时间序列分析——最经典的

合集下载

数据分析中的时间序列分析方法

数据分析中的时间序列分析方法

数据分析中的时间序列分析方法时间序列分析是数据分析中常用的一种方法,通过对时间序列数据的分析,可以揭示出数据的趋势、周期性和随机变动等规律,从而为决策提供有力的支持。

本文将介绍几种常用的时间序列分析方法。

一、平滑法(Smoothing)平滑法是一种常见的时间序列分析方法,其主要目的是去除数据中的随机波动,揭示出数据的长期趋势。

平滑法最常用的方法包括简单移动平均法、加权移动平均法和指数平滑法等。

简单移动平均法将一段时间内的数据取平均值,加权移动平均法则对不同时间的数据进行加权计算,而指数平滑法则是根据数据的权重递推计算平滑值。

二、分解法(Decomposition)分解法是将时间序列数据分解为趋势、季节性和随机成分三个部分的方法。

通过分析趋势部分,可以了解数据的长期变化趋势;分析季节性部分,可以揭示出数据中的周期性变动;而随机成分则代表了不可预测的波动。

常用的分解法有加法分解和乘法分解两种方式。

加法分解是将时间序列数据减去趋势和季节性成分,得到的剩余部分就是随机成分;乘法分解则是将时间序列数据除以趋势和季节性成分,得到的结果同样是随机成分。

三、自回归移动平均模型(ARMA)自回归移动平均模型是一种常用的时间序列预测方法,通过对时间序列数据的自相关和移动平均相关进行建模,可以预测未来时间点的值。

ARMA模型是AR模型和MA模型的结合,AR模型用于描述数据的自相关关系,而MA模型则用于描述数据的移动平均相关关系。

ARMA模型的具体建模过程包括模型的阶数选择、参数估计和模型检验等。

四、季节性ARIMA模型(SARIMA)季节性ARIMA模型是在ARIMA模型的基础上加入季节性成分的一种模型。

季节性ARIMA模型主要用于处理具有明显季节性规律的时间序列数据。

与ARIMA模型类似,季节性ARIMA模型也包括模型阶数选择、参数估计和模型检验等步骤,不同的是在建模时需要考虑季节性的影响。

五、灰色系统模型(Grey Model)灰色系统模型是一种特殊的时间序列预测方法,主要适用于数据样本较少或者数据质量较差等情况。

时间序列的分析方法

时间序列的分析方法

时间序列的分析方法时间序列分析是指通过对时间序列数据进行统计学和数学模型的建立和分析,以预测和解释时间序列的未来走势和规律。

它是应用统计学和数学方法研究时间序列数据特点、规律、变化趋势,以及建立模型进行分析和预测的一种方法。

时间序列数据是按照时间顺序记录的数据,比如月度销售额、季度GDP增长率、年度股票收盘价等。

时间序列分析的目的是从历史数据中发现数据的模式,以便更好地理解现象、做出预测和制定决策。

时间序列分析主要有以下几种方法:1. 数据可视化方法数据可视化是分析时间序列数据的重要方法,可以通过绘制数据的折线图、柱状图、散点图等来观察数据的趋势、周期性、季节性等特点。

2. 描述性统计方法描述性统计是对时间序列数据的集中趋势、离散程度和分布形态进行描述的方法。

常用的描述性统计指标有均值、标准差、最大值、最小值等。

3. 平稳性检验方法平稳性是时间序列分析的重要假设,即时间序列在长期内的统计特性保持不变。

平稳性检验可以通过观察数据的图形、计算自相关函数、进行单位根检验等方法来判断时间序列是否平稳。

4. 时间序列分解方法时间序列分解是将时间序列数据分解为趋势成分、周期成分和随机成分的方法。

常用的时间序列分解方法有经典分解法和X-11分解法。

5. 自回归移动平均模型(ARMA)方法ARMA模型是时间序列的常用统计学模型,可以描述时间序列数据的自相关和滞后移动平均关系。

ARMA模型包括两个部分,AR(p)模型用来描述自回归关系,MA(q)模型用来描述移动平均关系。

6. 自回归积分滑动平均模型(ARIMA)方法ARIMA模型是ARMA模型的扩展,加入了差分操作,可以处理非平稳时间序列。

ARIMA模型通常用于对非平稳时间序列进行平稳化处理后的建模和预测。

7. 季节性模型方法对于具有明显季节性的时间序列数据,可以采用季节性模型进行分析和预测。

常用的季节性模型有季节性ARIMA模型、季节性指数平滑模型等。

8. 灰色模型方法灰色模型是一种适用于少量样本的时间序列建模和预测方法,它主要包括GM(1,1)模型和GM(2,1)模型。

第10章-时间序列分析

第10章-时间序列分析

67885
•1991~1996年平均国内生产总值:
•时期数列
•2023/5/3
•【例】
年份
•19941998年中 国能源生产 总量
1994 1995 1996 1997 1998
能源生产总量(万吨标 准煤) 118729 129034 132616 132410 124000
•2023/5/3
❖2.绝对指标时点数列的序时平均数
如:1991—1996年间,我国逐年的GDP,构
成一个时间序列。
记:a1 , a2 , … , an ( n项 ) 或:a0 , a1 , a2 , … , an ( n+1项 )
•2023/5/3

时间数列的构成要素:
1. 现象所属的时间;
2. 不同时间的具体指标数值。
•2023/5/3
例如
年底人数
(万 人)
8350 9949 11828 14071 16851 18375
间隔年数 3 2 3 2 2
•间断时点数列(间隔不等)
•2023/5/3
•我国第三产业平均从业人数:
•2023/5/3
•【例】 •某地区1999年社会劳动者人数资料如下

•单位:万人
时间 1月1日 5月31日 8月31日 12月31日
•2023/5/3
•定基和环比发展速度相互关系
•2023/5/3
【例】
❖ 某产品外贸进出口量各年环比发展速度资料如下: ❖ 1996年为103.9%,1997年为100.9%, ❖ 1998年为95.5%,1999年为101.6%,2000年为
108%,试计算2000年以1995年为基期的定基发 展速度。 ❖ (109.57%)

时间序列 8种方法

时间序列 8种方法

时间序列分析是一种用于处理和分析时间序列数据的方法,它可以帮助我们理解数据的变化趋势、周期性、随机性等特征。

以下是在时间序列分析中常用的8种方法:
1. 描述性统计:这是最基本的数据分析方法,包括平均值、中位数、标准差、极值等。

2. 趋势图:将数据以图表的形式展示出来,可以直观地看到数据的变化趋势。

3. 季节性分析:如果数据具有季节性特征,可以使用季节性指数、移动平均法等方法来分析。

4. 回归分析:通过建立回归模型,对时间序列数据进行拟合,以预测未来的数据。

5. 滑动平均模型(SMA):这是一种常用的时间序列分析方法,可以平滑短期波动,反映价格或指数的长期变化趋势。

6. 指数平滑:这是一种基于时间序列数据的平滑方法,可以处理时间序列数据的非平稳性问题。

它有多种形式,如一次指数平滑、二次指数平滑等。

7. ARIMA模型:这是一种常用于时间序列分析的模型,可以自动处理时间序列数据的平稳性和季节性变化。

8. 时间序列预测的神经网络方法:这种方法利用神经网络对时间序列数据进行训练,以预测未来的数据。

这些方法各有优缺点,具体使用哪种方法取决于数据的特征和需求。

在应用这些方法时,需要注意数据的清洗和预处理,以及对结果的解读和分析。

另外,随着数据科学技术的不断发展,可能还会出现新的方法和工具来应对时间序列分析中的问题。

此外,要注意这些方法只是帮助我们理解和预测时间序列数据的一种手段,它们不能替代我们对于数据背后问题的深入思考和探讨。

在应用这些方法时,我们需要结合实际问题和背景知识,进行合理的分析和解释。

同时,也需要不断地学习和探索,以应对不断变化的数据和分析需求。

数据分析中的时间序列分析方法及案例

数据分析中的时间序列分析方法及案例

数据分析中的时间序列分析方法及案例时间序列分析是一种常见的数据分析方法,它专门用于处理随时间变化的数据。

在时间序列分析中,我们会对数据进行预测和趋势分析,以便更好地了解数据的变化和发展,从而帮助我们作出更加准确的决策。

在本文中,我们将介绍一些常见的时间序列分析方法,并提供一些实际应用案例以帮助读者更好地理解。

一、时间序列分析方法1. 平稳性检验平稳性检验是时间序列分析的第一步。

在时间序列中,如果均值、方差和自相关函数不随时间变化而变化,则称该时间序列为平稳序列。

平稳性的检验可以通过单位根检验、ADF检验等方法来实现。

2. 时间序列模型时间序列模型是一种用于预测和分析时间序列数据的模型。

常见的时间序列模型包括ARIMA模型和GARCH模型等。

其中,ARIMA模型用于处理非平稳时间序列,而GARCH模型则用于处理方差不稳定的时间序列。

3. 季节性分析季节性分析是时间序列分析中的一个重要领域。

它用于揭示时间序列中的周期性变化以及决定这些变化的原因。

季节性分析的方法包括周期性分析、趋势分析、建立季节性模型等。

二、案例分析1. 股价预测在金融领域,时间序列分析被广泛应用于股票价格预测。

通过分析历史股价,我们可以使用ARIMA模型来预测未来的股票价格。

此外,我们还可以基于季节性变化和趋势来构建周期性和趋势性模型,以更好地预测股票价格的变化。

2. 消费者信心指数分析消费者信心指数是一个非常重要的经济指标。

它涉及消费者对经济前景的看法和信心。

时间序列分析被广泛应用于消费者信心指数的数据分析。

通过使用平稳性检验等方法,我们可以确定信心指数的趋势和季节性变化。

我们还可以使用ARIMA模型来预测未来的信心指数,以及分析这些变化的原因。

3. 网站流量分析在网站分析领域,时间序列分析主要用于分析网站的访问量和流量变化。

首先,我们需要进行平稳性检验来确定流量数据是否符合平稳时间序列的要求。

然后,我们可以使用ARIMA模型来预测网站流量的趋势和变化,并进行其他分析,例如季节性变化和流量随时间变化的相关性分析。

经济学毕业论文中的时间序列分析方法

经济学毕业论文中的时间序列分析方法

经济学毕业论文中的时间序列分析方法时间序列分析是经济学研究中常用的一种方法,用于分析经济数据中的时间变化趋势和周期性。

在经济学毕业论文中,时间序列分析方法被广泛应用于研究经济变量的发展趋势、预测未来趋势以及评估政策的效果。

本文将介绍几种常用的时间序列分析方法,并以一个具体的经济学例子来说明其应用。

一、移动平均法移动平均法是一种常见的时间序列分析方法,常用于平滑并展示时间序列的趋势。

该方法通过对观测值进行平均计算,得到移动平均值,从而消除随机波动和短期波动对趋势分析的干扰。

移动平均法可以分为简单移动平均和加权移动平均两种。

简单移动平均是对一定时间段内的数据进行求和平均,例如我们可以计算过去5年的简单移动平均来观察某个经济变量的长期趋势。

加权移动平均则是对不同时间段内的数据进行加权平均,常用于对近期数据赋予更高的权重。

二、指数平滑法指数平滑法也是常用的时间序列分析方法,用于对时间序列的趋势进行预测。

该方法基于历史数据赋予不同权重,通过不断调整权重来预测未来的趋势。

简单指数平滑是最常见的一种指数平滑法,它通过对观测值进行加权平均来估计下一个时期的值。

简单指数平滑法的核心公式如下:\[\hat{Y}_{t}=\alpha Y_{t-1}+(1-\alpha)\hat{Y}_{t-1}\]其中,\(\hat{Y}_{t}\)表示预测值, \(Y_{t-1}\)表示上一个观测值,\(\hat{Y}_{t-1}\)表示上一个时期的预测值,\(\alpha\)表示平滑系数。

三、自回归移动平均模型(ARMA)自回归移动平均模型是一种更为复杂的时间序列分析方法,用于描述时间序列变量的动态特征。

ARMA模型结合了自回归模型(AR)和移动平均模型(MA),可以更准确地描述时间序列的变化。

AR模型是指时间序列变量与其自身的滞后值之间存在相关性。

MA模型是指时间序列变量与其滞后的随机误差之间存在相关性。

ARMA模型的核心思想是通过计算滞后值和误差来建立预测模型。

关于时间序列分析

关于时间序列分析

1.全然概念(1)一般概念:系统中某一变量的瞧测值按时刻顺序〔时刻间隔相同〕排列成一个数值序列,展示研究对象在一定时期内的变动过程,从中寻寻和分析事物的变化特征、开展趋势和规律。

它是系统中某一变量受其它各种因素碍事的总结果。

(2)研究实质:通过处理推测目标本身的时刻序列数据,获得事物随时刻过程的演变特性与规律,进而推测事物的今后开展。

它不研究事物之间相互依存的因果关系。

(3)假设根底:惯性原那么。

即在一定条件下,被推测事物的过往变化趋势会连续到今后。

暗示着历史数据存在着某些信息,利用它们能够解释与推测时刻序列的现在和今后。

近大远小原理〔时刻越近的数据碍事力越大〕和无季节性、无趋势性、线性、常数方差等。

(4)研究意义:许多经济、金融、商业等方面的数据根基上时刻序列数据。

时刻序列的推测和评估技术相对完善,其推测情景相对明确。

尤其关注推测目标可用数据的数量和质量,即时刻序列的长度和推测的频率。

2.变动特点(1)趋势性:某个变量随着时刻进展或自变量变化,呈现一种比立缓慢而长期的持续上升、下落、停留的同性质变动趋向,但变动幅度可能不等。

(2)周期性:某因素由于外部碍事随着自然季节的交替出现顶峰与低谷的规律。

(3)随机性:个不为随机变动,整体呈统计规律。

(4)综合性:实际变化情况一般是几种变动的叠加或组合。

推测时一般设法过滤除往不规那么变动,突出反映趋势性和周期性变动。

3.特征识不熟悉时刻序列所具有的变动特征,以便在系统推测时选择采纳不同的方法。

(1)随机性:均匀分布、无规那么分布,可能符合某统计分布。

(用因变量的散点图和直方图及其包含的正态分布检验随机性,大多数服从正态分布。

)(2)平稳性:样本序列的自相关函数在某一固定水平线四面摆动,即方差和数学期瞧稳定为常数。

样本序列的自相关函数只是时刻间隔的函数,与时刻起点无关。

其具有对称性,能反映平稳序列的周期性变化。

特征识不利用自相关函数ACF:ρk =γk/γ其中γk是y t的k阶自协方差,且ρ0=1、-1<ρk<1。

经典时间序列分析

经典时间序列分析

《统计学》第八章 时间序列分析
求解方法 (关于 的一元n次方程)
①逐渐逼近法 ②查“累计法查对表”法
【例】某公司2005年实现利润15万元,计划 今后三年共实现利润60万元,求该公司利润 应按多大速度增长才能达到目的。
解:
递增速度 平均每年 增长﹪

14.9
《统计学》第八章 时间序列分析
累计法查对表
序时平均数的计算方法
⒈计算绝对数时间数列的序时平均数 ⑴由时期数列计算,采用简单算术平均法
《统计学》第八章 时间序列分析
【例】2001-2005年某地原煤产量
年份
原煤产量(万吨)
2001 2002 2003 2004 2005
118729 129034 132616 132410 124000
《统计学》第八章 时间序列分析
(1)长期趋势(T) (2)季节变动(S) 可解释的变动 (3)循环变动(C) (4)不规则变动(I) —不可解释的变动
《统计学》第八章 时间序列分析
长期趋势
现象在较长时期内受某种根本性 因素作用而形成的总的变动趋势
季节变动
现象在一年内随着季节的变化而 发生的有规律的周期性变动
循环变动
现象以若干年为周期所呈现出的 波浪起伏形态的有规律的变动
80.7
绝对数时间数列的分类 《统计学》第八章 时间序列分析
时期数列
由反映一段时期内社会经济现象发 展的总量或总和的绝对数所组成的
时间数列。
时点数列 由反映一时点上社会经济现象所处
的水平的绝对数所组成的时间数列
二 1、各指标数值是否具有可加性。 者 2、各指标数值大小是否与其时间 的 长短直接相关。 区 别 3、各指标的数值的取得方式。是

时间序列分析法

时间序列分析法

时间序列分析法时间序列分析是一种广泛应用于统计学和经济学领域的方法,它专门用于处理具有时间依赖性的数据。

时间序列数据是按时间顺序排列的一组观测值,例如股票价格、气温变化、经济指标等。

时间序列分析的目标是从历史数据中提取模式、趋势和周期以及预测未来的数据走势。

时间序列分析包括了多种方法和技术,下面将介绍其中几种常用的方法:1. 均值模型均值模型是最简单的时间序列模型之一,它假设时间序列的未来值将等于过去几期的平均值。

均值模型最常用的是移动平均模型(MA)和指数平滑模型(ES)。

移动平均模型根据过去几期的观测值对未来值进行预测,而指数平滑模型则给予较大权重给近期的观测值。

2. 趋势分析趋势分析用于识别时间序列中的长期趋势。

常用的趋势分析方法包括线性趋势分析、多项式回归分析以及指数平滑趋势分析。

这些方法主要是通过拟合一个数学模型来描述时间序列的趋势,然后根据模型对未来走势进行预测。

3. 季节性分析季节性分析用于识别和预测时间序列中的季节性模式。

常用的季节性分析方法包括季节性平均法、回归分析以及季节性指数平滑法。

这些方法可以通过拟合一个季节性模型来描述时间序列的季节性变动,并进行未来的预测。

4. 自回归移动平均模型(ARMA)ARMA模型是一种将自回归模型(AR)和移动平均模型(MA)结合起来的时间序列模型。

AR模型通过过去的观测值对未来值进行预测,而MA模型则根据过去的误差对未来值进行预测。

ARMA模型可以通过估计AR和MA参数来对时间序列进行预测。

5. 自回归积分移动平均模型(ARIMA)ARIMA模型是一种将自回归模型(AR)和移动平均模型(MA)与差分运算结合起来的时间序列模型。

ARIMA模型可以通过求解差分参数来对非平稳时间序列进行预测。

差分运算可以减少时间序列的趋势和季节性,使其更具平稳性。

以上是常用的时间序列分析方法,每种方法都有其适用性和局限性。

在实际应用中,根据具体情况选择合适的方法进行分析和预测。

时间序列分析——最经典的

时间序列分析——最经典的

时间序列分析——最经典的【时间简“识”】说明:本⽂摘⾃于经管之家(原⼈⼤经济论坛) 作者:胖胖⼩龟宝。

原版请到经管之家(原⼈⼤经济论坛) 查看。

1.带你看看时间序列的简史现在前⾯的话——时间序列作为⼀门统计学,经济学相结合的学科,在我们论坛,特别是五区计量经济学中是热门讨论话题。

本⽉楼主推出新的系列专题——时间简“识”,旨在对时间序列⽅⾯进⾏知识扫盲(扫盲,仅仅扫盲⽽已……),同时也想借此吸引⼀些专业⼈⼠能够协助讨论和帮助⼤家解疑答惑。

在统计学的必修课⾥,时间序列估计是遭吐槽的重点科⽬了,其理论性强,虽然应⽤领域⼗分⼴泛,但往往在实际操作中会遇到很多“令⼈发指”的问题。

所以本帖就从基础开始,为⼤家絮叨絮叨那些关于“时间”的故事!Long long ago,有多long估计⼤概7000年前吧,古埃及⼈把尼罗河涨落的情况逐天记录下来,这⼀记录也就被我们称作所谓的时间序列。

记录这个河流涨落有什么意义当时的⼈们并不是随⼿⼀记,⽽是对这个时间序列进⾏了长期的观察。

结果,他们发现尼罗河的涨落⾮常有规律。

掌握了尼罗河泛滥的规律,这帮助了古埃及对农耕和居所有了规划,使农业迅速发展,从⽽创建了埃及灿烂的史前⽂明。

好~~从上⾯那个故事我们看到了1、时间序列的定义——按照时间的顺序把随机事件变化发展的过程记录下来就构成了⼀个时间序列。

2、时间序列分析的定义——对时间序列进⾏观察、研究,找寻它变化发展的规律,预测它将来的⾛势就是时间序列分析。

既然有了序列,那怎么拿来分析呢时间序列分析⽅法分为描述性时序分析和统计时序分析。

1、描述性时序分析——通过直观的数据⽐较或绘图观测,寻找序列中蕴含的发展规律,这种分析⽅法就称为描述性时序分析描述性时序分析⽅法具有操作简单、直观有效的特点,它通常是⼈们进⾏统计时序分析的第⼀步。

2、统计时序分析(1)频域分析⽅法原理:假设任何⼀种⽆趋势的时间序列都可以分解成若⼲不同频率的周期波动发展过程:1)早期的频域分析⽅法借助富⾥埃分析从频率的⾓度揭⽰时间序列的规律2)后来借助了傅⾥叶变换,⽤正弦、余弦项之和来逼近某个函数3)20世纪60年代,引⼊最⼤熵谱估计理论,进⼊现代谱分析阶段特点:⾮常有⽤的动态数据分析⽅法,但是由于分析⽅法复杂,结果抽象,有⼀定的使⽤局限性(2)时域分析⽅法原理:事件的发展通常都具有⼀定的惯性,这种惯性⽤统计的语⾔来描述就是序列值之间存在着⼀定的相关关系,这种相关关系通常具有某种统计规律。

时间序列分析案例及应用

时间序列分析案例及应用

时间序列分析案例及应用时间序列分析是一种研究时间序列数据的方法,用于探索时间序列数据中的趋势、季节性和周期性等特征,并预测未来的趋势。

时间序列分析在许多领域都有广泛的应用,包括经济学、金融学、气象学、交通运输、医学等。

下面将介绍几个不同领域中的时间序列分析案例和应用。

1. 经济学:经济学中的时间序列分析对政府决策和宏观经济政策的制定有重要的影响。

例如,通过分析过去的经济数据,可以推断出未来的经济走势,从而指导货币供应、税收政策等的调整,以实现经济增长和稳定。

此外,时间序列分析还可以研究商品价格、人口增长、就业率等经济指标的变化趋势,评估经济政策的效果。

2. 金融学:金融市场中的股票价格、汇率、利率等指标都是时间序列数据,通过对这些数据进行时间序列分析,可以预测金融市场的趋势和波动。

例如,人们可以使用时间序列模型来分析股票价格的变化趋势,以制定买入和卖出的策略;同时,时间序列分析对于金融风险管理也具有重要的作用,可以帮助公司和金融机构测量和控制金融风险。

3. 气象学:气象学中的气温、降水量、风速等数据也是时间序列数据。

通过对这些数据进行时间序列分析,可以研究气候变化、预测天气变化,并对自然灾害如风暴、洪水等进行预警。

例如,利用时间序列模型可以预测未来一段时间内的气温变化趋势,从而指导农业生产、能源消耗等决策。

4. 交通运输:交通运输数据中的交通流量、拥堵指数等也是时间序列数据。

通过对这些数据进行时间序列分析,可以分析交通状况的变化趋势,预测拥堵情况,并优化交通规划和交通管理。

例如,通过分析过去的交通流量数据,可以预测未来的交通需求,从而调整公共交通线路和时刻表。

5. 医学:医学领域中的疾病发病率、药物使用情况等数据都是时间序列数据。

通过对这些数据进行时间序列分析,可以研究疾病的传播规律、预测药物需求等。

例如,利用时间序列模型可以预测流感疫情的蔓延趋势,从而指导公共卫生政策和疫苗分配。

总之,时间序列分析在各个领域都有重要的应用价值,能够帮助人们从过去的数据中发现规律,并预测未来的趋势。

时间序列数据分析方法

时间序列数据分析方法

时间序列数据分析方法时间序列数据在许多领域得到广泛应用,比如金融、经济、气象等。

时间序列数据是指按时间顺序排列的一系列数据,每个时间点有其对应的数据值。

对于时间序列数据的分析,可以帮助我们发现数据的规律和趋势,从而更好地预测未来的走势和决策。

下面介绍一些常用的时间序列数据分析方法。

1. 平稳性检验平稳性是时间序列分析的重要假设,它是指时间序列在统计意义上的均值、方差、协方差不随时间变化而改变。

如果时间序列不满足平稳性,则会影响样本的描述性统计和假设检验的结果。

平稳性检验可以使用自相关系数、平稳性检验统计量等方法。

2. 季节性分解季节性是时间序列中的一个重要特征,它是指周期性变化,并有一定的规律和周期性。

季节性分解是把时间序列分解成趋势、季节性、随机性等三个部分的过程。

常用的方法有加法模型和乘法模型,其中乘法模型比较常用。

季节性分解可以让我们更好地理解数据的季节性特征,并进行更加精准的预测。

3. 自回归移动平均模型自回归移动平均模型是一种常用的时间序列预测方法,它结合了自回归和移动平均的特点。

ARIMA 模型由三个参数表示:p、d、q。

其中,p 表示时间序列的自回归次数,d 表示时间序列被差分的次数,q 表示时间序列的滞后移动平均次数。

ARIMA 模型可以用来对数据进行预测,同时也可以用来对时间序列进行拟合。

4. 神经网络模型神经网络模型是一种非线性模型,它可以处理高维、非线性和时序数据。

神经网络模型的训练采用迭代算法,输入变量通过一系列的网络结构逐步进行处理,最终得到输出变量。

神经网络模型可以在一定程度上提高时间序列预测的精度,并且可以自动学习数据的特征,不需要过多的人工干预。

5. 非参数模型非参数模型又称为自适应模型,它主要是依据数据本身的分布和性质来推断未来的走势。

常用的非参数模型有 Kernel Regression 模型和 P-Spline 模型等。

非参数模型不需要事先设定模型形式和参数,更适用于数据特征不太明显或者数据结构复杂的情况。

时间序列分析

时间序列分析
一次指数平滑所得的计算结果可以在数据集范围之外进行扩展,因此也就可以用来进行预测。预测也非常简单:
其中,是最后一个已经算出来的值。也就是说,一次指数平滑法得出的预测在任何时候都是一条直线。
刚刚描述的一次指数平滑法适用于没有总体趋势的时间序列。如果用来处理有总体趋势的序列,平滑值将往往滞后于原始数据,除非的值接近1,但这样一来就会造成不够平滑。
最后一个问题是如何选择拌合参数/。我的建议是反复试验。先试试0.2和0.4之间的几个值(非常粗略地),然后看看会得到什么结果。或者也可以为(实际数据和平滑算法的结果之间的)误差定义一个标准,再使用一个数值优化过程来将误差最小化。就我的经验而言,一般没有必要弄得这么麻烦,原因至少有两个:数值优化是一个不能保证收敛的迭代过程,最终你可能还需要花非常多时间将算法设计成收敛的。此外,任何这样的数值优化都受限于你选对误差进行最小化的表达式。问题是使误差最小化的参数值可能并不能满足在解决方案中你想要看到的其他特性(也就是近似值的精确性和结果曲线的平滑程度之间的平衡),那么,到最后你才会发现,手动的计算方法往往更好。不过,如果你要预测很多序列,花些精力构建一个能自动决定最优参数值的系统也是值得的,但要实现这个系统恐怕也并不容易。
设n个测量值的误差为ε1.ε2……εn,则这组测量值的标准误差σ等于:
数理统计中均方误差是指参数估计值与参数真值之差平方的期望值,记为MSE。MSE是衡量“平均误差”的一种较方便的方法, MSE可以评价数据的变化程度, MSE的值越小,说明预测模型描述实验数据具有更好的精确度。与此相对应的,还有均方根误差RMSE、平均绝对百分误差等等。
趋势描述的是时间序列的整体走势,比如总体上升或者总体下降。下图所示的时间序列是总体上升的:
季节性描述的是数据的周期性波动,比如以年或者周为周期,如下图:

数据分析中的时间序列分析方法

数据分析中的时间序列分析方法

数据分析中的时间序列分析方法时间序列分析是一种用于研究时间相关数据的统计方法。

它可以帮助我们揭示数据的趋势、周期性和季节性等特征,从而为我们提供更准确的预测和决策依据。

在数据分析领域,时间序列分析方法被广泛应用于金融、经济、气象、交通等领域。

本文将介绍几种常用的时间序列分析方法。

一、移动平均法移动平均法是最简单、最常用的时间序列分析方法之一。

它通过计算一系列连续时间段内的平均值,来消除数据中的随机波动,揭示出数据的趋势。

移动平均法可以分为简单移动平均法和加权移动平均法两种。

简单移动平均法对所有时间段的数据赋予相同的权重,而加权移动平均法则根据不同时间段的重要性赋予不同的权重。

二、指数平滑法指数平滑法是一种基于加权平均的时间序列分析方法。

它通过将较大权重赋予最近的观测值,较小权重赋予较早的观测值,来预测未来的趋势。

指数平滑法适用于数据波动较小、趋势变化较为平稳的情况。

常见的指数平滑法有简单指数平滑法、二次指数平滑法和霍尔特指数平滑法等。

三、季节性分解法季节性分解法是一种用于分析具有季节性变化的时间序列数据的方法。

它将时间序列数据分解为趋势、周期性和随机成分三个部分,从而帮助我们更好地理解数据的特征。

季节性分解法可以通过移动平均法或指数平滑法来计算趋势和周期性成分,而随机成分则是剩余部分。

四、自回归移动平均模型自回归移动平均模型(ARMA)是一种广泛应用于时间序列分析的模型。

它组合了自回归模型(AR)和移动平均模型(MA)的特点,能够较好地描述时间序列数据的特征。

ARMA模型的参数可以通过最大似然估计或贝叶斯估计等方法来估计,从而得到较准确的预测结果。

五、自回归积分移动平均模型自回归积分移动平均模型(ARIMA)是ARMA模型的一种扩展形式,适用于具有非平稳性的时间序列数据。

ARIMA模型通过引入差分操作来消除数据的非平稳性,从而使得数据满足平稳性的要求。

ARIMA模型的参数估计和模型识别可以通过自相关图和偏自相关图等方法来进行。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

【时间简“识”】说明:本文摘自于经管之家(原人大经济论坛) 作者:胖胖小龟宝。

原版请到经管之家(原人大经济论坛) 查看。

1.带你看看时间序列的简史现在前面的话——时间序列作为一门统计学,经济学相结合的学科,在我们论坛,特别是五区计量经济学中是热门讨论话题。

本月楼主推出新的系列专题——时间简“识”,旨在对时间序列方面进行知识扫盲(扫盲,仅仅扫盲而已……),同时也想借此吸引一些专业人士能够协助讨论和帮助大家解疑答惑。

在统计学的必修课里,时间序列估计是遭吐槽的重点科目了,其理论性强,虽然应用领域十分广泛,但往往在实际操作中会遇到很多“令人发指”的问题。

所以本帖就从基础开始,为大家絮叨絮叨那些关于“时间”的故事!Long long ago,有多long?估计大概7000年前吧,古埃及人把尼罗河涨落的情况逐天记录下来,这一记录也就被我们称作所谓的时间序列。

记录这个河流涨落有什么意义?当时的人们并不是随手一记,而是对这个时间序列进行了长期的观察。

结果,他们发现尼罗河的涨落非常有规律。

掌握了尼罗河泛滥的规律,这帮助了古埃及对农耕和居所有了规划,使农业迅速发展,从而创建了埃及灿烂的史前文明。

1 / 60好~~从上面那个故事我们看到了1、时间序列的定义——按照时间的顺序把随机事件变化发展的过程记录下来就构成了一个时间序列。

2、时间序列分析的定义——对时间序列进行观察、研究,找寻它变化发展的规律,预测它将来的走势就是时间序列分析。

既然有了序列,那怎么拿来分析呢?时间序列分析方法分为描述性时序分析和统计时序分析。

1、描述性时序分析——通过直观的数据比较或绘图观测,寻找序列中蕴含的发展规律,这种分析方法就称为描述性时序分析描述性时序分析方法具有操作简单、直观有效的特点,它通常是人们进行统计时序分析的第一步。

2 / 602、统计时序分析(1)频域分析方法原理:假设任何一种无趋势的时间序列都可以分解成若干不同频率的周期波动3 / 60∙发展过程:1)早期的频域分析方法借助富里埃分析从频率的角度揭示时间序列的规律2)后来借助了傅里叶变换,用正弦、余弦项之和来逼近某个函数3)20世纪60年代,引入最大熵谱估计理论,进入现代谱分析阶段∙特点:非常有用的动态数据分析方法,但是由于分析方法复杂,结果抽象,有一定的使用局限性(2)时域分析方法∙原理:事件的发展通常都具有一定的惯性,这种惯性用统计的语言来描述就是序列值之间存在着一定的相关关系,这种相关关系通常具有某种统计规律。

∙目的:寻找出序列值之间相关关系的统计规律,并拟合出适当的数学模型来描述这种规律,进而利用这个拟合模型预测序列未来的走势∙特点:理论基础扎实,操作步骤规范,分析结果易于解释,是时间序列分析的主流方法4 / 60楼主,说了半天,你终于到正题了,时域分析才是我们经常接触的,你赶紧说说怎么做吧?★时域分析方法的分析步骤:∙考察观察值序列的特征∙根据序列的特征选择适当的拟合模型∙根据序列的观察数据确定模型的口径∙检验模型,优化模型∙利用拟合好的模型来推断序列其它的统计性质或预测序列将来的发展时域分析方法的发展过程∙基础阶段——G.U.Yule:1927年,AR模型G.T.Walker:1931年,MA模型,ARMA模型5 / 60∙核心阶段——G.E.P.Box和G.M.Jenkins1970年,出版《Time Series Analysis Forecasting and Control》提出ARIMA模型(Box—Jenkins 模型)Box—Jenkins模型实际上是主要运用于单变量、同方差场合的线性模型∙完善阶段——异方差场合:Robert F.Engle,1982年,ARCH模型Bollerslov,1985年GARCH模型多变量场合:C.Granger ,1987年,提出了协整(co- integration)理论非线性场合:汤家豪等,1980年,门限自回归模型用哪些软件可以做时间序列分析呢?S-plus,Matlab,Gauss,TSP,Eviews 和SAS上述软件楼主觉得Eviews是基础版,Gauss是小众版,Matlab&S-pluss是正常小青年~~SAS,万能的软件BOSS啊~~~6 / 60下一辑——时间序列的预处理!敬请关注!【时间简“识”】2.那些必不可少的预处理- 计量经济学与统计软件- 经管之家(原人大经济论坛) 2012-7-27本帖最后由经管之家(原人大经济论坛)胖胖小龟宝于2014-12-12 09:12 编辑上一辑预告说啦~~本期的主题是时间序列的预处理~~序列在建模前到底要做哪些预处理呢?首先,大伙都知道的平稳性检验是必须的!说到平稳,其实有两种平稳——7 / 60宽平稳、严平稳严平稳相较于宽平稳来说,条件更多更严格,而我们时常运用的时间序列,大多宽平稳就够了~~什么是严平稳:是在固定时间和位置的概率分布与所有时间和位置的概率分布相同的随机过程。

这样,数学期望和方差这些参数也不随时间和位置变化。

(比如白噪声)什么是宽平稳:宽平稳是使用序列的特征统计量来定义的一种平稳性。

它认为序列的统计性质主要由它的低阶矩决定,所以只要保证序列低阶矩平稳(二阶),就能保证序列的主要性质近似稳定。

8 / 60两者关系:一般关系:严平稳条件比宽平稳条件苛刻,通常情况下,严平稳(低阶矩存在)能推出宽平稳成立,而宽平稳序列不能反推严平稳成立。

特例:不存在低阶矩的严平稳序列不满足宽平稳条件,例如服从柯西分布的严平稳序列就不是宽平稳序列。

当序列服从多元正态分布时,宽平稳可以推出严平稳。

如何判断序列是平稳的?9 / 60咱们这次先从图形法上看(通常越是简单的方法,往往越能看到问题,图形给出的第一感觉也许就是真相哦~~~~)时序图,例如(eviews画滴):分析:什么样的图不平稳,先说下什么是平稳,平稳就是围绕着一个常数上下波动。

看看上面这个图,很明显的增长趋势,不平稳。

10 / 60我们还可以根据自相关和偏相关系数来查看:11 / 60还以上面的序列为例:用eviews得到自相关和偏相关图,Q统计量和伴随概率。

分析:平稳的序列的自相关图和偏相关图不是拖尾就是截尾。

截尾就是在某阶之后,系数都为0 ,怎么理解呢,看上面偏相关的图,当阶数为1 的时候,系数值还是很大,0.914. 二阶长的时候突然就变成了0.050. 后面的值都很小,认为是趋于0 ,这种状况就是截尾。

再就是拖尾,拖尾就是有一个衰减的趋势,但是不都为0 。

自相关图既不是拖尾也不是截尾。

以上的图的自相关是一个三角对称的形式,这种趋势是单调趋势的典型图形。

下面是通过自相关的其他功能如果自相关是拖尾,偏相关截尾,则用AR 算法如果自相关截尾,偏相关拖尾,则用MA 算法如果自相关和偏相关都是拖尾,则用ARMA 算法,ARIMA 是ARMA 算法的扩展版,用法类似。

一定有同学要问了:楼主检测出来不是平稳的怎么办啊?(楼主:当然要把它整平稳啦~~)如果遇到数据检测出来不平稳,可以考虑使用差分这个最常用的办法(当然,还有好多种其他方法处理)还是上面那个序列,两种方法都证明他是不靠谱的,不平稳的。

确定不平稳后,依次进行1阶、2阶、3阶...差分,直到平稳位置。

先来个一阶差分:12 / 60从图上看,一阶差分的效果不错,看着是平稳的。

在图形检验法中,我们能够较为直观的看到数据的一个大致变动趋势,如果它有周期或者上升等趋势,一般就不太平稳,需要做些处理,但图形始终是个主管判断为主的方法,这次,就来说说平稳检验的另一个方法:单位根检验(ADF检验)。

13 / 60ADF检验简介:检查序列平稳性的标准方法是单位根检验。

有6种单位根检验方法:ADF检验、DFGLS检验、PP检验、KPSS检验、ERS检验和NP检验,本节将介绍DF检验、ADF检验。

ADF检验和PP检验方法出现的比较早,在实际应用中较为常见,但是,由于这2种方法均需要对被检验序列作可能包含常数项和趋势变量项的假设,因此,应用起来带有一定的不便;其它几种方法克服了前2种方法带来的不便,在剔除原序列趋势的基础上,构造统计量检验序列是否存在单位根,应用起来较为方便。

ADF检验是在Dickey-Fuller检验(DF检验)基础上发展而来的。

因为DF检验只有当序列为AR(1)时才有效。

如果序列存在高阶滞后相关,这就违背了扰动项是独立同分布的假设。

在这种情况下,可以使用增广的DF检验方法(augmented Dickey-Fuller test )来检验含有高阶序列相关的序列的单位根。

检验步骤(一般进行ADF检验要分3步):1 对原始时间序列进行检验,此时第二项选level,第三项选None.如果没通过检验,说明原始时间序列不平稳;2 对原始时间序列进行一阶差分后再检验,即第二项选1st difference,第三项选intercept,若仍然未通过检验,则需要进行二次差分变换;3 二次差分序列的检验,即第二项选择2nd difference ,第四项选择Trend and intercept.一般到此时间序列就平稳了!tips: 在进行ADF检验时,必须注意以下两个实际问题:(1)必须为回归定义合理的滞后阶数,通常采用AIC准则来确定给定时间序列模型的滞后阶数。

在实际应用中,还需要兼顾其他的因素,如系统的稳定性、模型的拟合优度等。

(2)可以选择常数和线性时间趋势,选择哪种形式很重要,因为检验显著性水平的t 统计量在原假设下的渐近分布依赖于关于这些项的定义。

①若原序列中不存在单位根,则检验回归形式选择含有常数,意味着所检验的序列的均值不为0;若原序14 / 60列中存在单位根,则检验回归形式选择含有常数,意味着所检验的序列具有线性趋势,一个简单易行的办法是画出检验序列的曲线图,通过图形观察原序列是否在一个偏离0 的位置随机变动或具有一个线性趋势,进而决定是否在检验时添加常数项。

②若原序列中不存在单位根,则检验回归形式选择含有常数和趋势,意味着所检验的序列具有线性趋势;若原序列中存在单位根,则检验回归形式选择含有常数和趋势,意味着所检验的序列具有二次趋势。

同样,决定是否在检验中添加时间趋势项,也可以通过画出原序列的曲线图来观察。

如果图形中大致显示了被检验序列的波动趋势呈非线性变化,那么便可以添加时间趋势项。

本例所选择的基础数据是每日收盘价,上证指数日数据从1990-12-19至2011-8-9,样本容量为5058,周数据从1990-12-21至2011-8-9,样本容量为1043,深证成指日数据从1991-4-3至2011-8-9,样本容量为4998,周数据从1991-4-5至2011-8-9,样本容量为1070。

相关文档
最新文档