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怎样判断数据是否平稳性

发布时间: 2025-04-29 22:34:04

Ⅰ 判定数据序列平稳与否的方法都有哪些

1、 时间序列 取自某一个随机过程,如果此随机过程的随机特征不随时间变化,则我们称过程是平稳的;假如该随机过程的随机特征随时间变化,则称过程是非平稳的。
2、 宽平稳时间序列的定义:设时间序列 ,对于任意的 , 和 ,满足:

则称 宽平稳。
3、Box-Jenkins方法是一种理论较为完善的统计预测方法。他们的工作为实际工作者提供了对时间序列进行分析、预测,以及对ARMA模型识别、估计和诊断的系统方法。使ARMA模型的建立有了一套完整、正规、结构化的建模方法,并且具有统计上的完善性和牢固的理论基础。
4、ARMA模型三种基本形式:自回归模型(AR:Auto-regressive),移动平均模型(MA:Moving-Average)和混合模型(ARMA:Auto-regressive Moving-Average)。
(1) 自回归模型AR(p):如果时间序列 满足
其中 是独立同分布的随机变量序列,且满足:

则称时间序列 服从p阶自回归模型。或者记为 。
平稳条件:滞后算子多项式 的根均在单位圆外,即 的根大于1。
(2) 移动平均模型MA(q):如果时间序列 满足
则称时间序列 服从q阶移动平均模型。或者记为 。
平稳条件:任何条件下都平稳。
(3) ARMA(p,q)模型:如果时间序列 满足

则称时间序列 服从(p,q)阶自回归移动平均模型。或者记为 。
特殊情况:q=0,模型即为AR(p),p=0, 模型即为MA(q)。
二、时间序列的自相关分析
1、自相关分析法是进行时间序列分析的有效方法,它简单易行、较为直观,根据绘制的自相关分析图和偏自相关分析图,我们可以初步地识别平稳序列的模型类型和模型阶数。利用自相关分析法可以测定时间序列的随机性和平稳性,以及时间序列的季节性。
2、自相关函数的定义:滞后期为k的自协方差函数为: ,则 的自相关函数为: ,其中 。当序列平稳时,自相关函数可写为: 。
3、 样本自相关函数为: ,其中 ,它可以说明不同时期的数据之间的相关程度,其取值范围在-1到1之间,值越接近于1,说明时间序列的自相关程度越高。
4、 样本的偏自相关函数:

其中, 。
5、 时间序列的随机性,是指时间序列各项之间没有相关关系的特征。使用自相关分析图判断时间序列的随机性,一般给出如下准则:
①若时间序列的自相关函数基本上都落入置信区间,则该时间序列具有随机性;
②若较多自相关函数落在置信区间之外,则认为该时间序列不具有随机性。
6、 判断时间序列是否平稳,是一项很重要的工作。运用自相关分析图判定时间序列平稳性的准则是:①若时间序列的自相关函数 在k>3时都落入置信区间,且逐渐趋于零,则该时间序列具有平稳性;②若时间序列的自相关函数更多地落在置信区间外面,则该时间序列就不具有平稳性。
7、 ARMA模型的自相关分析
AR(p)模型的偏自相关函数 是以p步截尾的,自相关函数拖尾。MA(q)模型的自相关函数具有q步截尾性,偏自相关函数拖尾。这两个性质可以分别用来识别自回归模型和移动平均模型的阶数。ARMA(p,q)模型的自相关函数和偏相关函数都是拖尾的。
三、单位根检验和协整检验
1、单位根检验
①利用迪基—福勒检验( Dickey-Fuller Test)和菲利普斯—佩荣检验(Philips-Perron Test),我们也可以测定时间序列的随机性,这是在计量经济学中非常重要的两种单位根检验方法,与前者不同的事,后一个检验方法主要应用于一阶自回归模型的残差不是白噪声,而且存在自相关的情况。
②随机游动
如果在一个随机过程中, 的每一次变化均来自于一个均值为零的独立同分布,即随机过程 满足: , ,其中 独立同分布,并且:

称这个随机过程是随机游动。它是一个非平稳过程。
③单位根过程
设随机过程 满足: , ,其中 , 为一个平稳过程并且 , , 。
2、协整关系
如果两个或多个非平稳的时间序列,其某个现性组合后的序列呈平稳性,这样的时间序列间就被称为有协整关系存在。这是一个很重要的概念,我们利用Engle-Granger两步协整检验法和Johansen协整检验法可以测定时间序列间的协整关系。
四、ARMA模型的建模
1、模型阶数的确定
①基于自相关函数和偏相关函数的定阶方法
对于ARMA(p,q)模型,可以利用其样本的自相关函数 和样本偏自相关函数 的截尾性判定模型的阶数。
具体方法如下:
i、对于每一个q,计算 , ,…, (M取为 或者 ),考察其中满足 或者 的个数是否占M个的68.3%或者95.5%。如果 , 都明显地异于零,而 , ,…, 均近似于零,并且满足上述不等式之一的 的个数达到其相应的比例,则可以近似的判定 是 步截尾,平稳时间序列 为MA( )。
ii、类似,我们可通过计算序列 ,考察其中满足 或者 的个数是否占M个的68.3%或者95.5%。即可以近似的判定 是 步截尾,平稳时间序列 为AR( ).
iii、如果对于序列 和 来说,均不截尾,即不存在上述的 和 ,此时属于情况iii,则可以判定平稳时间序列 为ARMA模型。
此外常用的方法还有:②基于F-检验确定阶数;③利用信息准则法定阶(AIC准则和BIC准则)
2、模型参数的估计
①初估计
i、 AR(p)模型参数的Yule-Walker估计
特例:对于一阶自回归模型AR(1), ,对于二阶自回归模型AR(2), , 。
ii、MA(q)模型参数估计
特例:对于一阶移动平均模型MA(1), ,对于二阶移动平均模型MA(2), , 。
iii、ARMA(p,q)模型的参数估计
模型很复杂,一般利用统计分析软件包完成。
②精估计
ARMA(p,q)模型参数的精估计,一般采用极大似然估计,由于模型结构的复杂性,无法直接给出参数的极大似然估计,只能通过迭代方法来完成,这时,迭代初值常常利用初估计得到的值。
3、ARMA(p,q)序列预报
设平稳时间序列 是一个ARMA(p,q)过程,则其最小二乘预测: 。
i、AR(p)模型预测

ii、ARMA(p,q)模型预测
,其中 。
iii、预测误差
预测误差为: 。l步线性最小方差预测的方差和预测步长l有关,而与预测的时间原点t无关。预测步长l越大,预测误差的方差也越大,因而预测的准确度就会降低。所以一般不能用ARMA(p,q)作为长期预测模型。
iv、预测的置信区间
预测的95%置信区间:
不知道对你有没帮助

Ⅱ 面板数据平稳性检验

在面对面板数据平稳性检验问题时,首先需要明确数据集规模与特征。若数据集满足大n(样本量)小t(时间序列长度)的条件,通常无需进行特别的平稳性检验。然而,你的数据集在时间维度上的长度相对较大,这要求我们以基准模型的检验结果和数据特征来确保可比性。

如果面板数据本身是平稳的,那么可以直接进行后续的分析。此时,差分操作可以作为一种有效的预处理手段,帮助消除可能存在的趋势或季节性波动,使数据回归分析更加准确和可靠。

然而,对于非平稳数据,直接进行差分操作则需要谨慎。非平稳数据可能存在单位根问题,这意味着数据中可能蕴含着持续增长或衰减的趋势。在这样的情况下,进行差分操作可能会导致伪回归问题,即回归结果看似显着,但实际上反映的是数据内部的随机波动,而非真正的经济或社会现象。

因此,在处理面板数据时,要根据数据的具体情况,合理选择检验方法和分析策略。确保在进行任何统计分析前,对数据的平稳性进行适当的检验,以避免因数据特性而引起的分析偏差。通过合理的方法,可以有效提升分析结果的准确性和可靠性,为后续的决策提供坚实的基础。

Ⅲ eviews平稳性检验三种方法

在Eviews中,可以使用以下三种方法进行平稳性检验:
1. 自相关函数(ACF)和偏自相关函数(PACF):使用Eviews中的ACF和PACF函数,查看时间序列数据的自相关和偏自相关性。平稳的时间序列数据应该在较小的滞后阶数上具有较高的自相关性和偏自相关性。如果自相关函数和偏自相关函数在滞后阶数上迅速衰减并在0附近波动,表明时间序列数据是平稳的。
2. 单位根检验:使用Eviews中的单位根检验(Unit Root Test),例如ADF检验(Augmented Dickey-Fuller test)和PP检验(Phillips-Perron test),来检验时间序列数据中是否存在单位根(非平稳性)。如果单位根检验结果的p值小于设定的显着性水平(通常为0.05),则可以拒绝存在单位根的原假设,表明时间序列数据是平稳的。
3. 滚动统计检验:使用Eviews中的滚动窗口分析方法,将时间序列划分为多个子样本,然后分别对每个子样本进行平稳性检验,观察检验结果的变化。如果子样本之间的检验统计量具有较小的方差和较小的波动,表明时间序列数据是平稳的。这些方法可以在Eviews软件中进行操作和分析,以确定时间序列数据的平稳性。

Ⅳ 面板数据分析方法汇总

在面板数据分析中,首要步骤是检验数据的平稳性,以避免出现虚假回归或伪回归。平稳性的真正含义是:序列剔除不变的均值和时间趋势后的剩余部分为零均值、同方差的白噪声。通常,我们通过单位根检验来确认数据的平稳性。检验方法包括Levin and Lin(1993)的LLC法、Im et al. (1997)的IPS法、Breitung(2000)的面板单位根检验法、以及Maddala and Wu(1999)的ADF-Fisher和PP-Fisher面板单位根检验。常见的检验方法有LLC-T、BR-T、IPS-W、ADF-FCS、PP-FCS、H-Z等。检验通常从含趋势和截距、只含截距、或不含两者的情况开始,直至确认序列的平稳性。

当确认变量间同阶单整时,进行协整检验,以探测变量间的长期均衡关系。此检验要求变量同阶单整。Kao(1999)和Kao & Chiang(2000)提出了基于静态面板回归残差的协整检验方法,而Pedroni给出了七种基于残差的面板协整检验方法。协整检验通过检测变量的线性组合是否平稳来确认协整关系的存在。通过了协整检验,表明变量间存在长期稳定的均衡关系,此时可以直接对原方程进行回归,得到的回归结果较为精确。

若协整检验未通过,表示变量间非同阶单整,即有的序列平稳,有的序列不平稳。此时,不能直接进行协整检验,而需要对模型进行修正,例如通过差分某些序列,将绝对数据转换为变动数据或增长率数据。这样的处理方式需要确保模型在经济上的合理性,避免进行不必要的二阶差分,以免影响模型解释。

最后一步是选择面板模型并进行回归。面板数据模型通常有混合估计模型、固定效应模型和随机效应模型三种形式,具体选择取决于F检验和Hausman检验的结果。回归时,权数可以采用按截面加权的方式,以适应可能存在异方差的情况。估计方法优选PCSE(面板校正标准误)方法,该方法能有效处理复杂的面板误差结构,适用于样本量相对较小的情形。

Ⅳ 如何判断时间序列数据是否为平稳时间序列或非平稳时间序列

为了确定时间序列数据的稳定性,通常需要采用以下步骤:

首先,检查时间序列的均值和方差是否随时间呈现明显变动。如果它们随时间变化较大,则可能表明数据是非平稳的;相反,如果稳定不变,那么可能属于平稳序列。

其次,进行差分处理,这是一种常见的方法,旨在消除数据中的趋势和季节性波动,从而使其更符合经典时间序列模型(如ARIMA)的平稳性要求。通过差分,可以减少自相关性,提升模型预测的准确度。

为了验证差分后的数据是否平稳,可以使用ADF(Augmented Dickey-Fuller)单位根检验或KPSS(Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-Shin)检验。ADF检验通常用于测试数据是否具有平稳性,而KPSS检验则相反,用于检查序列是否存在趋势。以下是这两种检验的简单代码示例:

(1)ADF单位根检验示例代码:

(2)KPSS检验示例代码:

(3)差分操作示例代码:

以上步骤有助于判断时间序列的平稳性,这对于后续的预测和建模至关重要。通过这些检验和操作,可以确保模型的有效性和准确性。