Ⅰ 判定數據序列平穩與否的方法都有哪些
1、 時間序列 取自某一個隨機過程,如果此隨機過程的隨機特徵不隨時間變化,則我們稱過程是平穩的;假如該隨機過程的隨機特徵隨時間變化,則稱過程是非平穩的。
2、 寬平穩時間序列的定義:設時間序列 ,對於任意的 , 和 ,滿足:
則稱 寬平穩。
3、Box-Jenkins方法是一種理論較為完善的統計預測方法。他們的工作為實際工作者提供了對時間序列進行分析、預測,以及對ARMA模型識別、估計和診斷的系統方法。使ARMA模型的建立有了一套完整、正規、結構化的建模方法,並且具有統計上的完善性和牢固的理論基礎。
4、ARMA模型三種基本形式:自回歸模型(AR:Auto-regressive),移動平均模型(MA:Moving-Average)和混合模型(ARMA:Auto-regressive Moving-Average)。
(1) 自回歸模型AR(p):如果時間序列 滿足
其中 是獨立同分布的隨機變數序列,且滿足:
,
則稱時間序列 服從p階自回歸模型。或者記為 。
平穩條件:滯後運算元多項式 的根均在單位圓外,即 的根大於1。
(2) 移動平均模型MA(q):如果時間序列 滿足
則稱時間序列 服從q階移動平均模型。或者記為 。
平穩條件:任何條件下都平穩。
(3) ARMA(p,q)模型:如果時間序列 滿足
則稱時間序列 服從(p,q)階自回歸移動平均模型。或者記為 。
特殊情況:q=0,模型即為AR(p),p=0, 模型即為MA(q)。
二、時間序列的自相關分析
1、自相關分析法是進行時間序列分析的有效方法,它簡單易行、較為直觀,根據繪制的自相關分析圖和偏自相關分析圖,我們可以初步地識別平穩序列的模型類型和模型階數。利用自相關分析法可以測定時間序列的隨機性和平穩性,以及時間序列的季節性。
2、自相關函數的定義:滯後期為k的自協方差函數為: ,則 的自相關函數為: ,其中 。當序列平穩時,自相關函數可寫為: 。
3、 樣本自相關函數為: ,其中 ,它可以說明不同時期的數據之間的相關程度,其取值范圍在-1到1之間,值越接近於1,說明時間序列的自相關程度越高。
4、 樣本的偏自相關函數:
其中, 。
5、 時間序列的隨機性,是指時間序列各項之間沒有相關關系的特徵。使用自相關分析圖判斷時間序列的隨機性,一般給出如下准則:
①若時間序列的自相關函數基本上都落入置信區間,則該時間序列具有隨機性;
②若較多自相關函數落在置信區間之外,則認為該時間序列不具有隨機性。
6、 判斷時間序列是否平穩,是一項很重要的工作。運用自相關分析圖判定時間序列平穩性的准則是:①若時間序列的自相關函數 在k>3時都落入置信區間,且逐漸趨於零,則該時間序列具有平穩性;②若時間序列的自相關函數更多地落在置信區間外面,則該時間序列就不具有平穩性。
7、 ARMA模型的自相關分析
AR(p)模型的偏自相關函數 是以p步截尾的,自相關函數拖尾。MA(q)模型的自相關函數具有q步截尾性,偏自相關函數拖尾。這兩個性質可以分別用來識別自回歸模型和移動平均模型的階數。ARMA(p,q)模型的自相關函數和偏相關函數都是拖尾的。
三、單位根檢驗和協整檢驗
1、單位根檢驗
①利用迪基—福勒檢驗( Dickey-Fuller Test)和菲利普斯—佩榮檢驗(Philips-Perron Test),我們也可以測定時間序列的隨機性,這是在計量經濟學中非常重要的兩種單位根檢驗方法,與前者不同的事,後一個檢驗方法主要應用於一階自回歸模型的殘差不是白雜訊,而且存在自相關的情況。
②隨機游動
如果在一個隨機過程中, 的每一次變化均來自於一個均值為零的獨立同分布,即隨機過程 滿足: , ,其中 獨立同分布,並且:
,
稱這個隨機過程是隨機游動。它是一個非平穩過程。
③單位根過程
設隨機過程 滿足: , ,其中 , 為一個平穩過程並且 , , 。
2、協整關系
如果兩個或多個非平穩的時間序列,其某個現性組合後的序列呈平穩性,這樣的時間序列間就被稱為有協整關系存在。這是一個很重要的概念,我們利用Engle-Granger兩步協整檢驗法和Johansen協整檢驗法可以測定時間序列間的協整關系。
四、ARMA模型的建模
1、模型階數的確定
①基於自相關函數和偏相關函數的定階方法
對於ARMA(p,q)模型,可以利用其樣本的自相關函數 和樣本偏自相關函數 的截尾性判定模型的階數。
具體方法如下:
i、對於每一個q,計算 , ,…, (M取為 或者 ),考察其中滿足 或者 的個數是否佔M個的68.3%或者95.5%。如果 , 都明顯地異於零,而 , ,…, 均近似於零,並且滿足上述不等式之一的 的個數達到其相應的比例,則可以近似的判定 是 步截尾,平穩時間序列 為MA( )。
ii、類似,我們可通過計算序列 ,考察其中滿足 或者 的個數是否佔M個的68.3%或者95.5%。即可以近似的判定 是 步截尾,平穩時間序列 為AR( ).
iii、如果對於序列 和 來說,均不截尾,即不存在上述的 和 ,此時屬於情況iii,則可以判定平穩時間序列 為ARMA模型。
此外常用的方法還有:②基於F-檢驗確定階數;③利用信息准則法定階(AIC准則和BIC准則)
2、模型參數的估計
①初估計
i、 AR(p)模型參數的Yule-Walker估計
特例:對於一階自回歸模型AR(1), ,對於二階自回歸模型AR(2), , 。
ii、MA(q)模型參數估計
特例:對於一階移動平均模型MA(1), ,對於二階移動平均模型MA(2), , 。
iii、ARMA(p,q)模型的參數估計
模型很復雜,一般利用統計分析軟體包完成。
②精估計
ARMA(p,q)模型參數的精估計,一般採用極大似然估計,由於模型結構的復雜性,無法直接給出參數的極大似然估計,只能通過迭代方法來完成,這時,迭代初值常常利用初估計得到的值。
3、ARMA(p,q)序列預報
設平穩時間序列 是一個ARMA(p,q)過程,則其最小二乘預測: 。
i、AR(p)模型預測
,
ii、ARMA(p,q)模型預測
,其中 。
iii、預測誤差
預測誤差為: 。l步線性最小方差預測的方差和預測步長l有關,而與預測的時間原點t無關。預測步長l越大,預測誤差的方差也越大,因而預測的准確度就會降低。所以一般不能用ARMA(p,q)作為長期預測模型。
iv、預測的置信區間
預測的95%置信區間:
不知道對你有沒幫助
Ⅱ 面板數據平穩性檢驗
在面對面板數據平穩性檢驗問題時,首先需要明確數據集規模與特徵。若數據集滿足大n(樣本量)小t(時間序列長度)的條件,通常無需進行特別的平穩性檢驗。然而,你的數據集在時間維度上的長度相對較大,這要求我們以基準模型的檢驗結果和數據特徵來確保可比性。
如果面板數據本身是平穩的,那麼可以直接進行後續的分析。此時,差分操作可以作為一種有效的預處理手段,幫助消除可能存在的趨勢或季節性波動,使數據回歸分析更加准確和可靠。
然而,對於非平穩數據,直接進行差分操作則需要謹慎。非平穩數據可能存在單位根問題,這意味著數據中可能蘊含著持續增長或衰減的趨勢。在這樣的情況下,進行差分操作可能會導致偽回歸問題,即回歸結果看似顯著,但實際上反映的是數據內部的隨機波動,而非真正的經濟或社會現象。
因此,在處理面板數據時,要根據數據的具體情況,合理選擇檢驗方法和分析策略。確保在進行任何統計分析前,對數據的平穩性進行適當的檢驗,以避免因數據特性而引起的分析偏差。通過合理的方法,可以有效提升分析結果的准確性和可靠性,為後續的決策提供堅實的基礎。
Ⅲ eviews平穩性檢驗三種方法
在Eviews中,可以使用以下三種方法進行平穩性檢驗:
1. 自相關函數(ACF)和偏自相關函數(PACF):使用Eviews中的ACF和PACF函數,查看時間序列數據的自相關和偏自相關性。平穩的時間序列數據應該在較小的滯後階數上具有較高的自相關性和偏自相關性。如果自相關函數和偏自相關函數在滯後階數上迅速衰減並在0附近波動,表明時間序列數據是平穩的。
2. 單位根檢驗:使用Eviews中的單位根檢驗(Unit Root Test),例如ADF檢驗(Augmented Dickey-Fuller test)和PP檢驗(Phillips-Perron test),來檢驗時間序列數據中是否存在單位根(非平穩性)。如果單位根檢驗結果的p值小於設定的顯著性水平(通常為0.05),則可以拒絕存在單位根的原假設,表明時間序列數據是平穩的。
3. 滾動統計檢驗:使用Eviews中的滾動窗口分析方法,將時間序列劃分為多個子樣本,然後分別對每個子樣本進行平穩性檢驗,觀察檢驗結果的變化。如果子樣本之間的檢驗統計量具有較小的方差和較小的波動,表明時間序列數據是平穩的。這些方法可以在Eviews軟體中進行操作和分析,以確定時間序列數據的平穩性。
Ⅳ 面板數據分析方法匯總
在面板數據分析中,首要步驟是檢驗數據的平穩性,以避免出現虛假回歸或偽回歸。平穩性的真正含義是:序列剔除不變的均值和時間趨勢後的剩餘部分為零均值、同方差的白雜訊。通常,我們通過單位根檢驗來確認數據的平穩性。檢驗方法包括Levin and Lin(1993)的LLC法、Im et al. (1997)的IPS法、Breitung(2000)的面板單位根檢驗法、以及Maddala and Wu(1999)的ADF-Fisher和PP-Fisher面板單位根檢驗。常見的檢驗方法有LLC-T、BR-T、IPS-W、ADF-FCS、PP-FCS、H-Z等。檢驗通常從含趨勢和截距、只含截距、或不含兩者的情況開始,直至確認序列的平穩性。
當確認變數間同階單整時,進行協整檢驗,以探測變數間的長期均衡關系。此檢驗要求變數同階單整。Kao(1999)和Kao & Chiang(2000)提出了基於靜態面板回歸殘差的協整檢驗方法,而Pedroni給出了七種基於殘差的面板協整檢驗方法。協整檢驗通過檢測變數的線性組合是否平穩來確認協整關系的存在。通過了協整檢驗,表明變數間存在長期穩定的均衡關系,此時可以直接對原方程進行回歸,得到的回歸結果較為精確。
若協整檢驗未通過,表示變數間非同階單整,即有的序列平穩,有的序列不平穩。此時,不能直接進行協整檢驗,而需要對模型進行修正,例如通過差分某些序列,將絕對數據轉換為變動數據或增長率數據。這樣的處理方式需要確保模型在經濟上的合理性,避免進行不必要的二階差分,以免影響模型解釋。
最後一步是選擇面板模型並進行回歸。面板數據模型通常有混合估計模型、固定效應模型和隨機效應模型三種形式,具體選擇取決於F檢驗和Hausman檢驗的結果。回歸時,權數可以採用按截面加權的方式,以適應可能存在異方差的情況。估計方法優選PCSE(面板校正標准誤)方法,該方法能有效處理復雜的面板誤差結構,適用於樣本量相對較小的情形。
Ⅳ 如何判斷時間序列數據是否為平穩時間序列或非平穩時間序列
為了確定時間序列數據的穩定性,通常需要採用以下步驟:
首先,檢查時間序列的均值和方差是否隨時間呈現明顯變動。如果它們隨時間變化較大,則可能表明數據是非平穩的;相反,如果穩定不變,那麼可能屬於平穩序列。
其次,進行差分處理,這是一種常見的方法,旨在消除數據中的趨勢和季節性波動,從而使其更符合經典時間序列模型(如ARIMA)的平穩性要求。通過差分,可以減少自相關性,提升模型預測的准確度。
為了驗證差分後的數據是否平穩,可以使用ADF(Augmented Dickey-Fuller)單位根檢驗或KPSS(Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-Shin)檢驗。ADF檢驗通常用於測試數據是否具有平穩性,而KPSS檢驗則相反,用於檢查序列是否存在趨勢。以下是這兩種檢驗的簡單代碼示例:
(1)ADF單位根檢驗示例代碼:
(2)KPSS檢驗示例代碼:
(3)差分操作示例代碼:
以上步驟有助於判斷時間序列的平穩性,這對於後續的預測和建模至關重要。通過這些檢驗和操作,可以確保模型的有效性和准確性。