有的题目平稳性描述可以模仿书本33页最后一段三)平稳性检验还可以用:单位根检验:ADF,PP检验等;非参数检验:游程检验#图1:序列的单位根检验图2:单位根检验的方法选择13Augment&dDick&y-FullerUnitRootTestonTEMPERATURENullHypothesis:TEMPERATUREhasaunitrootExogenous:ConstantLagLength:0(AutomaticbasedonA1C,MAXU\G=10;t-StatisticProb/AugmentedDickey-Fullerteststatistic-8.2946750.0000Testcriticalvalues:1%level5%level10%level-3.571310-2.922449-2.599224^MacKinnont1996)one-sidedp-values.AugmentedDickey-FullerTestEquation□ependentVariable:□(TEMPERATURE}Method:LeastSquaresDate:03/01/15Time:21:00Sample(adjusted}:195011998Includedobservations:49afteradjustments.50:A;5小于EVIEWS给出的显著CoefficientStd.Errort-StatisticProb.TEMPERATUREf-1}-1.1752340.141635-8.2946750.0000C43.429425.2447758.2005120.0000R-squared0.594134Meandependentvar-0.032653#性水平1%-10%的ADF临界值,所以不接受原假设,该序列是平稳的。
Loglikelihood-91.7114-0Hannan-Quinncriter.3.854251F-statistic63.80163Durbin-Watsonstat1.970975二、纯随机性检计算Q统计量,根据其取值判定是否为纯随机序列例2.2的自相关图中有Q统计量,其P值在K=6、12的时候均比较大,不能拒绝原假设,认为该序列是白噪声序列另外,小样本情况下,LB统计量检验纯随机性更准确第三章平稳时间序列建模实验教程一、模型识别1.打开数据(某地区连续74年的谷物产量(单位:千吨))@EViewsFileEditObjectViewProcQuickOptionsWindowHelpFileEditObjedViewProc口Series:XWorkfile:UNTITLED::Untitled\;~「[^ort][E£lit+/-][ErTipl+/-[w亡训PpcObj亡匚t||p「upe「tiF^Print||Name]|Fi•亡亡ze]Default□[w日0.970.450.091.13M一丽Sall一面010OSenes:XWorkfiled—-/9n-Sample,,,GenerateSeries,,,ShowGraph...EmptyGroup(EditSeries)片叵]疥[丽n帥pl+上JLSeriesStatistics►GroupStatistics►EstimateEquation...EstimateVAR...Quid;]OptionsWindowHelp20.4531.61绘制序列散点图.2651.3761.43712281239隔图3:输入散点图的变量SEViewsFileEditObjectViewProcQuickOptionsWindowHelp□Graph:UNTITLEDWorkfile:UNTITLED"Untitled\I=||B||^^|Niew]|Prod[c)bjeut|Print||Name||AddText||Line/5hade]|Remo"亡|Template||OptionsFi_s_s1.30.071Q2Q3Q405Q6Q7Q14|u.yaPath=d:\documentsDB=noneWF=untitled图4:序列的散点图153.绘制自相关和偏自相关图图Series匚ra=RJFiss[view]|Proc||Object][PropertieL10.9731.61口Series:XWorkfile:I20.451.261.37Graph...EmptyC3『oup(EditSeries)SeriesStatisticsGroupStatisticsEstimateEquation...EstimateVAR...卩鬥育IEid汁+/l[s>nnl4匸HistogramandStatsCorrelog『aim…UnitRootTest...ExponentialSmoothing...Hodri匚k・P『escoltFilter...61_g_g_~W一11:在数据窗JrName1.431.321.230J40J91.恒口下选择相关分析toriPath=d:\documentsDB=noneWF=untitledSEviewsFileEditObjectViewProcQuick]Option£WindowHelpSample...GenerateSeries...Show…17#图2:选择变量##图3:选择对象#OSeries:XWorkfile:UNTITLED::Untitled、|View][Proc||Object||PropertiesI|Print||Name||FreezeIISampleIlGenr||sheet||Graph|Statslldent]CorrelogramofX□ate:03^20/14Time:22:16Sample:174-Includedobservations:74AutocorrelationPartialCorrelationACFACQ-StatProb111110363036310.1750.00111□I20.2660.15515.7100.00011Zl130.2270.10519.7790.00011]140.2120.090233980.00011]150.1890.061263150.00011]160.2070.09029.8720.00011170.145-0.00131.6420.000111匚130.036-0.09931.7560.0001□I1□190.1590.12733.9530.0001□I1]1100.1630.06736.2940.0001□111110.1230.00437.6410.0001□111120.1020.00138.5000.000111匚113-0.002-0.11338.5300.0001[111114-0.026-0.05638.6430.0001111150.005-0.00038.6450.0011[11[116-0.033-0.07438.7510.001IE11匚117-0.155-0.14041.1220.001i匚11[118-0.150-0.068433690.001i匚11[119-0.156-0.06145.8520.001i[11]120-0.0780.05946.4080.001111Zl1210.0170.11046.5180.0011[11122-0.043-0.01646.7720.002图4:序列相关图4.根据自相关图和偏自相关图的性质确定模型类型和阶数如果样本(偏)自相关系数在最初的d阶明显大于两倍标准差范围,而后几乎95%的自相关系数都落在2倍标准差的范围以内,而且通常由非零自相关系数衰减为小值波动的过程非常突然。
这时,通常视为(偏)自相关系数截尾截尾阶数为d本例:自相关图显示延迟6阶之后,自相关系数全部衰减到2倍标准差范围内波动,这表明序列明显地短期相关但序列由显著非零的相关系数衰减为小值波动的过程相当连续,相当缓慢,该自相关系数可视为不截尾偏自相关图显示除了延迟1阶的偏自相关系数显著大于2倍标准差之外,其它的偏自相关系数都在2倍标准差范围内作小值随机波动,而且由非零相关系数衰减为小值波动的过程非常突然,所以该偏自相关系数可视为一阶截尾所以可以考虑拟合模型为AR(1)自相关系数偏相关系数模型定阶拖尾P阶截尾AR(p)模型q阶截尾拖尾MA(q)模型拖尾拖尾ARMA(p,q)模型具体判别什么模型看书58到62页的图例AR模型:xt…€+i_arq)*b—AR(2)*B2-AR(P)*BPtMA模型:…p+a—MA(1)*B—MA(2)*B2—MA(q)*Bq),xttARMA模型:xt=€+1—MA(1)*B—MA(2)*B2—MA(q)*Bq1—AR(1)*B—AR(2)*B2—AR(P)*Bp(其中模型中的班1)......MA(1)表示的是求出来的系数€就是常数项)二、模型参数估计根据相关图模型确定为AR(1),建立模型估计参数在ESTIMATE中按顺序输入变量xcx(-1)或者xcAR(1)选择LS参数估计方法,查看输出结果,看参数显著性,该例中两个参数都显著。
细心的同学可能发现两个模型的c取值不同,这是因为前一个模型的c为截距项;后者的c则为序列期望值,两个常数的含义不同19图2:输入模型中变量,选择参数估计方法□Equation:EQ01Workfile:UNT[TLED::Untitled\|=||回[view||p「ot][QbjFczt]〔Print||Nam亡||Fi•亡亡ze]EstimateForecast||Stats||Resids|DependentVariable:XMethod:LeastSquares□ate:03/20/14Time:2249Sample(adjusted}:274Includedobservations:73afteradjustmentsCoefficientStd.Errort-StatisticProb.c0.5304600.1009785.2532220.0000Xt-1)0.3725640.1115693.3393220.0013R-squared0.135739恥日ndependentvar0.349589AdjustedR-squared0.123566S.D.dependentvar0.297627S.E.ofregression0.278633Akaikeinfocriterion0309169Sumisquaredresid5.512162Schwarzcriterion0.371921Loglikelihood-9.234671Hannan-Quinncriter.0334177F-statistic11.15107□urbin-Watsonstat2.068675Prob'(F-statistic)0.001341图3:参数估计结果#图5:输入模型中变量,选择参数估计方法21AR模型:=0.845441+1€1-0.372564Bt##三、模型的显著性检验检验内容:整个模型对信息的提取是否充分;参数的显著性检验,模型结构是否最简。
图1:模型残差23图2:残差的平稳性和纯随机性检验对残差序列进行白噪声检验,可以看出ACF和PACF都没有显著异于零,Q统计量的P值都远远大于0.05,因此可以认为残差序列为白噪声序列,模型信息提取比较充分常数和滞后一阶参数的P值都很小,参数显著;因此整个模型比较精简,模型较优四、模型优化当一个拟合模型通过了检验,说明在一定的置信水平下,该模型能有效地拟合观察值序列的波动,但这种有效模型并不是唯一的当几个模型都是模型有效参数显著的,此时需要选择一个更好的模型,即进行优化优化的目的,选择相对最优模型优化准则:最小信息量准则(AnInformationCriterion)指导思想似然函数值越大越好未知参数的个数越少越好AIC准则的缺陷在样本容量趋于无穷大时,由AIC准则选择的模型不收敛于真实模型,它通常比真实模型所含的未知参数个数要多AIC二nln(&2)€2(未知参数个数),SBC二nln(&2)+ln(n)(未知参数)□Equation:UNTITLEDWorkfile:UNTITLED:rUntitled\|=||回[We/'||p「od|objett|IPrint||Name||Freeze|IEstimate||Forecast||StatsResids|DependentVariable:XMethod:LeastSquares□ate:03/21/UTime:21:22Sample[adjusted):374Includedobservations:72afteradjustmentsCoefficientStd.Errort-StatisticProb.c0.4243430.1217003.4868040.0009x(-1)03212900.1165502.7565590.0075X(-2)0.1802140.1211711.4872750.1415R-squaredQ.171694Meandependentvar0855139AdjustedR-squared0.147635S.D.dependentvar0.295837S.E.ofregression0.273166Akaikeinfocriterion0.233298Sumsquaredresid5.148750Schwarzcriterion0.378159Loglikelihood-7.198734Hannan-Quinncriter.0.321063F-statistic7.151269□urbin-Watsonstat1.751699Prob(F-statistic)0.001505但是本例中滞后二阶的参数不显著,不符合精简原则,不必进行深入判断。
第四章非平稳时间序列的确定性分析第三章介绍了平稳时间序列的分析方法,但是自然界中绝大多数序列都是非平稳的,因而对非平稳时间序列的分析跟普遍跟重要,人们创造的分析方法也更多这些方法分为确定性时序分析和随机时序分析两大类,本章主要介绍确定性时序分析方法一个序列在任意时刻的值能够被精确确定(或被预测),则该序列为确定性序列,如正弦序列、周期脉冲序列等而某序列在某时刻的取值是随机的,不能给以精确预测,只知道取某一数值的概率,如白噪声序列等Cramer分解定理说明每个序列都可以分成一个确定序列加一个随机序列,平稳序列的两个构成序列均平稳,非平稳时间序列则至少有一部分不平稳本章先分析确定性序列不平稳的非平稳时间时间序列的分析方法确定性序列不平稳通常显示出非常明显的规律性,如显著趋势或者固定变化周期,这种规律性信息比较容易提取,因而传统时间序列分析的重点在确定性信息的提取上常用的确定性分析方法为因素分解分析目的为:①克服其他因素的影响,单纯测度某一个确定性因素的影响;②推断出各种因素彼此之间作用关系及它们对序列的综合影响一、趋势分析绘制序列的线图,观测序列的特征,如果有明显的长期趋势,我们就要测度其长期趋势测度方法有:趋势拟合法、平滑法。
一)趋势拟合法1.线性趋势拟合例4.1:以1964-1999年中国纱年产量数据为例进行分析27图2:绘制线图,序列有明显的上升趋势长期趋势具备线性上升的趋势,所以进行序列对时间的线性回归分析0EViews〔=丨回丨函JandF'DLterms,UR:=ltl图3:序列销售额(y)对时间(t)进行线性回归分析#盘EViews-[EquatiomUNTJTLEDWorkfile:驸录L0:Unt口FileEditObjectViewProcQuickOptionsWindowHelp”iew][Proiz[[object][Print][Name[[Freeze][Estimate][Foreizast][5tats][Resids]DependentVariable:YMethod:LeastSquaresDate:04/01/14Time:11:29Sample:19641999Includedobservations:36CoefficientStd.Errort-StatisticProb.c-27313.37390.9168-30.657600.0000T13.949510.44961131.025720.0000R-squared0.965834Meandependentvar327.5361AdjustedR-squared0.964880S.D.dependentvar149.5402S.E.ofregression28.02416Akaikeinfocriterion9.557964Sumsquaredresid26702.02Schwarzcriterion9.645937Loglikelihood-170.0433Hannan-Quinncriter.9.508669F-statistic962.5954Durbin-Watsonstat0.672321Prob(F-statistic)0.000000□Path=d:\d<-CLimentsDB='\'F=[仃录l.I图4:回归参数估计和回归效果评价可以看出回归参数显著,模型显著,回归效果良好,序列具有明显线性趋势。
图5:运用模型进行预测297004002DD□口FileEditObjectViewProcQuid、Options'VindowHelp”iewProcObjectPrint^NameFreezeEstin'idteForecast][5tdl:51|Reside|6DD-500-300-100-?2S.E.'V!F=附录1・227.2345922.710989.0355660.037960Li.LiLiLinnn0.0086780.991322Forecast:¥F.Actual:YForecastsample:19641999Includedubservatioris:36RijijtMeanSquaredErrorhd已£「i.AbsulirteErrorMean.Abs.P已门二:已「itErrorTheilInequalityCuefficientBiasPrupurtionVarianc已FTcjpcjrtiijnCovariancePropLirtiuri溜EViews-[Equation:UNTITLEDWorkfile:时录1.2::UrrtitD~1~|~~iii*|*111|11965197019751990199519@D19S5Path=d:\documentsDB=none图6:预测效果(偏差率、方差率等)图7:绘制原序列和预测序列的线图#图8:原序列和预测序列的线图图9:残差序列的曲线图31可以看出残差序列具有平稳时间序列的特征,我们可以进一步检验剔除了长期趋势后的残差序列的平稳性,第三章知识这里不在叙述。
2.曲线趋势拟合例4.2:对爱荷华州1948-1979年非农产品季度收入数据为例进行拟合口Group:UNTITLED'\>.rkfik:专荷华川非宸产品聿厚l|7A::U...|口||回||^|[#ie训Prcit:[object][PrintNameFreeze]Default▼iBort][transpc^Edit+卜.5mpl+/-obsTY11601422604□33620446265564166642776450865599632101067811116921212707131373614147531515763161677517177751018703194IpprI卜图2:绘制曲线图可以看出序列不是线性上升,而是曲线上升,尝试用二次模型拟合序列的发展口Equation:UN7ITLEE:''''.orkfik:寺荷朝11非农产品聿哼...|=||回[”iew][Prcic[[object][Print]NameFreeze][Estimate][Fcirei:ast]〔5tats][曜泊弓「DependentVariable:YMethod:LeastSquaresDate:04/01/14Time:10:33Sample:1123Includedobservations:123CoefficientStd.Errort-StatisticProbc1030.14459.5365217.302720.0000T-23.414372.130661-10.989250.0000T*T0.4454000.01600027.037310.0000R-squared0.975225Meandependentvar1900.977AdjustedR-squared0.974023S.D.dependentvar1393.120S.E.ofregression221.0272Akaikeinfocriterion13.65761Sumsquaredresid6106627.Schwarzcriterion13.72445Loglikelihood-071.0060Hannan-Quinncriter.13.60477F-statistic2460.165Durbin-Watsonstat0.015395Prob(F-statistic)0.000000图3:模型参数估计和回归效果评价可以看出回归参数显著,模型显著,回归效果良好,序列具有明显二次趋势。
口Equation:UNTITLED''orkfile:寺荷虽川非宸产品聿哼...|回[#ie训Prcit:][object][PrintNameFreeze][Estimate]卜口忙血1:][弧也][碣血]Forecast:¥F¥Forecastsample:112SIncludedobservations:128RootMeanSquaredError218.4217MeanAsijh-rteError170.7606Meanfibs.PercentError12.61663TbieilInequalityCoefficient0.045246BiasProportionLl.LlUULlUU'.^riancHProportion0.006272CovarianceProportion0.993728图4:模型的预测效果分析口Group:UNTITLED'''>.rkfik:亢荷戦||非农产品聿厚口||叵][View|ProcIObjectIPrintNameFreezeDefault〒Sort]TransposeEdit+/-5mpl+/-obsYFYobsYFY11007.175601□2985.09676043963.90936204943.61286265924.20706416905.69206427003.06796458871.33456559355.491963210340.540267811826.479269212313.309170713301.029773614789.641175315779.143476316769.536477517760.8202775T1104Ippr|卜图5:原序列和预测序列值图6:原序列和预测序列值曲线图图7:计算预测误差□S-eri-?;:E'rkfil?:专荷1目11非宸产品聿聲l|7A::Untitle:\\|=11回1[”ie训Prcid[olzijeizt][PrcipertiT[Print][Name[[Freeze][sample]辰nr][5heeH[Graph][5tat£][ldent]AugmentedDickey-FullerUnitRootTestonENullHypothesis:EhasaunitrootExogenous:ConstantLagLength:5(AutomaticbasedonSIC,MAXU\G=12)t-StatisticProb*AugmentedDickey-Fullerteststatistic-1.2014320.6724Testcriticalvalues:1%level5%level10%level-3.434653-2.805249-2.579491*MacKinnon(1996)one-sidedp-valuesAugmentedDickey-FullerTestEquationDependentVariable:D(E)Method:LeastSquaresDate:04/01/14Time:10:49Sample(adjusted):7123Includedobservations:122afteradjustments图8:对预测误差序列进行单位根检验不能拒绝原假设,认为序列有单位根,为非平稳序列,说明模型对长期趋势拟合的效果不太好。
下面再尝试三次曲线趋势35EquationEstimationSpecificationijptions37确定取消图9:序列收入(y)对时间(t)进行三次曲线回归分析□Equatin:UNHTLED'rkfiIe:专荷华刃|非宸产品聿哼...Wiew][Prix][olzijeizt][Print]NameFreeze][Estimate[[Fcireizast]〔5tat£][口esids]DependentVariable:YMethod:LeastSquaresDate:04/01/14Time:11:30Sample:1123Includedobservations:123CoefficientStd.Errort-StatisticProb.c446.302021.7207920.5。