时间序列介绍

article/2025/8/18 20:59:06

什么是时间序列?

 时间序列是按照一定时间顺序,按照一定的时间间隔取得的一系列观测值。

怎样做时间序列分析?

时间序列分析尝试找出序列值在过去所呈现的特征模式,假定这种模式在未来能够持续,进而对未来进行预测 时间序列基本特征:趋势性,序列相关性,随机性 时间序列模型预测方法:算数平均法,移动平均法,加权移动平均,指数平滑法,自回归和移动平均法(ARIMA) ARIMA模型的优点:信息浪费最少,集趋势性,相关性和随机性于一身。

时间序列模型预测方法

1.算数平均法:对时间序列的过去数据进行简单平均来进行预测。

2.移动平均法:不考虑远期的数据,仅考虑近期数据产生的影响。

3.加权移动平均法:给予近期数据较大的权重,远期数据较小的权重。

4.指数平滑法:给予近期数据较大的权重,远期数据较小的权重,但是权重以指数的形式递减。

时间序列的表达

T时刻的时间序列值表示为:X_{t}

一个时间序列可以表述为:{X_{t} | t = 1,2,3,4....n}

T-1时刻的序列值表述为 : X_{t-1},或者 X[t-1]

时间序列的差分: X_{t} – X_{t-1}   或者 X[t]–X[t-1]

一阶差分:X_{t} – X_{t-1}  = X_{t} - BX = (1 - B)X_{t}

二阶差分:\bigtriangledown (\bigtriangledown X_{t})= \bigtriangledown X_{t} - \bigtriangledown X_{t-1}=(X_{t} - X_{t-1})X_{t} - (X_{t-1} - X_{t-2})=X_{t} - 2X_{t-1}+X_{t-2}=(1-B)^{2}X_{t}

K步差分:X_{t}  - X_{t-k}  = X_{t} - B^{k}X_{t}  = (1 - B)X_{t}

N阶差分: 剔除趋势性的影响。

K步差分: 剔除季节性的影响,步长K:季节性影响的周期。

时间序列的特征捕捉

1.序列的相关性

当前的序列值和前期某个或某些序列值线性相关

(1)自相关系数ACF(全相关系数):用来度量同一事件在不同时间的相关程度。p_{h} = \frac{r(h)}{r(0)},其中r(h) 为h期的协方差函数,r(0)为方差。

(2)偏子相关系数PACF(条件相关系数):度量去除中间变量影响后的相关程度。(X_{t} - X_{t-2}) 通过X_{t-1}产生关联,PACF即去除X_{t-1}的关联后的两者的相关系数。

2.趋势性

序列整体呈现单调性。

3.随机性

序列在一定程度上呈现不确定性。

 

 


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