数据统计方法:确定性时间序列的分析法

时间序列分析是一种动态数据处理的统计方法 。该方法基于随机过程理论和数理统计学方法,研究随机数据序列所遵从的统计变化规律,以用于解决实际问题 。通常影响时间序列变化的4个要素如下:

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  • 长期趋势(T):是时间序列在长时期内呈现出来的持续向上或持续向下的变动 。
  • 季节变动(S):是时间序列在一年内重复出现的周期性波动 。
  • 循环波动?:是时间序列呈现出得非固定长度的周期性变动 。
  • 随机因素(I):是时间序列中除去长期趋势、季节变动和循环波动之后的随机波动 。不规则波动通常总是夹杂在时间序列中 , 致使时间序列产生一种波浪形或震荡式的变动 。
时间序列的分类
时间序列可以分为平稳序列和非平稳序列 。
平稳序列是指基本上不存在长期趋势的序列,各观测值基本上在某个固定的水平上波动,或虽有波动,但并不存在某种规律,而其波动可以看成是随机的 。或者说只含有随机波动的序列称为平稳序列 。
非平稳序列是指有长期趋势、季节性和循环波动的复合型序列,其趋势可以是线性的,也可以是非线性的 。
时间序列平稳性判别方法
平稳时间序列有三要求:
  1. 存在固定的期望 , 换句话说,前100个数字串和前1000个数字串他们的期望是一样的,或者说,统计学上可以容忍为一样的 。
  2. 存在固定的方差 。所谓固定,和前面的均值含义一样 。
  3. 滞后序列之间的协方差是固定的,所谓固定含义与前面一样,方差只与时间间隔有关 。
  4. 满足上述三个条件的 , 就是我们说的平稳时间序列了 。
平稳条件
  1. E(X_t)=μ
  2. E(Xt
  3. )=μ 序列的均值应该是一个常数,而不是随时间变化的函数 。下图中左图满足要求 , 而右图的均值是随时间而变化的 。

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  1. Var(X_t)=sigma
  2. Var(Xt
  3. )=σ,序列的方差为一个常数,而不随时间的变化而变化

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  1. Cov(X_t,Y_{t+k})=γ_{0,k}
  2. Cov(Xt
  3. ,Yt+k
  4. )=γ0,k
  5. 序列协方差的值只与时间间隔k
  6. k有关,与时间t
  7. t无关

数据统计方法:确定性时间序列的分析法

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时间序列建摸的两种基本假设
确定性时间序列模型假设:时间序列是由一个确定性过程产生的,这个确定性过程往往可以用时间t的函数f(t)
f(t),(如y=cos(2πt)
y=cos(2πt))来表示 , 时间序列中的每一个观测值是由这个确定性过程和随机因素决定的 。
随机性时间序列模型假设:经济变量的变化过程是一个随机过程,时间序列是由该随机过程产生的一个样本 。因此,时间序列具有随机性质,可以表示成随机项的线性组合 , 即可以用分析随机过程的方法建立时间序列模型 。
分析方法
平稳序列预测
简单移动平均法
数据统计方法:确定性时间序列的分析法

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指数平滑法
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复合型序列预测
数据统计方法:确定性时间序列的分析法

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  • 第1步:确定并分离季节成分 。计算季节指数 , 以确定时间序列中的季节成分 。然后将季节成分从时间列中分离出去 , 即用每一个时间序列观察值除以相应的季节指数以消除季节性 。
  • 第2步:建立预测模型并进行预测 。对消除了季节成分的时间序列建立适当预测模型,并根据这一模型进行预测 。
  • 第3步:计算最后的预测值 。用预测值乘以相应的季节指数,得到最终的预测值 。
总结
【数据统计方法:确定性时间序列的分析法】
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