因为一般要求时间序列样本数据n>50,滞后周期k 样本数据1.0.50.0-.5Confidence LimitsACF-1.0123456789101112CoefficientLag Number 图3.19 从图中看出;样本序列数据的自相关系数在某一固定水平线附近摆动,且按周期性逐渐衰减,所以该时间序列基本是平稳的。 (3)数据变换: 若时间序列的正态性或平稳性不够好,则需进行数据变换。常用有差分变换(利用transform—Create Time Series)和对数变换(利用Transform—Compute)进行。一般需反复变换、比较,直到数据序列的正态性、平稳性等达到相对最佳。 2. 模型识别 分析时间序列样本,判别模型的形式类型,确定p、d、q的阶数。 (1)判别模型形式和阶数 ①相关图法: 运行自相关图后,出现自相关图(图3.19)和偏自相关图(图3.20)。 样本数据1.0.50.0Partial ACF-.5Confidence Limits-1.0123456789101112CoefficientLag Number 图3.20 从图中看出:自相关系数和偏相关系数具有相似的衰减特点:衰减快,相邻二个值的相关系数约为0.42,滞后二个周期的值的相关系数接近0.1,滞后三个周期的值的相关系数接近0.03。所以,基本可以确定该时间序列为ARMA(p,q)模型形式,但还不能确定是ARMA(1,1)或是ARMA(2,2)模型。但若前四个自相关系数分别为0.40、0.16、0.064、0.0256,则可以考虑用AR(1) 模型。 另外,值得说明的是:只是ARMA模型需要检验时间序列的平稳性,若该序列的偏自相关函数具有显著性,则可以直接选择使用AR模型。 实际上,具体应用自相关图进行模型选择时,在观察ACF与PACF函数中,应注意的关键问题是:函数值衰减的是否快;是否所有ACF之和为-0.5,即进行了过度差分;是否ACF与PACF的某些滞后项显著和容易解释的峰值等。但是,仅依赖ACF图形进行时间序列的模型识别是比较困难的。 ②参数估计: 从(m,m-1)开始试验,一般到m=p+q=1/n。实际应用中,往往从(1,1)、……、(2,2),逐个计算比较它们的AIC值(或SBC值),取其值最小的确定为模型。 (2)建立时间序列新变量 无论是哪种模型形式,时间序列总是受自身历史数据序列变化的影响,因此需将历史数据序列作为一个新的时间序列变量。 按数据转换transform—建立时间序列Create Time Series的顺序展开对话框,图3.21。 图3.21 ①在功能Function下拉框中选择变量转换的函数,其中: 非季节差分Differences: 计算时间序列连续值之间的非季节性差异。 季节性差分Seasonal Differences: 计算时间序列跨距间隔恒定值之间的 季节性差异,跨距根据定义的周期确定。 领先移动平均Prior moving average:计算先前的时间序列数值的平均值。 中心移动平均Centered moving average:计算围绕和包括当前值的时间序 列数值的平均值。 中位数Running medians:计算围绕和包括当前值的时间序列的中位数。 累积和Cumulative sum:计算直到包括当前值的时间序列数值的累计总数。 滞后顺序Lag: 根据指定的滞后顺序,计算在前观测量的值。 领先顺序Lead:根据指定的领先顺序,计算连续观测量的值。 平滑Smoothing:以混合数据平滑为基础,计算连续观测量的值。 以上各项主要用在生成差分变量、滞后变量、平移变量,并且还要关注差分、 滞后、平移的次数,以便在建立模型、进行参数估计时,使方程达到一致。 ②在顺序Order框中填入在前或在后的时间序列数值间隔的数目。 在新变量New Variable框中接受左边框移来的源变量。 在名称Name框中定义新变量的名称,但必单击改变Change方能成立。 ③单击OK运行系统,在原数据库中出现新变量列。 另外,若需产生周期性时间序列的日期型变量,则按数据Data—定义日期Define Dates的顺序展开如图3.22所示对话框。 图3.22 在样本Cases Are栏中选择定义日期变量的时间间隔,在起始日期First Case Is栏中设定日期变量第一个观测量的值,单击OK完成定义。 3. 参数估计 采用最大似然估计或最小二乘估计等方法估计φ、θ参数值,并进行显著性检验。 按分析Analyze—时间序列Time series—ARIMA模型的顺序展开如图3.23对话框。 图3.23 在图3.23中: 选择原时间序列变量进入因变量框; 根据模型识别结果和建立的新时间变量,选择一个或多个变量进入自变量框;暂时不进行因变量的数据转换; 与自变量的选择对应,根据模型识别结果或实验的思路设定p、(d)、q的值;选择模型中包含常数项; 分别单击保存和设置按钮,展开如图3.24和3.25对话框。 图3.24 图3.24中: 在建立变量Create Variable栏选择新建变量结果暂存原数据文件Add to file项,也可选择用新建变量代替原数据文件中计算结果Replace existing项; 在设定置信区间百分比%Confidence Intervals下拉框选择95; 在预测样本Predict Cases栏选择根据时期给出预测结果的方法。 图3.25 图3.25中: 在收敛标准Convergence Criteria栏选择迭代次数Maximum iterations、参数变化精度Parameter change、平方和变化精度Sum of squares change,当运算达到其中一个参数的设定,则迭代终止; 在估计初始值Initial Values for Estimation栏选择由过程自动选择Automatic或由先前模型提供Apply from previous model,一般默认前者; 在预测方法Forecasting Method栏选择无条件Unconditional或有条件最小二乘法Conditional least squares; 在输出控制Display栏选择最初和最终参数的迭代摘要Initial and final parameters with iteration summary或详细资料details、或只显示最终参数Final parameters only。 单击OK,系统立即执行,输出信息如下: MODEL: MOD_1 Split group number: 1 Series length: 48 No missing data. Melard's algorithm will be used for estimation. Conclusion of estimation phase. Estimation terminated at iteration number 7 because:Sum of squares decreased by less than .001 percent. FINAL PARAMETERS: Number of residuals 48 Standard error 1.1996949 Log likelihood -75.463915 AIC 156.92783 SBC 162.54143
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