时间序列分析 模型.ppt

时间序列分析模型 时间序列的基本概念 一、时间序列 1、含义：指被观察到的依时间为序排列的数据序列。 2、特点： （1）现实的、真实的一组数据，而不是数理统计中做实验得到的。既然是真实的，它就是反映某一现象的统计指标，因而，时间序列背后是某一现象的变化规律。 （2）动态数据。 2010年11月17日--2011年4月8日上证综指 二、时间序列分析 时间序列分析：是一种根据动态数据揭示系统动态结构和规律的统计方法。其基本思想：根据系统的有限长度的运行记录（观察数据），建立能够比较精确地反映序列中所包含的动态依存关系的数学模型，并借以对系统的未来进行预报 三、确定性时间序列分析与随机性时间序列分析: 时间序列依据其特征，有以下几种表现形式，并产生与之相适应的分析方法： （1）长期趋势变化 受某种基本因素的影响，数据依时间变化时表现为一种确定倾向，它按某种规则稳步地增长或下降。 使用的分析方法有：移动平均法、指数平滑法、模型拟和法等； （2）季节性周期变化 受季节更替等因素影响，序列依一固定周期规则性的变化，又称商业循环。 采用的方法：季节指数； （3）循环变化 周期不固定的波动变化。 (4)随机性变化 由许多不确定因素引起的序列变化。它所使用的分析方法就是我们要讲的时间序列分析。 趋势变化分析 确定性变化分析 周期变化分析 循环变化分析 时间序列分析 随机性变化分析: AR、MA、ARMA模型 Wold分解定理（1938） 对于任何一个离散平稳过程 它都可以分解为两个不相关的平稳序列之和，其中一个为确定性的，另一个为随机性的，不妨记作 其中： 为确定性序列， 为随机序列， 它们需要满足如下条件 （1） （2） （3） 确定性序列与随机序列的定义 对任意序列 而言，令 关于q期之前的序列值作线性回归 其中 为回归残差序列， 。 确定性序列，若 随机序列，若 Cramer分解定理（1961） 任何一个时间序列 都可以分解为两部分的叠加：其中一部分是由多项式决定的确定性趋势成分，另一部分是平稳的零均值误差成分，即 对两个分解定理的理解 Wold分解定理说明任何平稳序列都可以分解为确定性序列和随机序列之和。它是现代时间序列分析理论的灵魂，是构造ARMA模型拟合平稳序列的理论基础。 Cramer 分解定理是Wold分解定理的理论推广，它说明任何一个序列的波动都可以视为同时受到了确定性影响和随机性影响的综合作用。平稳序列要求这两方面的影响都是稳定的，而非平稳序列产生的机理就在于它所受到的这两方面的影响至少有一方面是不稳定的。 确定性时序分析的目的 克服其它因素的影响，单纯测度出某一个确定性因素对序列的影响 推断出各种确定性因素彼此之间的相互作用关系及它们对序列的综合影响 时间序列趋势分析 目的 有些时间序列具有非常显著的趋势，我们分析的目的就是要找到序列中的这种趋势，并利用这种趋势对序列的发展作出合理的预测 常用方法 趋势拟合法 平滑法 趋势拟合法 趋势拟合法就是把时间作为自变量，相应的序列观察值作为因变量，建立序列值随时间变化的回归模型的方法 分类 线性拟合 非线性拟合 线性拟合 使用场合 长期趋势呈现出线形特征 模型结构 例:拟合澳大利亚政府1981——1990年每季度的消费支出序列 线性拟合 模型 参数估计方法 最小二乘估计 参数估计值 拟合效果图 非线性拟合 使用场合 长期趋势呈现出非线形特征 参数估计指导思想 能转换成线性模型的都转换成线性模型，用线性最小二乘法进行参数估计 实在不能转换成线性的，就用迭代法进行参数估计 常用非线性模型 例： 对上海证券交易所每月末上证指数序列进行模型拟合 非线性拟合 模型 变换 参数估计方法 线性最小二乘估计 拟合模型: 拟合效果图 时间序列预测法 时间序列预测法可用于短期预测、中期预测和长期预测。根据对资料分析方法的不同，又可分为：简单序时平均数法、加权序时平均数法 平滑法 平滑法是进行趋势分析和预测时常用的一种方法。它是利用修匀技术，削弱短期随机波动对序列的影响，使序列平滑化，从而显示出长期趋势变化的规律 简单平均数法 :也称算术平均法。即把若干历史时期的统计数值作为观察值，求出算术平均数作为下期预测值。这种