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ppt课件
目录
• 时间序列分析简介 • 时间序列的基本概念 • 时间序列分析方法 • 时间序列分析案例 • 时间序列分析的未来发展
01 时间序列分析简介
时间序列的定义与特点
定义
时间序列是指按照时间顺序排列的一 系列观测值。
特点
时间序列具有动态性、趋势性和周期 性等特点，这些特点对时间序列分析 具有重要的影响。
时间序列的季节性
总结词
时间序列的季节性是指时间序列在固定周期内重复出现的模式，这种模式可能是由于季节性因素、周 期性事件或数据采集的频率所引起的。
详细描述
季节性是时间序列中的一个重要特征，许多时间序列都表现出季节性。例如，一个表示月度销售的序 列可能会在每个月份都出现类似的销售模式。在进行时间序列分析时，需要考虑季节性对模型的影响 ，以便更准确地预测未来的趋势和模式。
时间序列分析在金融领域的应用广泛，如股票价格预测 、风险评估等。未来将进一步探索时间序列分析时间序列分析可用于医学影像分析、疾病 预测等方面。未来将进一步拓展其在健康领域的应用范 围，为医疗保健提供有力支持。
谢谢聆听
时间序列分析的意义
01
预测未来趋势
通过对时间序列进行分析，可以了解数据的变化趋势， 从而预测未来的走势，为决策提供依据。
02
揭示内在规律
时间序列分析可以帮助我们揭示数据背后的内在规律和 机制，进一步理解事物的本质。
03
优化资源配置
通过对时间序列的预测和分析，可以更好地优化资源配 置，提高资源利用效率。
03 时间序列分析方法
图表分析法
总结词
通过图表直观展示时间序列数据，便 于观察数据变化趋势和异常点。
详细描述
时间序列分析讲义
– 在SAS系统中有一个专门进行计量经济与时间序列分析 的模块：SAS/ETS。SAS/ETS编程语言简洁，输出功能强 大，分析结果精确，是进行时间序列分析与预测的理 想的软件
– 由于SAS系统具有全球一流的数据仓库功能，因此在进 行海量数据的时间序列分析时它具有其它统计软件无 可比拟的优势
例2.3自相关图
时间序列分析讲义
例2.4时序图
时间序列分析讲义
例2.4 自相关图
时间序列分析讲义
例2.5时序图
时间序列分析讲义
例2.5自相关图
时间序列分析讲义
• 例2.3时序为非平稳的，有趋势； • 例2.4时序非平稳性，有趋势 • 例2.5时序是一个平稳的
时间序列分析讲义
非平稳性序列的平稳化
时间序列分析讲义
2020/11/16
时间序列分析讲义
第一章 时间序列分析基本概 念
时间序列分析讲义
第一章 时间序列分析基本概念
1.1 时间序列的定义
• 随机序列:按时间顺序排列的一组随机变量
• 观察值序列:随机序列的 个有序观察值，称之为 序列长度为 的观察值序列
• 随机序列和观察值序列的关系
– 观察值序列是随机序列的一个实现 – 我们研究的目的是想揭示随机时序的性质 – 实现的手段都是通过观察值序列的性质进行推断
满足下列条件的随机序列称为白噪声序列，也称 为纯随机序列：
注1：白噪声序列也是平稳时间序列中的特例. 注2：由于白噪声序列不同时刻的值相互独立，那么 这样的序列数值不能对于将来进行推断与预测，所以 白噪声是不能建立模型的。 时序图1.3符合白噪声序列特征
时间序列分析讲义
若满足时间序列满足: 称该时间序列是周期为T的时间序列.
时间序列分析中的ARIMA模型
时间序列分析中的ARIMA模型时间序列分析是一种对时间序列数据进行分析和预测的模型，在现代经济学、金融学、气象学、物理学、工业生产等领域中有着广泛的应用。
ARIMA模型是时间序列分析中最为基础和经典的模型之一，其对于时间序列的平稳性、趋势性及季节性进行分解后，通过自相关函数和偏自相关函数的分析，得出模型的阶数和参数，进而进行模拟、预测和检验等步骤。
一、时间序列分析简介时间序列通常是指在某个时间段内，观测某种现象的数值，如个人月收入、经济指标、气温等。
时间序列的基本特点有趋势性、季节性、周期性、自相关和非平稳性等。
时间序列分析的目的就是对序列进行建模，找出序列中的规律性和非规律性，并对序列进行预测。
时间序列建模的基础是对序列的平稳性进行分析，若序列在时间上呈现平稳性，则可以使用分析预测方法来建模；反之，若序列不满足平稳性的要求，则需要进行差分处理，将其转换为平稳时间序列，再进行建模。
二、ARIMA模型的概述ARIMA模型是自回归移动平均模型的简称，该模型由自回归模型（AR）和移动平均模型（MA）组成，是时间序列分析中最为经典的模型之一。
ARIMA模型是一种线性模型，对于简单的时间序列分析具有良好的解释性，同时模型的表现能力也比较强。
ARIMA模型对于时间序列的建模和预测主要涉及三个方面：趋势项（Trend）、季节项（Seasonal）和误差项（Error）。
趋势项指的是时间序列中的长期趋势，在某一个方向上呈现出来的变化；季节项指的是时间序列中呈现出来的周期性变化；误差项指的是时间序列的随机波动。
ARIMA模型通常用一个（p, d, q）的表示方式描述，其中，p是自回归项数，d是差分次数，q是滑动平均项数。
P 和q 分别定义了线性拟合时窗口函数的大小，模型的复杂度取决于 p，d 和 q 的选择。
ARIMA模型主要分为“定常”和“非定常”模型两大类。
在建模中，首先需要检验时间序列的平稳性，若时间序列不符合平稳性的要求，则需要进行差分操作，将其转化为平稳的时间序列。
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
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%)
时间序列分析方法
时间序列分析方法时间序列分析是一种常见的统计分析方法，它研究的是定量和定性的数据的动态变化情况，能反映系统潜在变化的趋势和规律，并且能通过预测技术预测未来趋势。
时间序列分析是研究随时间变化的数据可靠性和有效性的重要工具，能够发现其中的趋势和变化规律，从而帮助企业和投资者更全面地了解各种现象，更好地进行决策和行为分析。
时间序列分析可以通过应用不同的统计方法来完成，例如自相关分析、序列回归分析、协整和非线性统计分析等。
1.自相关分析自相关分析(AutoRegressive Analysis)是分析时间序列上延迟自身的统计方法，主要是描述时间序列动态变化趋势和长时间趋势。
它主要利用某一特定时刻以前t个时刻的数据来预测该时刻的值，并用一个具有时间序列模型来计算，如指数移动平均（EMA）和ARMA （Autoregressive Moving Average）等。
自相关分析的优点是简单容易，能够充分发挥时间序列的短期显著特征，缺点是只能反映短期的趋势，无法发现和分析长期的趋势。
2.序列回归序列回归（Sequence Regression）是一种统计学方法，它根据时间序列的趋势，建立一种回归关系，利用某一特定时刻以前n个时刻的数据，预测该时刻的数值，并以此来表示时间序列的趋势，如线性回归、非线性回归等。
序列回归的优点是能够表示时间序列上一些重要的长期特征，缺点是忽略了时间序列上短期的变化特征。
3.协整分析协整分析（Cointegration Analysis）是指时间序列上两个或多个序列的滞后值的长期关系。
它通过检验两个序列的相关度分析系统的同步变化，检测出两个长期运动不相关的非零均值，并利用协整分析模型来预测未来的发展趋势。
协整分析的优点是能够发现时间序列上的长期趋势，缺点是忽略了短期变化特征，而且模型拟合效果不太好。
4.非线性统计分析非线性统计分析（Nonlinear Statistical Analysis）是时间序列分析的一种方法，它可以用来描述一个序列的非线性变化特性，如分析非线性的自相关系数、分析变量的越界规律、预测变量系统整体特性，如混沌理论等。
第9章时间序列分析
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注意：
• ① 只能用于时期数列
• ② 扩大后的各个时期的时距应该相 等，这样才能相互比较，看出现象的 变动趋势
• ③ 时距的长短要适当
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2、 移动平均法
• 移动平均法是将时间数列的时距扩大，将时 间序列的各项数值从第一项数值开始，依次 逐项移动，重叠求其规定期数的系列序时平 均数，从而形成一个由序时平均数构成的新 的派生数列，以清除原时间序列中的不规则 变动，反映现象发展趋势。
）in1应a0等x i于各期实际水
）。
a n i1 i
• 按照计算累计法平均发展速度的要求得：
a0 x a0 x n a1 an
• 等式两边同除以a0 ，并移项得：
x x n a1 an 0 a0
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2 、平均增长速度
• 平均增长速度是现象在各个时期环比增长速度的序 时平均数，说明现象在增长时期内增长的一般水平。
销售额 趋势值
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（2） 非线性趋势
• 社会经济现象发展变化的长期趋势，除表现 为持续上升或下降的直线外，还表现为多种 曲线，需要用适当的曲线方程来配合。常用 的曲线方程有：指数曲线、二次抛物线，三 次曲线等等。
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① 二次抛物线
• 如果社会经济现象逐期增长量的增长（即二级增长） 大体相同，则可考虑用二次抛物线来拟合这一发展 趋势。抛物线的一般方程为：
增长速度=
增长量 基期水平
100%
报告期水平 - 基期水平 基期水平
100%
发展速度 - 1 （100%）
（1）定基增长速度 （2）环比增长速度
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（1）定基增长速度
浅谈时间序列分析——以ARIMA为例
浅谈时间序列分析——以ARIMA为例时间序列分析是运用统计学中的方法，对一系列按时间顺序排列的数据进行分析和预测的一种方法。
它可以帮助我们理解时间序列数据的趋势、季节性、周期性和随机性等特征，进而进行预测和决策。
ARIMA模型是时间序列模型中最常用的一种，它的全称是自回归移动平均模型(AutoRegressive Integrated Moving Average Model)。
ARIMA模型通过对时间序列进行差分、自回归和移动平均等操作，建立了一个线性的预测模型。
主要分为三个部分：自回归(AR)、差分(Integrated)和移动平均(MA)。
首先，自回归过程是指时间序列的当前值与前几个值之间的线性关系。
例如，AR(1)模型表示当前值与前一个值之间存在线性关系。
自回归的阶数p代表了与前p个值相关的线性关系。
自回归过程可以表示为：Y(t)=c+ϕ1*Y(t-1)+…+ϕp*Y(t-p)+ε(t)其中，c是常数项，ϕ1,…,ϕp是模型的系数，Y(t)是时间序列的当前值，Y(t-1),…,Y(t-p)是前p个时刻的值，ε(t)是白噪声误差。
其次，差分过程是为了消除非平稳性，使得时间序列变得平稳。
差分操作简单地说就是对时间序列的当前值与前一个值之间的差。
差分的阶数d代表了操作的次数。
差分过程可以表示为：dY(t)=Y(t)-Y(t-1)然后，移动平均过程是指时间序列的当前值与前几个误差项之间的线性关系。
例如，MA(1)模型表示当前值与前一个误差项之间存在线性关系。
移动平均的阶数q代表了与前q个误差项相关的线性关系。
移动平均过程可以表示为：Y(t)=c+θ1*ε(t-1)+…+θq*ε(t-q)+ε(t)其中，c是常数项，θ1,…,θq是模型的系数，ε(t-1),…,ε(t-q)是前q个时刻的误差项，ε(t)是当前时刻的误差项。
综上所述，ARIMA模型就是将自回归、差分和移动平均三个过程结合起来建立一个线性预测模型，用于对时间序列进行分析和预测。
时间序列分析技巧例题和知识点总结
时间序列分析技巧例题和知识点总结时间序列分析是一种用于研究数据随时间变化规律的重要方法，在众多领域都有着广泛的应用，如经济学、金融学、气象学、工程学等。
通过对时间序列数据的分析，我们可以预测未来的趋势、发现周期性模式、识别异常值等。
接下来，让我们通过一些例题来深入理解时间序列分析的技巧，并对相关知识点进行总结。
一、时间序列的基本概念时间序列是按照时间顺序排列的一组数据点。
它可以是等间隔的，比如每小时、每天、每月的观测值，也可以是不等间隔的。
时间序列数据通常具有趋势性、季节性、周期性和随机性等特征。
二、常见的时间序列模型1、自回归模型（AR）自回归模型假设当前值与过去若干个值存在线性关系。
例如，一阶自回归模型 AR(1)可以表示为：＄Y_t ＝＼phi_1 Y_{t-1} ＋＼epsilon_t$，其中$＼phi_1$是自回归系数，＄＼epsilon_t$是随机误差项。
2、移动平均模型（MA）移动平均模型则认为当前值是由过去若干个随机误差项的线性组合构成。
一阶移动平均模型 MA(1)表示为：＄Y_t ＝＼epsilon_t ＋＼theta_1 ＼epsilon_{t-1}＄。
3、自回归移动平均模型（ARMA）ARMA 模型是 AR 模型和 MA 模型的组合，即同时考虑了序列的自相关性和随机性。
例如，ARMA(1,1)模型为：＄Y_t ＝＼phi_1 Y_{t-1} ＋＼epsilon_t ＋＼theta_1 ＼epsilon_{t-1}＄。
4、自回归整合移动平均模型（ARIMA）对于非平稳的时间序列，需要先进行差分使其平稳，然后再应用ARMA 模型，这就是 ARIMA 模型。
三、时间序列分析的步骤1、数据可视化首先，绘制时间序列的折线图或柱状图，直观地观察数据的趋势、季节性和异常值。
2、平稳性检验平稳性是时间序列分析的重要前提。
常用的检验方法有单位根检验（如 ADF 检验），如果检验结果拒绝存在单位根，则序列是平稳的；否则，需要进行差分处理使其平稳。
统计学中的时间序列分析方法
统计学中的时间序列分析方法时间序列分析是一种重要的统计学方法，它研究同一现象在不同时间点上的观测值，并试图揭示其中的规律和趋势。
利用时间序列分析方法，我们可以对未来的趋势进行预测，辅助决策和规划。
本文将探讨几种常用的时间序列分析方法。
1. 移动平均法移动平均法是最简单也是最常用的时间序列分析方法之一。
它基于一个假设，即时间序列中的观测值受到随机误差的影响，但整体趋势是平稳的。
移动平均法通过计算一定时间窗口内的平均值，去除随机误差，揭示出时间序列的趋势。
2. 指数平滑法指数平滑法是另一种常用的时间序列分析方法。
它通过对时间序列的历史数据赋予不同的权重，预测未来的值。
指数平滑法的关键在于确定权重因子，通常使用最小二乘法或最大似然法进行估计。
该方法适用于数据波动频繁的情况，可以较好地揭示出趋势变化。
3. 自回归移动平均模型(ARMA)自回归移动平均模型是一种复杂且精确的时间序列分析方法。
它结合了自回归模型(AR)和移动平均模型(MA)的特点。
AR模型基于过去的观测值预测未来的值，而MA模型则基于过去的误差项预测未来的值。
ARMA模型可以较好地拟合包含趋势和周期性的时间序列数据。
4. 季节性差分法季节性差分法适用于存在明显季节性变化的时间序列数据。
它通过计算相邻时间点的差值，去除季节性因素，揭示出趋势和周期性变化。
该方法可以用于预测季节性销售数据、气候变化等。
5. 非参数方法除了上述方法，还有一些非参数方法可以用于时间序列分析。
这些方法不对数据的分布做出假设，更加灵活。
例如，核密度估计和小波分析等方法可以用于检测时间序列的异常值和突变。
总结起来，时间序列分析方法有很多种，每种方法都有其适用的领域和限制。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的方法，并结合统计学原理和实践经验进行分析。
时间序列分析的结果可以帮助我们更好地理解数据的变化规律，为预测和决策提供科学依据。
因此，熟练掌握时间序列分析方法是每个统计学家和数据分析师的必备技能。
二十六、时间序列分析
二十六、时间序列分析1、时间序列及其分类时间序列，也称动态数列，是将某一统计指标在各个不同时间上的数值按时间先后顺序编制形成的序列。
①时间序列由两个基本因素构成：1）被研究现象所属时间；2）反映该现象一定时间条件下数量特征的指标值。
同一时间序列中，各指标值的时间单位一般要求相等。
②时间序列按照其构成要素中统计指标值的表现形式，分为绝对数时间序列、相对数时间序列和平均数时间序列三种类型。
绝对数时间序列，是由绝对数指标值按时间先后顺序排列后形成的序列。
依据指标值的时间特点，绝对数时间序列又分为时期序列、时点序列。
时期序列，每一指标值反映现象在一段时期内发展的结果，即“过程总量”如国内生产总值。
时点序列，每一指标值反映现象在一定时点上的瞬间水平，如年底总人口数。
由绝对数时间序列可以派生出相对数时间序列、平均数时间序列。
它们是由同类相对数或平均数指标值按时间先后顺序排列后形成的序列。
前者如城镇人口比重，后者如人均国内生产总值。
2、时间序列的水平分析分为：发展水平、平均发展水平、增长量与平均增长量。
3、发展水平，时间序列中对应于具体时间的指标数值。
时间序列中第一项的指标值称为最初水平，最末项的指标值称为最末水平，处于二者之间的各期指标值称为中间水平。
根据各期指标值在计算动态分析指标时的作用来划分，又可以分为基期水平、报告期水平。
4、平均发展水平，也称序时平均数或动态平均数，是对时间序列中各时期发展水平计算的平均数，它可以概括性描述现象在一段时期内所达到的一般水平。
时间序列类型不同，计算方法也不同。
5、绝对数时间序列序时平均数的计算①由时期序列计算序时平均数。
对于时期序列，序时平均数计算公式为：②由时点序列计算序时平均数第一种情况，由连续时点计算。
又分为两种情形。
一种是资料逐日登记且逐日排列，可采用简单算术平均数方法计算，计算公式同上：另一种情形是，资料登记的时间单位仍然是l天，但实际上只在指标值发生变动时才记录一次。
数学建模时间序列分析
数学建模时间序列分析时间序列分析是一种重要的数学建模方法，专门用于处理随时间变化的数据。
它可以对数据的趋势、周期性和其他特征进行分析，从而预测未来的走势和行为。
本文将从时间序列的定义、常用方法和应用等方面进行详细介绍。
时间序列是指按照时间顺序收集的数据。
与传统的横截面数据相比，时间序列数据具有时间维度的特征，因此更能反映出数据的动态变化。
在实际应用中，时间序列分析通常用于经济学、金融学、气象学等领域中，用于预测货币汇率、股票指数、气温等。
时间序列分析的核心是寻找数据的规律性和趋势性。
常见的时间序列分析方法有平均数法、移动平均法、指数平滑法、趋势线法、周期性分析等。
平均数法是最简单的一种时间序列分析方法。
它将一系列数据的平均值作为预测的依据。
这种方法适用于数据变化较为稳定的情况。
移动平均法是对平均数法的改进。
它将一组连续的数据进行平均计算，结果作为下一个时间段的预测值。
由于考虑了连续时间段的数据，移动平均法可以更好地反映数据的趋势和变化。
指数平滑法是一种考虑到最新数据的权重较大的方法。
它基于当前数据和上一时刻的预测值，通过设定权重参数来调整预测结果。
指数平滑法的优点是能够很好地适应数据的变化，但对异常值的敏感性较高。
趋势线法是根据数据的变化趋势进行预测的方法。
通过拟合一条趋势线，可以对未来的数据进行预测。
常用的趋势线拟合方法有线性拟合、多项式拟合、指数拟合等。
周期性分析是用于寻找数据周期性变化的方法。
它通过分析数据在不同时间段的重复性来识别周期性行为。
周期性分析可以用于预测季节性销售额、股票价格等。
时间序列分析有着广泛的应用。
在经济学中，时间序列分析可以用于预测经济增长率、消费者物价指数等。
在金融学中，时间序列分析被用于预测股票价格、货币汇率等。
在气象学中，时间序列分析可以用于预测气温、降雨量等。
总之，时间序列分析是一种重要的数学建模方法。
通过对数据的趋势、周期性和其他特征进行分析，可以提供对未来走势和行为的预测。
第九章 时间序列分析
某企业2000年第三季度职工人数及产值资料如 下,(1)编制第三季度各月劳动生产率的时间 数列,(2)计算第三季度的月平均劳动生产率 (3)计算第三季度的劳动生产率 月份 销售产值 (万元) 月初人数 7月 4000 4640 8月 4200 4660 9月 4500 4680 10月 — 4600
b a= c
b a= c
二,平均发展水平
2根据动态相对数时间序列计算平均发 展水平 动态相对数时间序列是将现象在各时 期的速度指标按照时间顺序排列而形 成的时间序列.
二,平均发展水平
(三)根据平均数时间序列计算平均发展水平 1静态平均数 静态平均数时间序列由总体标志总量时间序列和总 体单位总数时间序列的对应项相对比而形成的时 间序列. 先分别对分子序列和分母序列计算平均数,再将两 个动态平均数对比计算平均数时间序列的平均发 展水平. 2根据动态平均数时间序列计算平均发展水平 间隔相等:算术平均法 间隔不等:加权平均法
逐期 — 累计 —
12255 25240 33213 39770 48635 26.20 26.20 22.00 54.00 11.07 71.02 8.20 85.04 10.24 103.99
增长速 度%
环比 — 定基 —
六,平均发展速度和平均增长速 度
平均发展速度(average speed of development)是各个时间单位的环比发 展的序时平均数,用以反映现象在较长 一段时期内逐期平均发展变化的程度.
a= 2 2
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。
arima时间序列算法
arima时间序列算法ARIMA（Autoregressive Integrated Moving Average）是一种经典的时间序列分析算法，常用于预测未来一段时间内的数据趋势。
ARIMA模型的核心思想是将时间序列数据转化为平稳序列，然后通过自回归（AR）和滑动平均（MA）的组合来描述数据的自相关性和滞后性。
本文将介绍ARIMA算法的基本原理和应用场景。
一、ARIMA模型的基本原理ARIMA模型由三个参数组成：AR(p)、I(d)和MA(q)。
其中，AR(p)表示自回归模型的阶数，I(d)表示差分阶数，MA(q)表示滑动平均模型的阶数。
具体来说，AR(p)模型用过去p个时间点的数据来预测当前数据，MA(q)模型用过去q个时间点的误差来预测当前数据，而I(d)模型则是通过对数据进行d阶差分来实现序列的平稳化。
ARIMA模型的建立过程通常包括以下几个步骤：1. 数据预处理：对原始数据进行平稳化处理，常用的方法包括差分操作和对数变换。
2. 模型选择：通过观察自相关图（ACF）和偏自相关图（PACF）来确定ARIMA模型的参数。
3. 参数估计：利用最大似然估计或最小二乘法来估计模型的参数。
4. 模型检验：通过残差分析和模型拟合度等指标来评估模型的拟合效果。
5. 模型预测：利用已建立的ARIMA模型对未来一段时间内的数据进行预测。
二、ARIMA模型的应用场景ARIMA模型广泛应用于各个领域的时间序列分析和预测中。
以下是一些常见的应用场景：1. 经济领域：ARIMA模型可以用于预测股市指数、汇率、通货膨胀率等经济指标的走势，为决策提供参考依据。
2. 气象预测：ARIMA模型可以用于预测气温、降水量等气象数据的变化趋势，为农业、交通等领域提供决策支持。
3. 销售预测：ARIMA模型可以用于预测产品销售量、市场需求等数据的变化趋势，为生产计划和市场营销提供指导。
4. 能源需求预测：ARIMA模型可以用于预测电力、石油等能源的需求量，为能源供应和调度提供参考依据。
时间序列分析
时间序列分析时间序列分析是一种经过时间排序的统计数据分析方法，它是指对同一时间观测到的数据的分析，包括自然界和社会现象等范畴。
时间序列分析可用于预测未来趋势、分析周期性变化、发现非线性关系、判断相关性等，广泛应用于经济、金融、气象、地震预测、健康等领域。
时间序列分析中常见的数据主要包括三种类型：趋势、季节性和周期性。
趋势是一种长期观测到的数据变化趋势，它可以是线性的、非线性的、上升的或下降的。
例如，一家公司的销售额随着时间的推移而逐渐上升是一种典型的趋势。
季节性是指短期内重复出现的周期性变化，通常是因为季节变化、传统节日等原因引起的。
例如，零售行业的销售额在圣诞节和冬季假期期间通常会增加，而在夏季会下降。
周期性是一种存在于相对较长时间内的、定期重复的变化。
例如，经济周期性波动，股票价格的周期性变动等都是周期性变化的例子。
对于时间序列分析，常见的方法有时域方法和频域方法两种。
时域方法是指直接对观测数据进行建模和预测，常见的模型有移动平均模型（MA）、自回归模型（AR）、自回归移动平均模型（ARMA）和自回归积分移动平均模型（ARIMA）等。
频域方法则是将时间序列转换为频率域，进行分析和模型设计，常用的方法有傅里叶变换、功率谱分析等。
在实际应用中，时间序列分析常常需要处理的问题包括序列平稳性、季节型、异常值等。
序列平稳是指序列的统计性质在时间上的不变性，如果序列不平稳，则需要进行差分处理以达到平稳的要求。
在季节性分析中，需要使用季节性分解的方法来区分季节性和趋势成分。
异常值指的是在序列中出现的短期内极端高或者极端低的值，这些异常值对分析的结果产生影响，因此需要进行处理。
总之，时间序列分析是一种广泛应用的统计分析方法，对于理解和预测时间序列的趋势、季节型和周期性变化具有重要意义。
数据分析中常用的时间序列分析方法
数据分析中常用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，它可以帮助我们理解和预测时间序列数据的行为和趋势。
在这篇文章中，我们将介绍一些常用的时间序列分析方法，包括平滑法、分解法、自回归移动平均模型（ARMA）和季节性模型。
平滑法是时间序列分析中最简单的方法之一。
它通过计算一系列数据点的平均值来平滑数据，从而减少噪音和随机波动的影响。
平滑法常用的方法有简单平均法、加权平均法和指数平滑法。
简单平均法是最简单的平滑法之一，它计算一系列数据点的平均值作为平滑后的数值。
然而，简单平均法对异常值非常敏感，可能导致平滑结果不准确。
为了解决这个问题，我们可以使用加权平均法，其中每个数据点的权重根据其重要性进行调整。
指数平滑法是另一种常用的平滑方法，它使用指数衰减函数来赋予最近的数据点更大的权重，从而更好地捕捉趋势。
分解法是一种将时间序列数据分解为趋势、季节性和残差三个部分的方法。
趋势是时间序列数据长期的变化趋势，可以通过拟合一个线性或非线性模型来估计。
季节性是时间序列数据在特定时间段内重复出现的周期性变化，可以通过计算每个季节的平均值来估计。
残差是剩余的未解释部分，可以通过将趋势和季节性从原始数据中减去来估计。
自回归移动平均模型（ARMA）是一种常用的时间序列分析方法，它结合了自回归模型（AR）和移动平均模型（MA）。
自回归模型是基于过去观测值的线性组合来预测未来观测值，而移动平均模型是基于过去观测值的线性组合和随机误差项来预测未来观测值。
ARMA模型可以通过拟合数据的自相关函数和偏自相关函数来估计模型的参数。
季节性模型是一种用于处理具有明显季节性变化的时间序列数据的方法。
它可以帮助我们理解和预测季节性变化的趋势和规律。
常用的季节性模型包括季节性自回归移动平均模型（SARMA）和季节性分解模型。
SARMA模型是ARMA模型的季节性扩展，它考虑了季节性的影响。
季节性分解模型将时间序列数据分解为趋势、季节性和残差三个部分，类似于分解法。
时间序列分析
四、增长速度
1、概念： 是增长量与基期水平对比所得的动态相对数，用来 反映社会经济现象增长变化的相对程度。说明了报告期 水平比基期水平增加（或提高）了百分之几或若干倍， 计算公式为：
增长量 增 长 速 度 基期水平
或
报告期水平 基期水平 增 长 速 度 基期水平 发展速度 1 （ 或 1 0 0 % ）
增长量 累计 (亿元) 逐期
— — 100.00 — — — 603.45 1104.26 603.45 121.18 121.18 21.18 21.18 1406.4 9 1719.6 7 313.18 160.35 107.36 60.35 7.36 2239.4 2728.2 4 6 519.77 488.82 178.59 195.75 111.38 109.61 78.59 11.38 95.75 9.61
二、增长量
1、概念：是报告期水平与基期水平之差，反映现 象在不同时期增减变化的绝对量。计算公式为：
增长量=报告期水平—基期水平
2、种类：由于采用基期不同，增长量分为两种：
累计增长量：a1 -a0, a2 -a0, …,an-1 -a0 , an -a0 逐期增长量：a1 -a0, a2 -a1, …an-1 -an-2 , an -an-1
四、增长速度
如：根据1995-2001年河北省的国内生产总值资料， 可计算两种发展速度，结果见表5-3。 3、二者关系：定基增长速度不等于环比增长速度的 连乘积。如由环比增长速度求定基增长速度，必须将环 比增长速度加1再连乘，然后将所得结果再减1。即：
环比增长速度
+1或 100%
定基增长速度
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【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。
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】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——)：1927年，AR模型：1931年，MA模型，ARMA模型核心阶段——和1970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 ，1982年，ARCH模型Bollerslov，1985年GARCH模型多变量场合：，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~~~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——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。
|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。
$我们还可以根据自相关和偏相关系数来查看：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， . 二阶长的时候突然就变成了 . 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：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）。
%ADF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。
在证券市场的实证研究中，通常使用收益率即价格的变化而非价格本身，因为证券价格之间存在明显的序列相关性和趋势性，使得许多分析方法不能使用。
在本例中，所采用的数据为收盘价的对数收益序列。
在本例中，通过软件操作得到如下图：运用传统的ADF检验检验时间序列的平稳性，我们发现，上证、深证投资基金日、周收盘指数的对数收益率序列都是平稳的。