第五讲 时间序列的平稳性检验
- 格式:ppt
- 大小:1.69 MB
- 文档页数:30
时间序列平稳性检验分析姓名xxx学院xx学院专业xxxx学号xxxxxxxxxx时间序列平稳性分析检验时间序列是一个计量经济学中的概念,时间序列分析中首先遇到的问题是关于时间序列数据的平稳性问题。
一、时间序列平稳性的定义假定某个时间序列是由某一随机过程(stochasticprocess)生成的,即假定时间序列{Xt}(t=1,2,•)•的每一个数值都是从一个概率分布中随机得到,如果满足下列条件:1)均值E(Xt)=u是与时间t无关的常数;2)方差Var(Xt)=o2是与时间t无关的常数;3)协方差Cov(Xt,Xt+k尸条是只与时期间隔k有关,与时间t无关的常数。
则称该随机时间序列是平稳的(stationary),而该随机过程是一平稳随机过程(stationary stochasticprocess)。
eg:一个最简单的随机时间序列是一具有零均值同方差的独立分布序列:Xt=Mt,Mt~N(0,o2)该序列常被称为是一个白噪声。
由于Xt具有相同的均值与方差,且协方差为零,由定义,一个白噪声序列是平稳的。
eg:另一个简单的随机时间列序被称为随机游走,该序列由如下随机过程生成:Xt=Xt-1+」t这里,出是一个白噪声。
容易知道该序列有相同的均值:E(Xt)=E(Xt-1)为了检验该序列是否具有相同的方差,可假设Xt的初值为X0,则易知X1=X0+」1X2=X1+」2=X0+J1+J2xt=X0+出+也++M由于X0为常数,%是一个白噪声,因此Var(Xt)=to2即Xt的方差与时间t有关而非常数,它是一非平稳序列二、时间序列平稳性检验的方法对时间序列进行平稳性检验中,实际上假定了时间序列是由具有白噪声随机误差项的一阶自回归过程AR(1)生成的。
但在实际检验中,时间序列可能由更高阶的自回归过程生成的,或者随机误差项并非是白噪声,这样用OLS法进行估计均会表现出随机误差项出现自相关(autocorrelation),导致DF检验无效。
时间序列中的时间序列平稳性检验时间序列平稳性是时间序列分析中的重要概念,对时间序列模型和预测有着重要的影响。
时间序列平稳性指的是时间序列中各时点的特征均匀分布、稳定不变,不随时间而发生显著变化的性质。
本文将介绍时间序列平稳性检验的相关理论与方法。
一、时间序列平稳性检验的基本理论在进行时间序列分析前,需要先确定该时间序列是否具有平稳性。
时间序列平稳性则是指时间序列中各时点的特征均匀分布、稳定不变,不随时间而发生显著变化,比如说均值、方差、自相关系数等都不应该与时间有关。
若时间序列不具有平稳性,则其分析结果会受到时间变量的影响,预测结果也不够准确。
对于时间序列平稳性的检验,主要考虑3个方面,即序列的均值、序列的方差、序列的自相关。
时间序列平稳性检验的基本理论是根据大数定理和中心极限定理进行的。
在此基础上,常用的做法是,检验序列均值是否随时间变化而变化、检验方差是否随时间变化而变化、检验自相关系数是否与时间有关。
二、时间序列平稳性检验的方法1.图示法:通过绘制时间序列图、自相关图、偏自相关图可以直观地了解时间序列的平稳性。
时间序列图是反映序列随时间变化时的整体变化趋势的图形;自相关图表达的是序列在不同时滞下的线性相关程度,若相关系数呈现规律性或趋势性,则序列不平稳;偏自相关图是用来判断序列是否具有趋势或季节性,若序列的偏自相关系数在超过置信度时突破界限,则序列不具有平稳性。
2.计量经济学检验法:常用的计量经济学检验法有DF检验、ADF检验、KPSS检验等,其中ADF检验最为常用。
ADF检验分为一般ADF检验、增广ADF检验、阶数选择ADF检验等,在跨期比较和模型选择方面有效,而且误判率较低。
3.波动函数法:通过测量时间序列各部分的波动函数,从而判断序列是否平稳。
包括周期波动函数法、空间波动函数法等。
周期波动函数法是通过加权平均数对序列进行周期性处理,得到波动函数,然后计算波动函数的标准偏差,以此来判断序列平稳性;空间波动函数法则是通过空间均方差来判断时间序列的平稳性。
时间序列分析中的平稳性检验时间序列分析是统计学中重要的研究领域,它用于研究随时间变化的数据,并预测未来的趋势。
平稳性检验是时间序列分析的关键步骤之一,它用于确定时间序列数据是否具有平稳性。
本文将介绍时间序列分析中的平稳性检验的基本概念、方法和应用。
一、平稳性的概念在时间序列分析中,平稳性是指时间序列数据的统计特性在不同时间段内保持不变。
具体而言,平稳性要求时间序列的均值、方差和自相关函数在时间上不发生显著的变化。
如果时间序列数据具有平稳性,那么我们可以利用历史数据对未来进行可靠的预测。
二、平稳性检验的方法为了检验时间序列数据的平稳性,常用的方法包括观察法、单位根检验和ADF检验。
1. 观察法观察法是最简单的平稳性检验方法,它通过观察时间序列数据的图表和统计指标来判断数据是否具有平稳性。
如果时间序列数据的均值和方差在不同时间段内保持相对稳定,且自相关函数衰减较快,那么可以初步认为数据具有平稳性。
2. 单位根检验单位根检验是一种常用的平稳性检验方法,它基于时间序列数据是否具有单位根来判断数据的平稳性。
常用的单位根检验方法包括ADF检验、PP检验和KPSS 检验。
其中,ADF检验是最常用的单位根检验方法之一。
3. ADF检验ADF检验(Augmented Dickey-Fuller test)是一种常用的单位根检验方法,它基于Dickey-Fuller回归模型来判断时间序列数据是否具有单位根。
ADF检验的原假设是时间序列数据具有单位根,即非平稳性;备择假设是时间序列数据不具有单位根,即平稳性。
ADF检验的关键统计量是ADF统计量,它的值与临界值进行比较来判断数据的平稳性。
如果ADF统计量的值小于临界值,那么可以拒绝原假设,认为数据具有平稳性;如果ADF统计量的值大于临界值,那么接受原假设,认为数据不具有平稳性。
三、平稳性检验的应用平稳性检验在时间序列分析中具有广泛的应用。
首先,平稳性检验是进行时间序列建模的前提条件,只有具有平稳性的数据才能进行可靠的建模和预测。
时间序列---平稳性检验试验一平稳性检验1.图示判断给出一个随机时间序列,首先可通过该序列的时间路径图来粗略地判断它是否是平稳的。
一个平稳的时间序列在图形上往往表现出一种围绕其均值不断波动的过程;而非平稳序列则往往表现出在不同的时间段具有不同的均值(如持续上升或持续下降)。
进一步的判断:检验样本自相关函数及其图形,随着k的增加,样本自相关函数下降且趋于零。
但从下降速度来看,平稳序列要比非平稳序列快得多。
例题:选择数据1986.01---0995.12的月数据进行分析:时序图:相关系数及图形:初步判断序列为非平稳序列。
2.平稳性的单位根检验原理:对时间序列的平稳性除了通过图形直观判断外,运用统计量进行统计检验则是更为准确与重要的。
单位根检验(unit root test)是统计检验中普遍应用的一种检验方法。
检验一个时间序列Xt的平稳性,可通过检验带有截距项的一阶自回归模型Xt=α+ρXt-1+μt (*)中的参数ρ是否小于1。
或者:检验其等价变形式Xt=α+δXt-1+μt (**)中的参数δ是否小于0 。
因此,针对式?Xt=α+δXt-1+μt 我们关心的检验为:零假设H0:δ=0。
备择假设 H1:δ<0然而,在零假设(序列非平稳)下,即使在大样本下t 统计量也是有偏误的(向下偏倚),通常的t 检验无法使用。
Dicky 和Fuller 于1976年提出了这一情形下t 统计量服从的分布(这时的t 统计量称为τ统计量),即DF 分布(见表9.1.3)。
由于t 统计量的向下偏倚性,它呈现围绕小于零值的偏态分布。
如果:t<临界值,则拒绝零假设H0:δ =0,认为时间序列不存在单位根,是平稳的。
为了保证DF 检验中随机误差项的白噪声特性,Dicky 和Fuller 对DF 检验进行了扩充,形成了ADF (Augment Dickey-Fuller )检验。
实际检验时从模型3开始,然后模型2、模型1何时检验拒绝零假设,即原序列不存在单位根,为平稳序列,何时检模型1: t mi it it t XX X εβδ+?+=?∑=--11 (*模型2: t mi it it t XX X εβδα+?++=?∑=--11 (*模型3: t m i i t it t X X t X εβδβα+?+++=?∑=--11 (*验停止。