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平稳时间序列模型基本概念

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金融计量学平稳金融时间序列AR模型

金融计量学平稳金融时间序列AR模型
3 ALPHA=0
2 1 0 -1 -2 -3
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
3 2 ALPHA=0.6 1 0 -1 -2 -3
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
8 ALPHA=0.9
4
0
-4
-8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y 1 ,y 2 , ,y T ,y t N (0 , 2 )
就是一个典型的样本为T的白噪音过程。
3.2 一阶自回归模型（AR（1）process） 3.2.1 AR（1）过程的基本定义和性质
AR（1）模型可以写成：
yt c yt1 t t iid (0, 2 )
c是常数项或截距项。
用无限阶移动平均来表示AR（1）移动平均 过程：
8 ALPHA=1.0
4
0
-4
-8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
3.3 二阶自回归模型（AR（2）process） 3.3.1 AR（2）过程的基本定义和性质
ytc1yt 12yt 2t
t iid(0,2)
yt c 1L yt1 2 L yt2 t (1 1 L 2 L ) yt c yt t
j 1 j1 2 j2
根据自相关函数的定义，得关系式
j 1 j1 2 j2
因此， 1 10 21
2 11 20
又因为自相关函数具有以下性质 可得自相j 关函j 数，在0 前200期1的解析表达式
1
1
1
2
2
2 1
2 2
12
2
进而可推导出平稳AR（2）模型的 方差解析表达式：

平稳时间序列模型

平稳时间序列模型

（1）一个平稳的时间序列总可以找到生成它
的平稳的随机过程或模型； （2）一个非平稳的随机时间序列通常可以通 过差分的方法将它变换为平稳的，对差分后平稳 的时间序列也可找出对应的平稳随机过程或模型。
（六） 中国GDPP的 ARMA(p,q)模型
ARMA(1,1) ARMA(2,2)
ARIMA(8,2,7)非对称
p阶自回归模型,简记为AR(p)：
xt 0 1 xt 1 2 xt 2 p xt p t 2 E ( ) 0 ， Var ( ) t t , E ( t s ) 0, s t
0 且 1 1 2 p , Var( x ) t
（二）向量自回归模型定义 VAR（Vector AutoRegression，向量自回归）
•1980年Sims提出向量自回归模型（vector autoregressive model）。 •VAR模型是自回归模型的联立形式，所以称向量自回归 模型。
q 阶移动平均模型，
xt t 1 t 1 2 t 2 q t q q 0 2 E ( t ) 0，Var ( t ) , E ( t s ) 0, s t
特别当
0
时，称为中心化
MA(q) 模型
二、自回归模型
（一） AR模型的定义 1阶自回归模型,记为AR(1)： xt=0+1xt-1+t (1) E(t)=0,Var(t)=2, E(ts)=0, st 若序列是弱平稳的,则 E(xt)=, Var(xt)=0, Cov(xt, xt-k)=k 由(1)可得 E(xt)=0+1E(xt-1) 0 因此

第三章线性平稳时间序列模型

第三章线性平稳时间序列模型
（2） Exsεt = 0, ∀s < t 那么我们就说xt遵循一个一阶自回归或AR(1)随机过程。
可见,AR(1)模型中，xt在t时刻值依赖于两部分，一部分依 模型中， 时刻值依赖于两部分， 可见 模型中 时刻值依赖于两部分 赖于它的前一期的值x 另一部分是依赖于与x 赖于它的前一期的值 t-1；另一部分是依赖于与 t-1不相关 的部分ε 的部分 t 可将AR(1)模型写成另一种形式： 模型写成另一种形式： 可将 模型写成另一种形式
xt = ϕ1xt −1 + ϕ2 xt −2 +L+ ϕ p xt − p + εt
其中： (1) p ≠ 0 (2) εt是白噪声序列 (3) Exsε t = 0, ∀s < t
E (ε t ) = 0，Var (ε t ) = σ ε2 , E (ε t ε s ) = 0, s ≠ t
那么我们就说xt遵循一个p阶自回归或AR(p)随机过程。
例如： ARIMA(2,1,2)表示先对时间序列进行一阶差分，使之 转化为平稳序列，然后对平稳序列建立ARMA(2,2)模型。 ARIMA(p,0,q)就相当于ARMA(p,q)。 ARIMA(p,0,0)就相当于AR(p)。 ARIMA(0,0,q)就相当于MA(q)。 对于一个ARIMA(p,d,q)也可以用推移算子B表示如下 ϕ (B )(1 − B) d xt = θ ( B)ε t 其中： ϕ (B ) = 1 − ϕ 1 B − ϕ 2 B 2 − L − ϕ p B p
(二).二阶自回归模型，AR(2)
1.设{xt}为零均值的随机序列，如果关于xt的合适模型为： 其中：
xt = ϕ1xt −1 + ϕ2 xt −2 + εt

平稳时间序列模型的建立概述

平稳时间序列模型的建立概述

平稳时间序列模型的建立概述平稳时间序列模型是一种常用的时间序列分析方法，用于描述和预测时间序列数据的变化模式。

该模型假设时间序列数据的统计特性在时间上保持不变，即均值和方差不随时间发生明显的变化。

以下是平稳时间序列模型的建立概述。

第一步是数据的预处理。

在建立平稳时间序列模型之前，需要对原始时间序列数据进行一些预处理，包括去除趋势、季节性和周期性等。

去趋势可以采用差分方法，即对时间序列数据进行一阶差分，得到的差分序列不再具有明显的趋势性。

去除季节性和周期性可以使用季节性差分或移动平均方法。

第二步是对预处理后的序列进行统计特性分析。

这包括计算序列的均值、方差、自相关函数和偏自相关函数等统计指标。

通过分析这些指标，可以了解序列的平稳性、周期性和相关性等统计特性。

第三步是根据统计分析结果选择适合的时间序列模型。

常用的平稳时间序列模型包括自回归移动平均模型（ARMA）、自回归模型（AR）、移动平均模型（MA）和季节性自回归移动平均模型（SARIMA）等。

选择模型的原则是使模型具有较好的拟合效果并具有良好的预测性能。

第四步是模型参数的估计与诊断。

对于选定的时间序列模型，需要估计模型的参数。

这可以通过最大似然估计或最小二乘估计等方法进行。

估计得到模型参数之后，需要对模型进行诊断检验，判断模型是否合理。

常用的诊断方法包括残差平稳性检验、残差序列的白噪声检验和残差的自相关函数和偏自相关函数检验等。

第五步是模型预测与评估。

通过已建立的平稳时间序列模型，可以对未来的序列数据进行预测。

预测的准确性可以通过计算预测误差和拟合优度等指标进行评估。

若模型的预测效果较好，则可应用该模型进行实际预测。

总之，平稳时间序列模型的建立过程包括数据的预处理、统计特性分析、模型选择、参数估计与诊断以及模型预测与评估等步骤。

通过这些步骤的实施，可以建立一个合理且具有较好预测效果的平稳时间序列模型。

平稳时间序列模型的建立概述（续）第一步是数据的预处理。

时间序列分析模型

时间序列分析模型

时间序列分析模型时间序列分析是一种广泛应用于统计学和经济学领域的建模方法，用于研究随时间变化的数据。

它的目的是揭示和预测数据中隐含的模式和关系，以便更好地理解和解释现象，并做出相应的决策。

时间序列分析模型可以分为统计模型和机器学习模型两类。

一、统计模型1.平稳时间序列模型：平稳时间序列是指在统计学意义上均值和方差都是稳定的序列。

常用的平稳时间序列模型包括：自回归移动平均模型（ARMA）、自回归整合移动平均模型（ARIMA）和季节性自回归整合移动平均模型（SARIMA）等。

-自回归移动平均模型（ARMA）是根据时间序列数据的自相关和移动平均性质建立的模型。

它将序列的当前值作为过去值的线性组合来预测未来值。

ARMA(p,q)模型中，p表示自回归项的阶数，q表示移动平均项的阶数。

-自回归整合移动平均模型（ARIMA）在ARMA模型基础上引入差分操作，用于处理非平稳时间序列。

ARIMA(p,d,q)模型中，d表示差分的次数。

-季节性自回归整合移动平均模型（SARIMA）是ARIMA模型的扩展，在存在季节性变化的时间序列数据中应用。

SARIMA(p,d,q)(P,D,Q)s模型中，s表示季节周期。

2.非平稳时间序列模型：非平稳时间序列是指均值和/或方差随时间变化的序列。

常用的非平稳时间序列模型包括：趋势模型、季节性调整模型、自回归积分滑动平均模型（ARIMA）和季节性自回归积分滑动平均模型（SARIMA）等。

- 趋势模型用于描述数据中的趋势变化，例如线性趋势模型（y = ax + b）和指数趋势模型（y = ab^x）等。

-季节性调整模型用于调整季节性变化对数据的影响，常见的方法有季节指数调整和X-12-ARIMA方法。

-自回归积分滑动平均模型（ARIMA）和季节性自回归积分滑动平均模型（SARIMA）在非平稳时间序列中引入差分操作进行模型建立。

二、机器学习模型机器学习模型在时间序列分析中发挥了重要作用，主要应用于非线性和高维数据的建模和预测。

金融时间序列模型笔记

金融时间序列模型笔记

金融时间序列模型笔记金融时间序列模型是用于分析和预测金融市场数据的统计模型。

这些模型可以帮助我们理解市场的动态，预测未来的趋势，以及做出更有效的投资决策。

以下是关于金融时间序列模型的简单笔记：1. 平稳性: 在金融时间序列分析中，平稳性是一个重要的概念。

一个平稳的时间序列具有恒定的均值、方差和自相关结构。

如果一个时间序列是非平稳的，那么它的统计性质可能会随时间变化。

2. ARIMA 模型: ARIMA 模型（自回归积分滑动平均模型）是用于分析和预测平稳时间序列的常用模型。

ARIMA(p, d, q) 包括自回归部分（AR）、差分部分（I）和滑动平均部分（MA）。

3. GARCH 模型: GARCH（广义自回归条件异方差模型）是用于处理具有条件异方差的金融时间序列的模型。

条件异方差是指时间序列的方差随时间变化。

4. EGARCH 模型: EGARCH（指数广义自回归条件异方差模型）是 GARCH 模型的扩展，它允许负冲击对波动有更大的影响。

5. VAR 模型: VAR（向量自回归模型）用于分析多个时间序列之间的动态关系。

VAR(p) 表示该模型有 p 个滞后。

6. 协整: 对于长期均衡关系的时间序列，即使它们自身可能非平稳，它们的线性组合可能是平稳的。

这种现象被称为协整。

7. 随机游走模型: 随机游走模型假设时间序列的下一个值与前一个值无关，只受随机因素的影响。

8. 单位根检验: 对于非平稳时间序列，单位根检验（如ADF检验）可用于检测是否存在单位根，即是否存在一个过程，其长期平均值不为0。

9. 技术分析和基本面分析: 金融时间序列分析不仅仅是统计建模。

投资者通常会结合技术分析和基本面分析来做出决策。

技术分析关注价格和交易量的动态，而基本面分析则关注公司的财务状况、行业趋势等因素。

10. 数据来源: 金融数据通常来自各种来源，如交易所、新闻网站、金融数据提供商等。

在分析之前，确保数据的准确性和完整性非常重要。

平稳时间序列模型概述

平稳时间序列模型概述

平稳时间序列模型概述平稳时间序列模型是一种常见的时间序列分析方法，用于对事物在一定时间范围内的变化进行建模和预测。

平稳时间序列模型假设时间序列的均值和方差在任意时刻都保持不变，即不受时间的影响。

平稳时间序列模型有许多不同的形式，其中最常见的是自回归移动平均模型（ARMA）和季节性自回归移动平均模型（SARMA）。

ARMA模型由自回归（AR）部分和移动平均（MA）部分组成，描述了时间序列的自相关和滞后误差，可以用来预测未来的观测值。

SARMA模型在ARMA模型的基础上加入了季节性因素，适用于存在明显季节性变化的时间序列。

ARMA模型的一般形式为：\[ X_t = c + \phi_1X_{t-1} + \dots + \phi_pX_{t-p} + \epsilon_t -\theta_1\epsilon_{t-1} - \dots - \theta_q\epsilon_{t-q} \]其中，\( X_t \)是时间序列在时刻\( t \)的观测值，\( c \)是常数，\( \phi_1, \dots, \phi_p \)是自回归系数，\( X_{t-1}, \dots, X_{t-p} \)是过去的观测值，\( \epsilon_t \)是误差项，\( \theta_1, \dots,\theta_q \)是移动平均系数，\( \epsilon_{t-1}, \dots, \epsilon_{t-q} \)是过去的误差项。

SARMA模型的一般形式为：\[ X_t = c + \phi_1X_{t-1} + \dots + \phi_pX_{t-p} -\theta_1\epsilon_{t-1} - \dots - \theta_q\epsilon_{t-q} + \gammaX_{t-m} + \phi_1\gamma X_{t-m-1} + \dots + \phi_p\gammaX_{t-m-p} + \epsilon_t \]其中，\( X_t \)是时间序列在时刻\( t \)的观测值，\( c \)是常数，\( \phi_1, \dots, \phi_p \)是自回归系数，\( X_{t-1}, \dots, X_{t-p} \)是过去的观测值，\( \epsilon_t \)是误差项，\( \theta_1, \dots,\theta_q \)是移动平均系数，\( \epsilon_{t-1}, \dots, \epsilon_{t-q} \)是过去的误差项，\( \gamma \)是季节性系数，\( X_{t-m},\dots, X_{t-m-p} \)是过去的季节性观测值。

2-平稳时间序列模型

2-平稳时间序列模型

海军航空工程学院基础部数学教研室
第二章 平稳时间序列模型
4.2 ARMA(n,n-1)模型
X t 1 X t 1 n X t n 1at 1 n1at n1 at X t 1 X t 1 n X t n at 1at 1 n1at n1
X t j ( j 3,4,) 无关。
(2) at 是一个白噪声序列。 结构： AR(2)模型由三部分构成， 依赖于 X t 1的部分， 依赖于 X t 2 的部分，独立于前两部分的白噪声。AR(2) 模型可以等价地写成
at X t 1 X t 1 2 X t 2 。
2无关； , )
(2) at 为白噪声。
海军航空工程学院基础部数学教研室
第二章 平稳时间序列模型
一个关于产科医院的例子 设 at 是第 t 天新住院的病员人数， 假设 at 是白噪声序 列，即某一天住院人数与第二天住院人数无关。再假设 典型的情形是：10％的病人住院 1 天，50％的病人住院 2 天，30％的病人住院 3 天，10％的病人住院 4 天，那 么第四天住院的病人数 X t 将由下式给出
即通过把 X t 中依赖于 X t 1和 X t 2 的部分消除之后，使得 具有二阶动态性的序列转化为独立的序列。
海军航空工程学院基础部数学教研室
第二章 平稳时间序列模型
2.2 AR(n)模型
X t 1 X t 1 2 X t 2 n X t n at X t 1 X t 1 2 X t 2 n X t n at at X t 1 X t 1 2 X t 2 n X t n
X t at 0.9at 1 0.4at 2 0.1at 3 。

平稳时间序列模型的性质概述

平稳时间序列模型的性质概述

平稳时间序列模型的性质概述平稳时间序列模型是一种描述时间序列数据的统计模型，它的核心假设是数据在时间上的统计特性不发生变化。

具体而言，平稳时间序列模型具有以下性质：1. 均值稳定性：平稳时间序列的均值不随时间变化而变化，即序列的均值是恒定的。

这意味着序列的长期趋势是稳定的，不存在明显的上升或下降趋势。

2. 方差稳定性：平稳时间序列的方差不随时间变化而变化，即序列的方差是恒定的。

这意味着序列的波动性是稳定的，不存在明显的波动增长或缩减。

3. 自协方差稳定性：平稳时间序列的自协方差（序列任意两个时间点之间的协方差）仅依赖于时间点之间的间隔，而不依赖于特定的时间点。

这意味着序列的相关性结构是稳定的，不存在明显的季节性或周期性变化。

4. 纯随机性：平稳时间序列被认为是纯随机的，没有系统性的模式或规律可寻。

这意味着序列的未来值无法通过过去的观察值来准确预测。

根据这些性质，我们可以使用平稳时间序列模型来进行时间序列的建模和预测。

常见的平稳时间序列模型包括自回归移动平均模型（ARMA模型）、自回归积分移动平均模型（ARIMA 模型）以及季节性模型等。

总而言之，平稳时间序列模型具有均值稳定性、方差稳定性、自协方差稳定性和纯随机性等性质，这使得它们成为分析和预测时间序列数据的常用工具。

通过运用这些模型，我们可以揭示序列的短期和长期特征，提供数据的统计属性并进行未来值的预测。

平稳时间序列模型是时间序列分析中非常重要的方法之一，它能够帮助我们理解和预测一系列观测值之间的关系。

在实际应用中，平稳时间序列模型常被用于金融市场分析、经济学研究、气象预测等领域。

首先，均值稳定性是平稳时间序列模型的一个重要性质。

这意味着序列的长期平均水平是恒定的，不随时间变化而变化。

例如，在金融市场中，股票价格的均值稳定性意味着股票价格的长期趋势是稳定的，不存在明显的上升或下降趋势。

通过建立平稳时间序列模型，我们可以更好地理解价格的平均水平，并预测未来的价格走势。

第二章平稳时间序列模型——AR（p）,MA（q）,ARMA（p,q）模型及其平稳性

第二章平稳时间序列模型——AR（p）,MA（q）,ARMA（p,q）模型及其平稳性

第⼆章平稳时间序列模型——AR（p）,MA（q）,ARMA（p,q）模型及其平稳性1⽩噪声过程:零均值，同⽅差，⽆⾃相关（协⽅差为0）以后我们遇到的efshow如果不特殊说明，就是⽩噪声过程。

对于正态分布⽽⾔，不相关即可推出独⽴，所以如果该⽩噪声如果服从正态分布，则其还将互相独⽴。

2各种和模型p阶移动平均过程：q阶⾃回归过程：⾃回归移动平均模型：如果ARMA(p,q)模型的表达式的特征根⾄少有⼀个⼤于等于1，则{y(t)}为积分过程，此时该模型称为⾃回归秋季移动平均模型（ARIMA）时间序列啊，不就是求个通项公式，然后求出⼀个⾮递推形式的表达式吗？（这个公式和⾃变量t有关，然后以后只要知道t就能得到对应的y的预测值）3弱平稳/协⽅差平稳：均值和⽅差为常数（即同⽅差），协⽅差仅与时间间隔有关4⾃相关系数：5AR(1)模型（带⽩噪声的⼀阶差分⽅程）的平稳性：（1）如果初始条件为y0：则其解为（我们通过其解来判断其是否平稳）此时{y(t)}是不平稳的。

· 但是如果|a1|<1，其t⾜够⼤，则{y(t)}是平稳的。

均值：⽅差：等于协⽅差：等于所以有结论：（2）初始条件未知：则其通解为：{y(t)}平稳的条件为：1 |a1|<12 且齐次解A(a1)^t为0：序列从很久前开始（即t很⼤，且结合1，则为0），或该过程始终平稳（A=0）所以说，解的稳定性和序列的平稳性是不⼀样的。

这两条对所有的ARMA(p,q)模型都适⽤。

（对于任意的ARMA(p,q)模型，齐次解为0是平稳性必要条件）（ARMA(p,q)模型的齐次解为或）6对于ARMA(2,1)模型的平稳性：模型表达式为：（2.16）（截距项不影响平稳性，略去）设其挑战解为：（⽤待定系数法）则系数应当满⾜⽅程：（2.17）序列{阿尔法i}收敛的条件是⽅程（2.16）对于的齐次⽅程的特征根都在单位圆之内（因为2.17中的差分⽅程对于的特征⽅程和⽅程2.16对于的特征⽅程是⼀模⼀样的）我们之所以只考虑特解，是因为我们让齐次解为0.此时该挑战解/特解：均值为：⽅差为：（t很⼤时⽤级数求和）协⽅差为：等于所以其平稳性条件为（t很⼤）：1模型对应的齐次⽅程的特征⽅程的特征根在单位圆内2齐次解为0。

平稳时间序列模型预测

平稳时间序列模型预测

解: (2)预测方差旳计算
计算Green函数: 根据递推公式
方差
G0 1
G1 1G0 0.6 G2 1G1 2G0 0.36 0.3 0.66
var[e3 (1)] G02 2 36 var[e3 (2)] (G02 G12 ) 2 48.96 var[e3 (3)] (G02 G12 G22 ) 2 64.6416
设目前时刻为t，已知时刻t和此前时刻旳观察值xt-1,
xt-2, …，对观察值xt+l进行预测，用 xˆt l 表达时间序
列Xt旳第l步预测值(l>0)。
最小均方误差预测
用et(l)衡量预测误差： et l Xtl xˆt l
显然，预测误差越小，预测精度就越高。
最小均方误差预测原则：
var[e4 (1)] var[e3(1)] G02 2 36 var[e4 (2)] var[e3(2)] (G02 G12 ) 2 48.96
l步预测销售额旳95%置信区间为：
xˆ4 l 1.96 var e4 l , xˆ4 l 1.96 var e4 l
修正预测
预测时期 修正前置信区间 修正后置信区间 四月份 （85.36，108.88） 五月份 （83.72，111.15） （87.40，110.92） 六月份 （81.84，113.35） （85.79，113.21）
修正预测
定义
所谓旳修正预测就是研究怎样利用新旳信息去取得 精度更高旳预测值
措施
在新旳信息量比较大时——把新信息加入到旧旳信 息中，重新拟合模型；
在新旳信息量很小时——不重新拟合模型，只是将 新旳信息加入以修正预测值，提升预测精度。
修正预测原理
在旧信息旳基础上，Xt+l旳预测值为

第八章 平稳时间序列建模(ARMA模型)

第八章 平稳时间序列建模(ARMA模型)
1. 自回归模型AR(p)
p 阶自回归模型记作AR(p)，满足下面的方程：
ut c 1 ut 1 2 ut 2 p ut p t
(5.2.4) 其中：参数 c 为常数；1 , 2 ,…, p 是自回归模型系数； p为自回归模型阶数；t 是均值为0，方差为 2 的白噪声
序列。
4
2. 移动平均模型MA(q)
q 阶移动平均模型记作MA(q) ，满足下面的方 程：
ut t 1 t 1 q t q
(5.2.5)
其中：参数 为常数；参数1 , 2 ,…, q 是 q 阶移动
平均模型的系数；t 是均值为0，方差为 2的白噪声 序列。
AR(p)模型均可以表示为白噪声序列的线性组合。
8
2．MA(q) 模型的可逆性
考察MA(q) 模型
ut (1 1 L 2 L2 q Lq ) t
2 E ( t ) 0
2
(5.2.16)
t t
qቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
若
1 1 z 2 z q z 0
在单位圆外（即绝对值大于1，或模大于1），这意味着 自回归过程是发散的。如果MA模型滞后多项式的根的 倒数有在单位圆外的，说明MA过程是不可逆的，应使 用不同的初值重新估计模型，直到得到满足可逆性的动 平均。
20
4. ARMA(p,q)模型的估计选择
EViews估计AR模型采用非线性回归方法，对于MA模 型采取回推技术(Box and Jenkins,1976)。这种方法的优点
L0utut。则式（5.2.7）可以改写为：
(1 1 L 2 L 2 p Lp ) ut c t

第20章-平稳时间序列

第20章-平稳时间序列
ˆ k ˆk ˆ0
3
yt 与 yt k 之间的相关性可能由二者之间的变量 yt 1 , , yt k 1 引起。
定义 时间序列 yt 的 k 阶偏自相关系数(partial autocorrelation of order k)为 * k Co rr( yt , yt k | yt 1 , , yt k 1 ) 即给定 yt 1 , , yt k 1 条件下， yt 与 yt k 的条件相关系数。
2 依次类推， yt yt 1 ~ N ( 0 1 yt 1 , ), t 2, , T 。
整个样本数据 y1 , y2 , , yT 的联合概率密度为
f y1 , , yT ( y1 , , yT ) f y1 ( y1 ) f ytቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ| yt 1 ( yt | yt 1 )
yt t 1 t 1 2 t 2 q t q
也可以进行条件 MLE 估计，即在给定“ 0 1 q 1 0 ”的
14
条件下，最大化样本数据的似然函数。
20.4 ARMA 将 AR(p)与 MA(q)结合起来，得到 ARMA(p, q)：
16
如果 q 0 ，则 ARMA(p, q)简化为 AR(p)模型：
yt 0 1 yt 1 p yt p t
假 设 真 实 模 型 为 AR(p) ， 却 用 OLS 来 估 计 AR(p+1) ， 即 ˆ 0 yt 0 1 yt 1 p yt p p 1 yt p 1 t ，则 plim p 1 ，因为
第20章平稳时间序列平稳时间序列时间序列平稳性检验非平稳时间序列时间序列平稳性平稳时间序列模型时间序列弱平稳时间序列时间序列分析时间序列模型

平稳时间序列建模步骤

平稳时间序列建模步骤

平稳时间序列建模步骤一、什么是平稳时间序列平稳时间序列是指在统计意义下具有不变性的时间序列。

具体来说，平稳时间序列的均值、方差和自相关函数都不随时间变化而发生显著的改变。

二、为什么要建立平稳时间序列模型建立平稳时间序列模型可以对数据进行预测和分析，从而更好地理解数据背后的规律和趋势。

此外，平稳时间序列模型还可以用于信号处理、金融分析等领域。

三、建立平稳时间序列模型的步骤1.观察数据并进行预处理首先需要观察数据并进行预处理，包括去除趋势、季节性和异常值等。

这有助于使数据更加平滑，并且减少噪声对模型的影响。

2.确定差分阶数如果原始数据不是平稳的，需要进行差分操作使其变成平稳的。

差分阶数可以通过观察自相关函数（ACF）和偏自相关函数（PACF）来确定。

3.选择合适的模型根据差分后得到的数据，可以选择适合该数据集的ARIMA模型。

ARIMA模型包括AR(p)、MA(q)和ARMA(p,q)三种类型。

4.估计模型参数使用最大似然估计（MLE）或最小二乘法（OLS）等方法来估计模型参数。

5.检验模型的拟合程度对于建立的模型，需要对其进行检验，包括残差的自相关性、正态性等。

如果存在问题，则需要调整模型或重新选择模型。

6.预测未来值使用建立好的模型进行未来值的预测，并对预测结果进行评估和修正。

四、总结建立平稳时间序列模型是一个复杂的过程，需要对数据进行观察和处理，选择合适的模型并估计参数，最后对模型进行检验和预测。

在实际应用中，需要根据具体情况灵活运用这些步骤，并结合领域知识和经验来优化建模过程。

金融时间序列知识点总结

金融时间序列知识点总结

金融时间序列知识点总结一、时间序列数据的描述统计时间序列数据的描述统计是对时间序列数据的基本特征进行描述和分析。

时间序列数据通常表现为趋势、季节性和随机性。

趋势是指时间序列数据随时间变化呈现出的总体上升或下降的趋势；季节性是指时间序列数据在一年内周期性的变动规律；随机性是指时间序列数据除了趋势和季节性之外的随机波动。

常用的描述统计方法包括数据的平均值、方差、标准差、最大值、最小值、分位数、偏度和峰度等指标。

这些指标可以帮助我们直观地了解时间序列数据的分布规律和基本特征。

二、时间序列的基本模型和预测方法时间序列的基本模型和预测方法包括了平稳时间序列模型、非平稳时间序列模型和预测方法。

平稳时间序列模型是指时间序列数据在时间平均和方差都保持恒定的模型，其中最为重要的是自回归移动平均模型（ARMA模型）和自回归积分移动平均模型（ARIMA模型），它们分别是对时间序列数据的自相关性和滞后效应的建模；非平稳时间序列模型是指时间序列数据在时间平均和方差存在趋势或季节性变化的模型，其中最为重要的是趋势模型、季节模型和趋势季节模型，它们是对时间序列数据在趋势和季节上的变化规律进行建模；时间序列的预测方法包括了朴素预测、移动平均法、指数平滑法、回归分析法、时间序列模型法、神经网络法、支持向量机法等。

这些方法可以帮助我们对时间序列数据的未来走势进行预测。

三、时间序列数据的平稳性检验和建模时间序列数据的平稳性是对时间序列数据的基本特征之一。

平稳时间序列的平均值和方差在时间上是保持恒定的，而非平稳时间序列的平均值和方差在时间上是存在趋势或季节性变化的。

平稳性检验主要包括了图示法、单位根检验、差分平稳性检验、协整性检验和平滑法。

平稳时间序列的建模方法包括了白噪声模型、自回归模型、移动平均模型、自回归移动平均模型、自回归积分移动平均模型、趋势模型、季节模型、趋势季节模型和混合模型。

这些方法可以帮助我们对时间序列数据的平稳性进行检验和建模四、时间序列数据的相关性和协整性分析时间序列数据的相关性是对时间序列数据之间的关联程度进行分析。

平稳时间序列模型

平稳时间序列模型

作业一：时间时间序列模型主要包括自回归模型（Auto Regressive Model ）简称AR 模型，移动平均模型（Moving Average Model ）简称MA 模型，自回归移动平均模型（Auto Regressive Moving Average Model ）简称ARMA 模型。

下面的t X 为零均值（即中心化处理的）平稳序列。

（1）一般自回归模型AR(n ) 假设时间序列t X 仅与n t t t X X X ---,,,21 有线性关系，而在n t t t X X X ---,,,21 已知条件下，t X 与),2,1( ++=-n n j X j t 无关，ta 是一个独立于n t t t X X X ---,,,21 的白噪声序列，),0(~2a t N a σ。

t n t n t t t a X X X X ++++=---ϕϕϕ 2211上式还可以表示为n t n t t t t X X X X a -------=ϕϕϕ 2211特点，)(AR n 系统的响应t X 具有n 阶动态性。

)(AR n 模型通过把t X 中的依赖于n t t t X X X ---,,,21 的部分消除掉之后，使得具有n 阶动态性的序列t X 转化为独立的序列t a 。

因此，拟合)(AR n 模型的过程也就是使相关序列独立化的过程。

)(AR n 系统的特征是系统在t 时刻的响应t X 仅与其以前时刻的响应n t t t X X X ---,,,21 有关，而与其以前时刻进入系统的扰动无关。

（2）移动平均模型)(MA m如果一个系统在t 时刻的响应t X ，与其以前时刻 ,2,1--t t 的响应 ,,21--t t X X 无关，而与其以前时刻m t t t ---,,2,1 进入系统的扰动m t t t a a a ---,,,21 存在着一定的相关关系，那么，这一类系统为)(MA m 系统。

平稳序列文档

平稳序列文档

平稳序列什么是平稳序列？在时间序列分析中，平稳序列（Stationary Series）是指具有稳定的统计性质的序列。

对于平稳序列，其统计特性在不同时间段中是相似的，即均值、方差和自相关函数不随时间变化而改变。

平稳序列是时间序列分析的基础，对于很多经济、金融和自然科学领域的数据分析都是必不可少的一部分。

通过对平稳序列进行建模和分析，可以更好地理解和预测序列的行为。

平稳性的检验方法要判断一个序列是否为平稳序列，可以采用以下几种常见的方法：1. 统计图检验通过绘制序列的线性趋势图、自相关函数（ACF）图和偏自相关函数（PACF）图，观察序列的波动性和相关性。

如果序列在不同时间段内没有明显的趋势和相关性，可以认为序列是平稳的。

2. 统计检验常用的平稳性检验方法包括ADF检验（AugmentedDickey-Fuller test）和KPSS检验（Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-Shin test）。

这些检验方法会对序列的单位根和趋势进行统计分析，从而判断序列是否平稳。

3. 数据变换如果序列不满足平稳性的要求，可以考虑对序列进行差分、对数化、取对数差分等方法，将序列转换为平稳序列，然后再进行分析和建模。

平稳序列的作用平稳序列在时间序列分析中起着重要的作用，具有以下几个方面的应用：1. 预测通过对平稳序列进行建模，可以拟合出序列的模型，进而预测未来的值。

平稳序列的模型往往更加稳定和可靠，能够提供较准确的预测结果。

2. 参数估计平稳序列的建模依赖于对序列的参数估计。

通过对平稳序列进行参数估计，可以得到序列中隐藏的统计特性，并进一步应用于其他领域的研究和实践。

3. 波动分析平稳序列的波动性较小，可以更好地分析序列的波动规律和周期性。

在金融领域中，平稳序列的波动性分析对于风险管理和交易策略的制定非常重要。

总结平稳序列是时间序列分析中重要的概念，通过对序列的平稳性检验和数据变换，可以得到具有稳定统计性质的序列。

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• 但由于确定时间序列的分布函数一般不可能， 人们更加注意使用时间序列的各种特征量的描 述，如均值函数、协方差函数、自相关函数、 偏自相关函数等，这些特征量往往能代表随机 变量的主要特征。
• 2.均值函数 • 一个时间序列{Xt，t=0, ±1, ±2 ……}的
均值函数指：
a
t EX t a XdFt ( X t )
• 1.严平稳过程：若对于时间 t的任意n个值 t1<t2<…<tn，此序列中的随机变量 Xt1+s,Xt2+s, …,Xtn+s联合分布与整数s无关，即有：
• Ft1,t2,…tn(Xt1,Xt2…,Xtn)=Ft1+s,t2+s…+tn+s(Xt1+s,Xt2+s, …,Xtn+s)
• 则称{Xt}为严平稳过程。有些参考书也称为狭义 平稳或强平稳过程。
该定义蕴涵的四种情况：
1、当e和t都是变量时，x(t)是一族时间的函数，它表 示一个随机过程；
2、当e给定，t为变量时， x(t)是一个时间t的函数， 称它为样本函数，有时也称为一次实现。
3、当t给定，e为变量时， x(t)是一个随机变量。
4、当e、t均给定时， x(t) 是一个标量或者矢量。
当T ,,则随机过程可表示成 {X t , t }
而不是对所有的随机序列进行统计分析。
（二）随机过程与随机变量之间的关系
区别： 1、随机变量是定义在样本空间上的一个单值实函数，随 机过程是一族时间t的函数。 2、对应于一定随机试验和样本空间的随机变量与时间t无 关，而随机过程与时间密切相关。 3、随机变量描述事物在某一特定时点上的静态，随机过 程描述事物发展变化的动态。
• 联系：
• （1）若一个序列为严平稳序列，且有有穷的 二阶矩，那么该序列也必为宽平稳序列。
• （2）若时间序列为正态序列（即它的任何有 限维分布都是正态分布），那么该序列为严 平稳序列和宽平稳序列是相互等价的。
• 注：由于在实际中严平稳序列的条件非常难 以满足，我们研究的通常是宽平稳序列.
• 在以后讨论中，若不作特别说明，平稳 序列即指宽平稳序列。
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联系： 1、随机过程具有随机变量的特性，同时还具有普通函数的 特性。
2、随机变量是随机过程的特例。一元随机变量可视为参数 集为单元素集的随机过程。
3、当随机过程固定某一个时刻时，就得到一个随机变量。
4、随机过程是N维随机向量、随机变量列的一般化，它是 随机变量X(t)的集合。
则称该时间序列为宽平稳过程。 此定义表明，宽平稳过程各随机变量的均
值为常数，且任意两个变量的协方差仅与时间 间隔(t-s)有关。 （宽平稳过程只涉及一阶和二阶矩）
• 3.严平稳过程和宽平稳过程的联系和区别
• 区别： • （1）严平稳的概率分布随时间的平移而不变，
宽平稳序列的均值和自协方差随时间的平移而 不变。 • （2）一个严平稳序列，不一定是宽平稳序列； 一个宽平稳序列也不一定是严平稳序列。
由此可见，时间序列的自协方差函数是 随机变量间协方差推广差. 时间序列自协方差函数具有对称性：
（二）时间序列的分布、均值和协方差函数
• 1.时间序列的概率分布
•
随机过程是一族随机变量，类似于随机
变量，可以定义随机过程的概率分布函数和概
率密度函数。它们都是两个变量t, x的函数。
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•
如果我们能确定பைடு நூலகம்时间序列的概率分布，
我们就可以对时间序列构造模型，并描述时间
序列的全部随机特征，
3.1 时间序列的基本概念
一、随机过程 二、平稳时间序列 三、随机过程的特征描述 四、线性差分方程
一、随机过程
•
（一）随机过程的定义 （二）随机过程与随机变量之间的关系
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（一）随机过程的定义
1.引言：事物的变化过程可分为两类：对 于每一个固定的时刻t，变化的结果， 一类是确定的，这个结果可用t的某 个确定性函数来描述； 另一类结果是随机的，即以某种可 能性出现多个（有限多个或无限多个） 结果之一。
t 即为{Xt}的均值函数。它实质上是一个实数列，
被{Xt}的一维分布族所决定。均值表示随机过程在
各个时刻的摆动中心。
• 3. 时间序列的自协方差函数 (t, s) E( Xt t )(X s s )
aa
a a (x t )(y s )dFt,s (x, y)
当t {0,1,2,}时随机过程可写为 {X t ,t 0,1,2,}
此类随机过程又称随机序列（random sequence)或时间序列（time series)。对于 一个连续时间的随机过程，通过等间隔采 样，也是一个随机序列。
•
我们所要讨论的时间序列分析，只是对
平稳序列及其有关的随机序列进行统计分析，
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2.定义：
设E是随机试验，S是它的样本空间，如果对
于每一个e s ，我们总可以依某种规则确定
一时间t的函数
X (e,t),t T
与之对应（T是时间t的变化范围），于是，对于
所有的的e s 来说，就得到这族时间t的函
数为随机过程，而族中每一个函数为这个随机过 程的样本函数（或一次实现）。
二、平稳时间序列
• （一）两种不同的平稳性定义 • （二）时间序列的分布、均值和协方差函数 • （三）平稳序列的自协方差和自相关函数 • （四）白噪声序列和独立同分布序列 • （五）独立增量随机过程、二阶矩过程 • （六）线性平稳序列 • （七）偏自相关函数
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（一）两种不同的平稳性定义
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• 此定义表明，严平稳的概率分布与时间 的平移无关。 • 一般来说，若所研究的随机过程，前后 的环境和主要条件都不随时间变化，就可以 认为它是平稳随机过程。
平稳随机过程的一维概率密度函数与 时间无关。二维概率密度函数只与时间 间隔S有关，而与时间的起点和终点无关。
• 2.宽平稳过程：若时间序列有有穷的二 阶矩，且Xt满足如下两个条件： (1)t EXt c (2) (t, s) E(Xt c)(Xs c) (t s,0)