时间序列分析实验平稳性

时间序列平稳性分析(课件)时间序列平稳性分析文章结构•时间序列的概念•平稳性检验•纯随机性检验•spss的具体操作1.1时间序列分析的概念•时间序列是一个按时间的次序排列起来的随机数据集合。

而时间序列分析是概率论与数理统计学科的一个重要分支，它以概率统计学为理论基础来分析随机数据序列（或称为动态数据序列）并对其建立相应的数学模型，即对模型定阶，进行参数估计，进一步将用于预测。

在对时间序列进行分析的时候我们的前提任务是如何进行的呢？2.1平稳性检验•••••特征统计量平稳时间序列的定义平稳时间序列的统计性质平稳时间序列的意义平稳性检验概率分布•概率分布的意义随机变量族的统计性质完全由它们的联合分布函数或联合密度函数决定•时间序列概率分布族的定义{ }Ft1,t2,...,tm(x1,x2,...,xm)m(1,2,...,m),t1,2,...,T•实际应用局限性概率分布•概率分布的意义随机变量族的统计性质完全由它们的联合分布函数或联合密度函数决定•时间序列概率分布族的定义{ }Ft1,t2,...,tm(x1,x2,...,xm)m(1,2,...,m),t1,2,...,T•实际应用局限性特征统计量•均值t EXt•方差Var(Xt)E(Xt t)xdFt(x)2(x t)dFt(x)•协方差•自相关系数(t,s)E(Xt t)(XS)S(t,s)(t,s)DXt DXs平稳时间序列的定义•严平稳严平稳是一种条件比较苛刻的平稳性定义，它认为只有当序列所有的统计性质都不会随时间的推移而发生变化时，该序列才能被认为平稳•宽平稳宽平稳是使用序列的特征统计量来定义的一种平稳性。

它认为序列的统计性质主要由它的低阶矩决定，所以只要保证序列低阶矩平稳（二阶），就能保证序列的主要性质近似稳定。

•满足如下条件的序列称为严平稳序列正整数m，t1,t1,...,tm T,正整数t,有Ft1,t2,...,tm（x1,x2,...,xm）Ft1t,t2t,...,•满足如下条件的序列称为宽平稳序列1)EXt,t T2)EXt,为常数，t T2tmt（x1,x2,...,x3)（t,s）（k,k s t）,t,s,k且k s t T•常数性质•自协方差函数和自相关函数只依赖于时间的平移长度而与时间的起止点无关1）延迟k自协方差函数（k）（t,t k）,k为整数2）延迟k自相关系数k（k）（0）自相关系数的性质••••规范性对称性非负定性非唯一性平稳性的检验•时序图检验根据平稳时间序列均值、方差为常数的性质，平稳序列的时序图应、无明显该显示出该序列始终在一个常数值附近随机波动，而且波动的范围有界、无明显趋势及周期特征•自相关图检验平稳序列通常具有短期相关性。

时序预测中的时间序列平稳性检验方法详解时序预测是指根据已有的时间序列数据，通过建立数学模型来预测未来的趋势和变化规律。

而在进行时序预测时，首先需要对时间序列数据进行平稳性检验，以确保模型的准确性和可靠性。

本文将就时序预测中的时间序列平稳性检验方法进行详细的介绍。

一、简介时间序列是指按时间先后顺序排列而成的一组数据。

在实际应用中，时间序列数据往往受到各种因素的影响，如季节性、趋势性和周期性等。

而平稳性是指时间序列数据在一定时期内的均值和方差保持不变，即不存在明显的趋势和周期性。

二、平稳性检验方法1. 统计图检验法统计图检验法是通过绘制时间序列数据的统计图来观察其均值和方差是否随时间发生显著变化。

常用的统计图包括简单折线图、散点图和自相关图等。

通过观察这些统计图，可以初步判断时间序列数据是否具有平稳性。

2. 单位根检验法单位根检验法是通过检验时间序列数据中是否存在单位根来判断其平稳性。

常用的单位根检验方法包括ADF检验（Augmented Dickey-Fuller Test）和PP检验（Phillips-Perron Test）。

这些检验方法可以进一步验证时间序列数据的平稳性，对于非平稳时间序列数据的处理具有重要意义。

3. 傅立叶变换法傅立叶变换法是通过将时间序列数据转换到频域来观察其频谱分布。

通过分析频谱图，可以判断时间序列数据是否存在明显的周期性和趋势性，从而验证其平稳性。

4. 平稳性转化法平稳性转化法是通过对时间序列数据进行差分、对数变换或者其他数学变换来消除其非平稳性。

通过对原始数据进行适当的变换，可以使其满足平稳性的要求，从而方便后续的建模和预测。

5. 检验法比较综合利用多种平稳性检验方法可以更加全面地评估时间序列数据的平稳性。

不同的检验方法具有不同的优缺点，结合多种方法进行比较可以更加准确地判断时间序列数据的平稳性。

三、实例分析为了更好地理解时间序列平稳性检验方法的应用，我们以某股票价格的时间序列数据为例进行分析。

时序预测中的时间序列平稳性检验方法详解时间序列分析在各个领域都有着广泛的应用，如经济学、气象学、医学等。

而时间序列平稳性检验是时间序列分析中的重要一环，它可以帮助我们确认时间序列数据是否稳定，从而选择合适的模型进行预测。

本文将详细介绍时间序列平稳性检验的方法和原理。

一、平稳性的定义在进行时间序列分析时，我们通常假设时间序列是平稳的。

平稳性是指时间序列在统计特性上的稳定性，即均值和方差在时间上都是恒定的。

如果时间序列不满足平稳性的要求，将会导致预测结果不准确。

因此，平稳性检验在时间序列分析中至关重要。

二、时间序列平稳性的检验方法1. 直观法直观法是最简单的一种检验方法，它通过观察时间序列的均值和方差是否随时间变化而确定序列的平稳性。

如果均值和方差不随时间变化，则可以初步认定序列是平稳的。

然而，直观法往往不够准确，因为很难只通过肉眼观察就确定序列的平稳性。

2. 统计方法在统计方法中，有许多用于时间序列平稳性检验的经典方法，如ADF检验、PP检验、KPSS检验等。

这些方法都是通过建立统计模型，对序列的均值和方差进行检验，从而判断序列的平稳性。

ADF检验（Augmented Dickey-Fuller Test）是最常用的一种检验方法，它的原假设是时间序列具有单位根（非平稳），备择假设是时间序列是平稳的。

通过对序列进行单位根检验，ADF检验可以判断序列的平稳性。

如果p值小于显著性水平（通常为），则拒绝原假设，认为序列是平稳的。

PP检验（Phillips-Perron Test）是另一种常用的单位根检验方法，它与ADF检验类似，也是通过检验序列的单位根来判断序列的平稳性。

与ADF检验的区别在于PP检验对序列的自相关结构和序列长度的敏感性较低。

KPSS检验（Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-Shin Test）则是一种反向的检验方法，它的原假设是序列是平稳的，备择假设是序列具有单位根。

时序预测是一种对未来时间序列数据进行预测的方法，它可以帮助我们了解未来的趋势和规律，对于经济、金融、医学等领域都具有重要的应用价值。

而在时序预测中，时间序列平稳性检验是非常关键的一步，它能够帮助我们确认时间序列数据是否符合预测模型的假设条件，从而选择合适的预测模型和方法。

一、时间序列平稳性的概念时间序列数据是指在一段时间内按照时间顺序排列的数据点的集合，例如股票价格、气温、销售额等。

而时间序列平稳性是指时间序列数据在不同时间段内具有相同的统计性质，即均值和方差不随时间发生显著的变化。

如果时间序列数据是平稳的，那么我们可以基于这个假设来进行时序预测，否则就需要对数据进行处理或者选择其他的预测方法。

二、时间序列平稳性检验的方法1. 直观图形法直观图形法是一种简单直观的平稳性检验方法，可以通过绘制时间序列数据的图形来观察数据的均值和方差是否随时间发生明显变化。

一般来说，如果数据在图形上呈现出随时间波动的趋势，那么就可以初步判断数据不是平稳的。

2. 统计量检验法统计量检验法是一种通过统计学方法来检验时间序列平稳性的方法，其中比较常用的有单位根检验和ADF检验。

单位根检验是通过检验时间序列数据是否具有单位根的方法来判断其平稳性，而ADF检验则是在单位根检验的基础上增加了滞后项和趋势项的考虑，从而提高了检验的准确性。

3. 谱分析法谱分析法是一种利用时间序列数据的频谱特性来判断其平稳性的方法，它通过对时间序列数据进行傅立叶变换，然后观察频谱图来判断数据是否是平稳的。

谱分析法在信号处理领域有着广泛的应用，但是在时序预测中相对较少使用。

三、时间序列平稳性检验方法的选择在实际应用中，我们需要根据具体的时间序列数据和预测任务来选择合适的平稳性检验方法。

如果数据量较小，可以先通过直观图形法来进行初步判断，然后再根据需要选择统计量检验法或者谱分析法来进行进一步的检验。

而如果数据量较大或者对检验的准确性要求较高，可以考虑使用多种方法进行综合判断。

时序预测中的时间序列平稳性检验方法详解时间序列分析是一种统计方法，用于分析时间序列数据的模式和趋势，以便预测未来的趋势。

时间序列预测是在一定时间范围内对未来数据进行估计和预测，而时间序列的平稳性检验是进行时间序列预测的第一步。

在本文中，我将详细解释时序预测中的时间序列平稳性检验方法。

时间序列的平稳性是指时间序列在统计特性上不随时间发生显著变化的性质。

在时间序列分析中，平稳性是一个非常重要的性质，因为只有平稳的时间序列才能应用于许多经典的时间序列模型。

下面我们将介绍一些常见的时间序列平稳性检验方法。

1. 绝对值单位根检验绝对值单位根检验是一种检验时间序列平稳性的方法。

它的基本思想是对时间序列进行绝对值转换，然后应用单位根检验。

如果单位根检验的结果表明时间序列的绝对值是平稳的，那么原始时间序列也是平稳的。

2. ADF检验ADF（Augmented Dickey-Fuller）检验是一种常用的检验时间序列平稳性的方法。

它的原假设是时间序列具有单位根，即不平稳。

如果经过ADF检验，可以拒绝原假设，那么就可以认为时间序列是平稳的。

3. PP检验PP（Phillips-Perron）检验也是一种检验时间序列平稳性的方法。

它与ADF 检验类似，都是基于单位根检验的原理。

PP检验的优点是可以处理具有序列相关性和异方差性的时间序列数据。

4. KPSS检验KPSS（Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-Shin）检验是一种用于检验时间序列平稳性的方法。

与ADF检验相反，KPSS检验的原假设是时间序列是平稳的，因此如果检验结果表明拒绝原假设，那么就可以认为时间序列是不平稳的。

以上是一些常见的时间序列平稳性检验方法，每种方法都有其适用的场景和局限性。

在实际应用中，可以根据时间序列的特点和数据的分布情况选择合适的方法进行平稳性检验。

在进行时间序列预测时，平稳性检验是非常重要的一步，只有在时间序列平稳的情况下，才能应用于各种经典的时间序列模型，从而得到准确的预测结果。

时间序列分析实验报告1、实验内容1.1问题描述用Eviews软件确定该序列的平稳性，根据数据的性质特征对其进行分析并适当模型拟合该序列的发展，最后利用所选取的拟合模型预测1939-1945年英国绵羊的数量。

2、判别原数据的平稳性2.1．画时序图在Eviews中建立workfile为1867-1938年的年度数据，通过file→ import 把数据导入Eviews中。

变量名命名为x。

在workfile中打开数据x,点击series：x窗口中的view→graph→line，则会出x的现时序图1。

时序图1从时序图1中可以看出数据为非平稳的，且大致呈现下降趋势。

因此为经一步说明该数据的平稳性，做相关分析。

2.2.自相关分析继续在该时序图窗口中点击view→correlogram，在弹出的correlogram Specification 的对话框中的lags to include中输入12，点击OK。

则x的自相关图2如下。

自相关图2从自相关图的autocorrelation的一栏可以看出自相大部分都关超出了（至少第三个自相关值要落入两倍的标准差中则为平稳的）两倍的标准差。

则可以进一步认为该数据为非平稳的。

为作出最终的判断，对数进行单位根检验。

2.3.单位根检验同样在自相关图2的窗口中点击view→unit root test在弹出的unit root test 的对话空中的automatic selection的下拉框中选择Schwarz Info,并在Include in test equation中选择intercept点击ok则有如下结果输出单位根表3。

单位根表3从表3中以看所有的ADF值没有都小于值临界值，因此结合时序图和自相关图可以判断出该数据为非平稳的。

3、对数据进行平稳化3.1.对数据做一阶差分在代码窗口中输入genr dx=d(x)并按回车键则在workfile窗体中新生成变量为dx的数据该数据即为x的一阶差分。

时间序列分析的基本概念是什么如何进行时间序列的平稳性检验时间序列分析是一种应用广泛的统计分析方法，用于研究随时间变化的数据序列的规律性和特征。

时间序列数据是按照时间顺序排列的观测值序列，常见的包括股票价格、气温、销售额等。

时间序列分析的基本概念是对时间序列数据进行模型拟合和预测。

它的主要目的是揭示数据的内在规律和特征，为未来的预测和决策提供依据。

下面将介绍时间序列分析的基本概念和时间序列的平稳性检验。

一、时间序列分析的基本概念1. 趋势分析：指时间序列数据在长期内的增长或下降趋势。

趋势分析可以采用移动平均法和指数平滑法等方法进行预测和拟合。

2. 季节性分析：指时间序列数据在短期内的重复周期。

季节性分析可以使用季节指数法和季节自回归移动平均法等方法来对季节性进行分析和预测。

3. 循环分析：指时间序列数据在长期内的周期性波动。

循环分析可以利用时间序列的滞后项构建循环指标，并对周期性进行拟合和预测。

4. 不规则分量分析：指不能被趋势、季节性和循环等因素解释的随机变动。

不规则分量包含各种无法归类的随机因素，可以通过随机过程模型进行分析和预测。

二、时间序列的平稳性检验时间序列的平稳性是进行时间序列分析的基本要求，平稳性包括严平稳和弱平稳两个概念。

严平稳要求时间序列的联合概率分布不随时间的变化而改变，即均值和方差等参数在时间序列的不同阶段保持不变。

严平稳序列可以使用统计工具进行参数估计和假设检验。

弱平稳是指时间序列的均值和自相关性不随时间的变化而改变，但方差可能会随时间的变化而改变。

弱平稳序列可以通过差分进行处理，将非平稳序列转化为平稳序列。

进行时间序列的平稳性检验可以使用统计学方法，常用的方法包括ADF检验、单位根检验和KPSS检验等。

这些方法通过检验序列的单位根特征或自回归模型的稳定性来判断序列的平稳性。

ADF检验（Augmented Dickey-Fuller Test）是一种常用的平稳性检验方法，其原理是对序列进行单位根检验，并根据检验统计量与临界值的比较来判断序列的平稳性。