大家好,感谢邀请,今天来为大家分享一下 *** 时间序列的问题,以及和时间序列数据举例八个的一些困惑,大家要是还不太明白的话,也没有关系,因为接下来将为大家分享,希望可以帮助到大家,解决大家的问题,下面就开始吧!
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一、平稳时间序列的定义
平稳时间序列是指在统计意义下具有稳定 *** 质的时间序列。
时间序列是指根据时间顺序排列的数据点序列。在时间序列中,每个数据点都与特定的时间点或时间段相关联。时间序列数据的形式可以是连续的,比如每小时记录的气温数据,也可以是离散的,比如每天记录的销售量数据。时间序列可以是一维的,如单变量时间序列,或者是 *** 的,如多变量时间序列。
平稳时间序列是指在统计意义下具有稳定 *** 质的时间序列。一个平稳时间序列的统计特 *** 在时间的变化中保持不变,即它的均值、方差和自相关函数不随时间而变化。
1、均值稳定 *** :平稳时间序列的均值在时间上保持不变。这意味着序列的整体趋势不随时间变化而改变。
2、方差稳定 *** :平稳时间序列的方差在时间上保持不变。这表示序列的波动 *** 或离散程度在时间变化时保持稳定。
3、自协方差或自相关 *** 稳定 *** :平稳时间序列的自协方差(或称为自相关系数)在时间上保持不变。这表示序列的相关 *** 结构在时间变化时保持稳定,可以通过自相关函数(ACF)来衡量。
4、可预测 *** :由于平稳时间序列的 *** 质相对稳定,其未来值的预测相对容易。通过分析序列的统计规律和建立合适的模型,可以进行较准确的预测。
经济和金融预测、气象预测、股市分析、销售预测、能源需求预测、交通流量预测、人口统计学、医学研究和环境监测等领域。通过研究和理解序列的平稳 *** 质,我们可以更好地理解序列的演化规律,提取有用的信息,并进行更准确的预测和决策。
二、时间序列分析的具体算法
1、用随机过程理论和数理统计学 *** ,研究随机数据序列所遵从的统计规律,以用于解决实际问题。由于在多数问题中,随机数据是依时间先后排成序列的,故称为时间序列。它包括一般统计分析(如自相关分析、谱分析等),统计模型的建立与推断,以及关于随机序列的更优预测、控制和滤波等内容。经典的统计分析都假定数据序列具有 *** *** ,而时间序列分析则着重研究数据序列的相互依赖关系。后者实际上是对离散指标的随机过程的统计分析,所以又可看作是随机过程统计的一个组成部分。例如,用x(t)表示某地区第t个月的降雨量,{x(t),t=1,2,…}是一时间序列。对t=1,2,…,T,记录到逐月的降雨量数据x(1),x(2),…,x(T),称为长度为T的样本序列。依此即可使用时间序列分析 *** ,对未来各月的雨量x(T+l)(l=1,2,…)进行预报。时间序列分析在第二次世界大战前就已应用于经济预测。二次大战中和战后,在军事科学、空间科学和工业自动化等部门的应用更加广泛。
2、就数学 *** 而言,平稳随机序列(见平稳过程)的统计分析,在理论上的发展比较成熟,从而构成时间序列分析的基础。
3、频域分析一个时间序列可看成各种周期扰动的叠加,频域分析就是确定各周期的振动能量的分配,这种分配称为“谱”,或“功率谱”。因此频域分析又称谱分析。谱分析中的一个重要是统计量,称为序列的周期图。当序列含有确定 *** 的周期分量时,通过I(ω)的极大值点寻找这些分量的周期,是谱分析的重要内容之一。在按月记录的降雨量序列中,序列x(t)就可视为含有以12为周期的确定分量,所以序列x(t)可以表示为,它的周期图I(ω)处有明显的极大值。
4、当平稳序列的谱分布函数F(λ)具有谱密度ƒ(λ)(即功率谱)时,可用(2π)-1I(λ)去估计ƒ(λ),它是ƒ(λ)的渐近无偏估计。如欲求ƒ(λ)的相合估计(见点估计),可用I(ω)的适当的平滑值去估计ƒ(λ),常用的 *** 为谱窗估计即取ƒ(λ)的估计弮(λ)为,式中wt(ω)称为谱窗函数。谱窗估计是实际应用中的重要 *** 之一。谱分布F(λ)本身的一种相合估计可由I(ω)的积分直接获得,即。研究以上各种估计量的统计 *** 质,改进估计 *** ,是谱分析的重要内容。时域分析它的目的在于确定序列在不同时刻取值的相互依赖关系,或者说,确定序列的相关结构。这种结构是用序列的自相关函0,1,…)来描述的,为序列的自协方差函数值,m=Ex(t)是平稳序列的均值。常常采用下列诸式给出m,γ(k),ρ(k)的估计:,通(k)了解序列的相关结构,称为自相关分析。研究它们的强、弱相合 *** 及其渐近分布等问题,是相关分析中的基本问题。模型分析 20世纪70年代以来,应用最广泛的时间序列模型是平稳自回归-滑动平均模型(简称ARMA模型)。其形状为:式中ε(t)是均值为零、方差为σ2的 *** 同分布的随机序列;和σ2为模型的参数,它们满足:对一切|z|≤1的复数z成立。p和q是模型的阶数,为非负整数。特别当q=0时,上述模型称为自回归模型;当p=0时,称为滑动平均模型。根据x(t)的样本值估计这些参数和阶数,就是对这种模型的统计分析的内容。对于满足ARMA模型的平稳序列,其线 *** 更优预测与控制等问题都有较简捷的解决 *** ,尤其是自回归模型,使用更为方便。G.U.尤尔在1 *** 5~1930年间就提出了平稳自回归的概念。1943年,Η.Β.曼和Α.瓦尔德发表了关于这种模型的统计 *** 及其渐近 *** 质的一些理论结果。一般ARMA模型的统计分析研究,则是20世纪60年代后才发展起来的。特别是关于p,q值的估计及其渐近理论,出现得更晚些。除ARMA模型之外,还有其他的模型分析的研究,其中以线 *** 模型的研究较为成熟,而且都与ARMA模型分析有密切关系。回归分析如果时间序列x(t)可表示为确定 *** 分量φ(t)与随机 *** 分量ω(t)之和,根据样本值x(1),x(2),…,x(T)来估计φ(t)及分析ω(t)的统计规律,属于时间序列分析中的回归分析问题。它与经典回归分析不同的地方是,ω(t)一般不是 *** 同分布的,因而在此必须涉及较多的随机过程知识。当φ(t)为有限个已知函数的未知线 *** 组合时,即,式中ω(t)是均值为零的平稳序列,α1,α2,…,αs是未知参数,φ1(t),φ2(t),…,φs(t)是已知的函数,上式称为线 *** 回归模型,它的统计分析已被研究得比较深入。前面叙述的降雨量一例,便可用此类模型描述。回归分析的内容包括:当ω(t)的统计规律已知时,对参数α1,α2,…,αs进行估计,预测x(T+l)之值;当ω(t)的统计规律未知时,既要估计上述参数,又要对ω(t)进行统计分析,如谱分析、模型分析等。在这些内容中,一个重要的课题是:在相当广泛的情况下,证明α1,α2,…,αs的最小二乘估计,与其线 *** 最小方差无偏估计一样,具有相合 *** 和渐近正态分布 *** 质。最小二乘估计姙j(1≤j≤s)不涉及ω(t)的统计相关结构,是由数据x(1),x(2),…,x(T)直接算出,由此还可得(t)进行时间序列分析中的各种统计分析,以代替对ω(t)的分析。在理论上也已证明,在适当的条件下,这样的替代具有满意的渐近 *** 质。由于ω(t)的真值不能直接量测,这些理论结果显然有重要的实际意义。这方面的研究仍在不断发展。
5、时间序列分析中的更优预测、控制与滤波等方面的内容见平稳过程条。近年来 *** 时间序列分析的研究有所进展,并应用到工业生产自动化及经济分析中。此外非线 *** 模型统计分析及非参数统计分析等方面也逐渐引起人们的注意。
三、x不是矢量或单变量时间序列怎么回事
1、数据不是时间序列数据。时间序列数据是在时间上有顺序的数据,如果数据不具备时间顺序,那么就不是时间序列数据。
2、数据是面板数据。面板数据是指在同一时间点上,有多个个体同时被观测的数据。例如,对于在不同国家的多 *** 司的股票 *** ,我们可以使用面板数据来记录每个公司在不同时间点的股票 *** 。
3、数据是 *** 时间序列数据。 *** 时间序列数据是指在同一时间点上,观测值是由多个变量组成的,且这些变量的维度可以大于1。例如,对于一个地区每天的气温数据,我们可以记录空气温度、水温、土壤温度等多个变量,这就是一个 *** 时间序列数据。
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