方面向政府部门提供相关的政策建议,为我国未来煤炭市场的平稳发展做出了有力的保障。
关键词:煤炭价格预测、层次分析法、BP 神经网络、ARIMA 模型一、问题重述2.1 问题一:建立数学模型,通过量化分析的方法,求出影响煤炭价格的主要因素,并且以秦皇岛港动力煤价格为例,求出从2019 年5 月1 日至2020 年4 月30 日,影响秦皇岛港动力煤价格的主要因素,并由大到小排序。
2.2 问题二:结合秦皇岛港动力煤价格的历史数据,以及问题一中的影响煤炭价格的主要因素,建立煤炭价格预测模型,分别以天、周、月为单位,预测未来31 天、35 周、36 个月的煤炭价格,并完成表一。
基于ARIMA模型的我国能源消费结构趋势分析与预测
i 0 0 a d c n o t h t o lo 5 n 2 2 n a n t ma c he g a f 1
me s r st r moece nu eo h o l p i z rc kn c a im f o l du tt ee e g o — a u e Op o t la s f ec a ,o tmiep iema igme h ns o a ,a j s h n r yc n t c
a d n n f s i c n u to mo n i ab f r 0 0 i ma e r s n n r y s r c u e c n ii n a d i n o -o sl o s mp i n a u ti Ch n e o e2 2 s n d .P e e te e g t u t r o dto n t s f t r e d n y a e a a y e .Th e u ts o h tAR I A d li welf o h r d c i n o n r y u u et n e c r n l z d e r s l h ws t a M mo e s l i f r t e p e it f e e g t o cnu o s mp in t .Co l l s i e t ema n e e g o r e a d isp r e t g c o n i g f r t et t l n r y a o a l t l h i n r y s u c n e c n a e a c u tn o h o a e g — wi l b t e mo n l s i e n a l 0 u twi tl b e ry 7 l l 1 . 19 i h e r f t r . Th e c n a e o o —o sl e e g l a c u t f r n te n a u u e e p r e t g f n n f s i n r y wi c o n o l p o o e y Ch n s o e n n . Ch n h u d t k r p s d b i e e g v r me t i a s o l a e
基于ARIMA模型的中国能源消费量增长预测
基于ARIMA模型的中国能源消费量增长预测摘要:能源影响着我国经济社会的稳定持续发展,对未来能源消耗的准确预测具有重要意义。
我国能源消费量序列是一组依赖于时间变化的随机变量,可用arima模型予以近似描述。
文章运用1975~2011 年我国能源消费数据建立了arima(3,1,2)模型,经诊断检验与实证检验发现,预测精度较高,可用于我国能源消费量预测。
科学的能源消费量预测结果可为国家合理规划能源生产和进出口提供重要依据。
关键词:arima 模型;平稳时间序列;能源消费量;预测中图分类号:c811 文献标识码:a 文章编号:1005-5312(2013)20-0280-01一、arima模型的构建步骤通过时间序列的散点图或折线图可对序列进行平稳性初步判断。
如果时间序列存在一定变化趋势,则需要对序列进行差分处理使之转化成为平稳时间序列,此时差分的次数便是arima(p,d,q)模型的阶数d。
根据平稳时间序列的自相关图和偏自相关图可初步确定arima模型数p与q。
如果平稳时间序列的自相关值或偏自相关值在±2倍估计标准差以内,则其在显著水平为5%的情形与零无显著差异。
若序列的滞后k期偏自相关函数在k>m时等于零,则可近似判断是m 阶截尾;若序列的滞后k期自相关函数在k>n时,则可近似判断是n阶截尾。
此时,通过偏自相关图中与m相邻几期的偏自相关函数可初步确定p的可能取值;同理,利用自相关图中与n相邻几期的自相关函数初步确定q的可能取值。
然后借助aic准则确定p与q 的取值。
二、我国能源消费量arima建模(一)时间序列的平稳化处理序列{xt}存在显著增长趋势,且随时间推移不断扩大,这表明该序列存在异方差,序列{xt}的adf检验统计量(1.108141)大于1%,5%与10%显著性水平的临界值,表明该序列是非平稳的,pp检验也验证了该结论(pp 检验统计量大于其1%,5% 与10%显著性水平的临界值)。
全国能源消费的ARIMA模型预测分析
全国能源消费的ARIMA模型预测分析谢地【摘要】采用ARIMA模型,对我国能源消费总量的年度数据进行分析.结果表明ARIMA模型预测效果良好,相对误差均在3%以内,可用于我国能源消费量的短期预测.【期刊名称】《科技创业月刊》【年(卷),期】2013(026)009【总页数】2页(P30-31)【关键词】能源消费量;单位根检验;ARIMA模型【作者】谢地【作者单位】云南民族大学经济学院云南昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】F224.9由于我国的年度能源消费序列为非平稳时间序列,对能源的消费量不易直接采取自回归(AR)、移动平均(MA)或自回归移动平均模型分析(ARMA)。
本文采用ARIMA模型建立我国能源消费量模型,在进行参数估计与检验的基础上,将模型运用于我国能源消费量的预测。
文章采用年度数据的样本区间为 1985-2012 年,原始数据(以“万吨标准煤”为单位的能源消费总量)来源于《2012年中国统计年鉴》。
文章通过ARIMA模型对样本进行统计分析,并在此基础上进行短期预测。
1 ARIMA模型的建模思路ARIMA 模型(autoregressive integrated moving average model)全称为差分自回归移动平均模型,是由统计学家Box和Jenkins提出,又被称为 B-J模型(Box-Jenkins model),ARIMA 模型可用于非平稳时间序列预测。
1.1 ARIMA 模型的形式对于单整序列能够通过d次差分将非平稳序列转化为平稳序列。
设yt是d阶单整序列,即yt~I(d),则:公式(1)中 wt为平稳序列,即wt~I (0)。
于是可以对 wt建立ARMA(p,q)模型:wt=c+Φ1wt-1+…+如公式(2)所示,wt为 ARMA(p,q)模型。
经过d阶差分变换后的ARMA (p,q)模型称为ARIMA(p,d,q)模型。
1.2 应用 ARIMA(p,d,q)模型建模的过程B-J模型的建模思想可分为如下几个步骤:①对原序列进行平稳性检验,如果序列不满足平稳性条件,可以通过差分变换(单整阶数为d,则进行d阶差分)或者其他变换,如对数差分变换使序列满足平稳性条件;②通过计算能够描述序列特征的一些统计量,如自相关系数(AC)和偏自相关系数(PAC),来确定ARMA 模型的阶数p和q,并在初始估计中选择尽可能少的参数;③估计模型的未知参数,并检验参数的显著性,以及模型本身的合理性;④进行诊断分析,以证实所得模型确实与所观察到的数据特征相符。
ARIMA模型在我国人均生活能源消费量预测中的应用
194科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald经 济 研 究随着经济社会的快速发展、人民生活水平和生活质量的不断提高,我国居民生活能源消费量不断增长。
1983~2007年,我国人均生活用能从106.6千克标准煤上升至203.3千克标准煤,增长了90%。
特别是进入21世纪后,随着经济发展水平和居民收入水平的迅速提高,居民生活逐步由温饱型向小康型转变,能源消费进入了快速增长时期。
本文拟采用时间序列分析法对人均生活能源消费进行预测。
传统的时间序列分析法,如移动平均法和指数平滑法,常因出现滞后误差而影响预测精度。
而A RM A 模型是描述平稳随机序列的最常用的一种模型,是目前最好的单一变量随机时序预测法。
但现实中的时间序列往往是非平稳的,因此,采用时间序列分析的A R I M A 模型。
A R I M A 模型是一种精度较高的时序短期预测方法,能够从本质上认识时间序列的结构与特征,达到最小方差意义下的最优预测[1]。
1 ARIMA 模型简介A R I M A 模型是由统计学家B o x 和Jenkins在20世纪70年代提出的时间序列分析模型,亦称为Box-Jenkins方法[2]。
建立模型的原理是:将预测对象随时间推移而形成的数据序列视为一个随机序列,构成该时序的单个序列值虽然具有不确定性,但整个序列的变化却有一定的规律性,可以用相应的数学模型近似描述,这样就可以从时间序列的过去值及现在值预测其未来值[3]。
1.1应用ARIMA(p,d,q)模型建模的过程Box和Jenkins提出了具有广泛影响的建模思想,能够对实际建模起到指导作用,其建模思想可分为如下四个步骤:(1)对原时间序列进行平稳性检验,如果序列不满足平稳性条件,可以通过差分变换(单整阶数为d,则进行d阶差分)或者其他变换,如对数差分变换使序列满足平稳性条件。
(2)通过计算能够描述序列特征的一些统计量(如自相关系数和偏自相关系数),以确定A R M A 模型的阶数p 和q ,并在初始估计中选择尽可能少的参数。
应用ARIMA模型预测中国煤炭生产
应用ARIMA模型预测中国煤炭生产
魏晓平;史历仙
【期刊名称】《中国煤炭》
【年(卷),期】2006(032)009
【摘要】根据我国2001-2005年60个月的煤炭生产数据,利用时间序列的有关理论,经过多次拟合,找出适合我国煤炭生产的单整自回归移动平均模型(ARIMA).利用AIC准则确定模型参数,并根据模型对我国2006年的月度煤炭生产量进行预测.【总页数】3页(P12-14)
【作者】魏晓平;史历仙
【作者单位】中国矿业大学管理学院,江苏省,徐州市,221008;中国矿业大学管理学院,江苏省,徐州市,221008
【正文语种】中文
【中图分类】F4
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5.中国能源消费的ARIMA模型预测分析 [J], 杨伟传
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基于ARIMA模型的我国能源消费结构趋势分析与预测
由平稳性检验 结果知, 应对 能源需求总 量时 间序列数据建立 A RI MA ( p , 2, q) 模型。 下一 步, 还需 要对 模型 进行 进一 步 的识 别, 确定 p 、q 值。 L N EC 的 二 阶 差 分 用
Chinese energy consumption structure prediction by application of ARIMA
X U E L i ming , HO U Yun bing , Y A N Xu, H E G uang ( Colleg e of Resour ces and Safety Eng ineer ing, China U niv ersity of M ining and T echno lo gy ( Beijing) , Beijing 100083, China) Abstract: By a p, the prediction of total energ y consum ption amo unt, coal and no n fo ssil consumptio n amo unt in China befor e 2020 is made. P resent ener gy str ucture condition and its future tendency ar e analyzed. T he result show s that A RI M A mo del is w ell fit fo r the pr ediction of ener gy consumption. Coal will st ill be t he main energ y source and its percentage account ing for the to tal energ y a mount will still be nearly 70% in the near future. T he percentag e of no n fo ssil energ y w ill account for 11 9% in 2020 and canno t match the g oal of 15% proposed by Chinese go vernment . China should take measures to promo te clean use of the co al, o pt imize pr ice making mechanism of coal, adjust the ener gy co n sum ption st ructur e and accelerate clean ener gy const ruct ion. Key words: predict; energ y co nsumpt ion; energ y str ucture; co al; no n fo ssil energ y
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ARIMA模型在中国人均煤炭消费预测中的应用摘要:本文依据我国人均煤炭消费量的数据,借助eviews软件,比较分析建立了最优拟合模型arima(2,2,2)。
利用该模型进行预测,与实际值比较可知预测精度较高,最后利用模型arima(2,2,2)预测了未来几年我国人均煤炭消费量。
关键词:arima;人均煤炭消费;时间序列;预测
中图分类号:f426.2,f224 文献标识码:a 文章编号:1001-828x(2012)06-0-02
一、引言
中国是煤炭资源比较丰富的国家,从能源消费的结构来看,煤炭在能源消费总量中占主导地位。
煤炭作为能源资源在经济发展中起着无法替代的作用,它是支撑经济发展和保障人民生活的基础。
建国初期,中国煤炭消费量占一次能源消费总量的90%以上,随着中石油天然气工业和水电事业的发展,煤炭消费比例有所下降。
由于中国的人口数量多,人均煤炭消耗量的比例也随之下降,但从整体上看,中国的能源消费仍然是以煤为基础,多元发展的能源消费结构。
时间序列进行分析和预测是通过建立以因果关系为基础的结构模型进行的,本文采用博克斯-詹尼斯提出的arima模型对中国人均煤炭消费量进行分析和预测,利用以往人均煤炭消费量预测未来几年人均煤炭消费量,预测精度较高,具有实际的指导意义。
二、arima(p,d,q)模型
arima(p,d,q)模型称为差分自回归移动平均模型,是由博克
思(box)和詹金斯(jenkins)在70年代初提出的著名时间序列预测方法,所以又称为box-jenkins模型或b-j法。
它是将非平稳时间序列转化为平稳时间序列,然后将因变量仅对它的滞后值以及随机误差项的现值和滞后值进行回归所建立的模型,可以从时间序列的过去值及现在值预测未来值。
arima(p,d,q)模型包含移动平均过程ma(q)、自回归过程ar(p)、自回归移动平均过程arma(p,q)以及arima(p,d,q)过程,其中p为自回归阶数;q为移动平均阶数,d为时间序列转化为平稳时间序列所做的差分次数。
自回归移动平均模型arima的一般形式为
或
在b-j中,只有平稳序列才能直接建立arma模型,而实际的时间序列往往是非平稳的,因此可差分将非平稳序列平稳化,然后利用arima(p,d,q)模型进行分析预测。
arima(p,d,q) 不适合长期预测,预测误差会随着预测期的延长而逐渐增大,但短期预测精度较高。
三、模型的建立
本文选取1980-2009年中国人均煤炭消费量(单位:千克),数据来源于中国社会科学院金融研究所。
实用eviews软件进行模型的识别、估计、检验及预测,时间序列(中国煤炭消费量)用变量mt 表示。
1.序列平稳性检验
时间序列的平稳性是指时间序列的统计特性不随时间推移而变
化,时间序列没有明显的上升或下降趋势,各个观察值围绕某个固定值上下波动。
序列平稳性检验常用的方法有折线图示法,自相关图示检验法和adf单位根检验法。
图1给出了mt折线图,图2给出了mt的自相关图,从两个图中都可以看出mt序列为非平稳的时间序列。
由折线图可知该序列随时间先增长后下降的趋势,对mt原序列的单位根检验结果见图3,mt序列具有一个单位根,即mt原序列为一个非平稳序列。
对mt进行二阶差分序列adf检验结果见图4,由此可知mt二阶差分序列为平稳序列,故。
图1 mt折线图图2 mt
的自相关图
图3 mt序列的adf检验
图4 mt序列二阶差分序列adf检验
2.模型的识别和估计
将mt序列进行二次差分得到平稳序列,做出该平稳序列的自相关函数acf图和偏自相关函数pacf图(见图5),从图中可以看出acf、pacf图都是拖尾的,可取,。
初步建立arima(1,2,2)或arima(2,2,2)模型。
估计模型的参数,利用调整r2,aic及sc的判别标准确定最优模型,并估计其参数。
由表1可看出arima(2,2,2)的拟合优度较高,且aic及sc值较小,模型arima(2,2,2)更优。
采用最小二乘法估计参数,得到模型arima(2,2,2)为:图5 二阶差分序列的自相关图图6
残差序列相关图
表1 模型比较
3.模型检验
模型arima(2,2,2)是否有效,可通过残差序列是否为白噪声序列来确定。
若残差序列为白噪声序列,意味着该模型包含了原序列的所有趋势,模型可以用于预测。
本文采用残差相关图和q-统计量进行残差的相关性检验,如果各阶滞后的自相关和偏自相关值都接近于零,所有的q-统计量不显著,且有较大的p值,则残差序列不相关。
图6给出了残差序列相关图,由图中可知:残差序列不相关,模型arima(2,2,2)有效。
4.预测
利用模型arima(2,2,2)预测2007年至2009年中国人均煤炭消费量,与实际人均消费量比较(见表2),实际值和预测值之间差距较小,预测误差分别为0.23867%,3.87399%,2.16681%。
预测误差不超过4%,theil不等系数为0.01242,表明模型预测精度较高,模型比较优良。
因此可采用模型arima(2,2,2)预测2010年至2003年中国人均煤炭消费量,预测值分别为:
表2 实际值与预测值比较(单位:千克)
四、结论
模型arima(2,2,2)很好地拟合了我国人均煤炭消耗量,人均煤炭消耗量从1980至1988年逐渐增加,从1989年至2002年逐渐下降,从2003年至2009年先小幅增长后小幅下降。
用该模型预测
2010至2013年人均煤炭消耗量为68.47833、69.62663、71.11799、73.45248(单位:千克)。
以上定量分析结果与我国实际相符,随着中国工业化、城市化进程的加快以及居民消费结构的升级,石油、天然气等清洁高效能源在未来中国能源消费结构中将会占据越来
越重要的地位,人均煤炭的消耗比例总体上会随之下降,仍有小幅度的波动。
参考文献:
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[4]王浩.农民收入预测及arima模型选择[j].安徽农业科学,2010,38(31):17932-17935.
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