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时间序列---平稳性检验

试验一平稳性检验

1.图示判断

?给出一个随机时间序列，

?首先可通过该序列的时间路径图来粗略地判断它是否是平稳的。一个平稳的时间序列在图形上往往表现出一种围绕其均值

不断波动的过程；而非平稳序列则往往表现出在不同的时间段

具有不同的均值（如持续上升或持续下降）。

?进一步的判断:

检验样本自相关函数及其图形，随着k的增加，样本自相关函数下降且趋于零。但从下降速度来看，平稳序列要比非平稳序列快得多。例题：选择数据1986.01---0995.12的月数据进行分析：

时序图：

平稳时间序列的模型

目录摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1 时间序列模型的发展及其作用 (2) 1.2 什么是时间序列模型 (2) 1.3 本文研究的主要方法和手段 (2) 1.4 本文主要研究思路及内容安排 (2) 第二章 ARMA模型 (4) 2.1 ARMA模型的基本原理 (4) 2.2 样本自协方差函数、自相关函数和偏相关函数 (4) 2.3 ARMA模型识别方法 (5) 2.4 模型参数估计 (6) 第三章实例分析 (7) 3.1 题目 (7) 3.2 问题分析 (7) 3.3 问题求解 (8) 3.3.1数据的观测 (8) 3.3.2数据处理 (8) 3.3.3求解自相关和偏相关函数 (8) 3.4 模型的识别及求解 (9) 3.5 结论 (11) 参考文献 (12) 附录 (12) 评阅书 (15)

《随机过程》课程设计任务书

摘要 ARMA模型是研究时间序列的重要方法，由自回归模型（简称AR模型）与滑动平均模型（简称MA模型）为基础“混合”构成。ARMA模型广泛应用在经济、工程等各个领域得益于其在具体预测方面的优势。在许多方面用该模型所作出的预测比其他传统经济计量方法更加精确。平稳时间序列模型主要有自回归模型(AR)、滑动平均模型(MA)和自回归滑动平均模型(ARMA)等，这些线性模型考虑因素较简单。自回归滑动平均模型(ARMA)计算简单，易于实时更新数据。本文描述了ARMA模型的原理、自相关函数和偏相关函数的计算过程、模型的识别方法以及ARMA模型的计算过程。并给出一组平稳时间序列的数据，对数据进行分析和处理，求出自相关系数和偏相关，并利用MATLAB软件画出自相关系数和偏相关图形，有图可知它们都是拖尾的，因此可以确定是) ARMA模 p , (q 型。接下来就是确定) ARMA的阶数，本文采用了AIC准则确定模型的阶数， p , (q 在实际问题中，为使线性模型简单起见，通常p与q的数值被取得较小，却需都不为零。确定阶数后，就用我们学过的求解方法解出未知的参数，这样我们就得到了混合模型的表达式。关键字：) ARMA模型，自相关函数，偏相关函数 p , (q

0时间序列初探—平稳性分析及R实现要点

1基本概念 1.1时间序列的平稳性假定某个时间序列是由某一随机过程（stochastic process）生成的，即假定时间序列{Xt}（t=1, 2, …）的每一个数值都是从一个概率分布中随机得到，如果满足下列条件： 1）均值是与时间t 无关的常数； 2）方差是与时间t 无关的常数； 3）协方差是只与时期间隔k有关，与时间t 无关的常数；则称该随机时间序列是平稳的（stationary)，而该随机过程是一平稳随机过程（stationary stochastic process）。 1.2时间序列的非平稳性平稳时间序列的均值为常数，自协方差函数与起点无关，而非平稳时间序列则不满足这两条要求。常见的非平稳类型有趋势和突变 1.2.1趋势趋势是指变量随时间持续长期的运动，时间序列变量围绕其趋势波动。可以用线性趋势、二次趋势、季节性均值趋势和余弦趋势来估计一般的非常数均值趋势模型的参数。 1.2.2突变突变来自总体回归系数在某一特定日期上的离散变化或来自系数在长时期内的渐变。

1.3平稳性判断 1.3.1图示判断 ?给出一个随机时间序列，首先可通过该序列的时间路径图来粗略地判断它是否是平稳的。 ?一个平稳的时间序列在图形上往往表现出一种围绕其均值不断波动的过程； ?而非平稳序列则往往表现出在不同的时间段具有不同的均值（如持续上升或持续下降）。 X X t (a) (b) 图9.1 平稳时间序列与非平稳时间序列图函数1：时间序列及趋势绘制参数1：时间序列功能：绘制时间序列绘制时间序列的趋势函数返回值：无 1.3.2单位根检验单位根检验（unit root test）是针对宏观经济数据序列、货币金融数据序列中是否具有某种统计特性而提出的一种平稳性检验的特殊方法，单位根检验的方法有很多种，包括DF检验、ADF检验、PP检验、NP检验等。单位根检验时间序列的单位根研究是时间序列分析的一个热点问题。时间序列特性的时变行为实际上反映了时间序列的非平稳性质。对非平稳时间序列的处

时间序列分析_最经典的

【时间简“识”】说明：本文摘自于经管之家(原人大经济论坛) 作者：胖胖小龟宝。原版请到经管之家(原人大经济论坛) 查看。 1.带你看看时间序列的简史现在前面的话—— 时间序列作为一门统计学，经济学相结合的学科，在我们论坛，特别是五区计量经济学中是热门讨论话题。本月楼主推出新的系列专题——时间简“识”，旨在对时间序列方面进行知识扫盲（扫盲，仅仅扫盲而已……），同时也想借此吸引一些专业人士能够协助讨论和帮助大家解疑答惑。在统计学的必修课里，时间序列估计是遭吐槽的重点科目了，其理论性强，虽然应用领域十分广泛，但往往在实际操作中会遇到很多“令人发指”的问题。所以本帖就从基础开始，为大家絮叨絮叨那些关于“时间”的故事！

Long long ago，有多long？估计大概7000年前吧，古埃及人把尼罗河涨落的情况逐天记录下来，这一记录也就被我们称作所谓的时间序列。记录这个河流涨落有什么意义？当时的人们并不是随手一记，而是对这个时间序列进行了长期的观察。结果，他们发现尼罗河的涨落非常有规律。掌握了尼罗河泛滥的规律，这帮助了古埃及对农耕和居所有了规划，使农业迅速发展，从而创建了埃及灿烂的史前文明。好~~从上面那个故事我们看到了 1、时间序列的定义——按照时间的顺序把随机事件变化发展的过程记录下来就构成了一个时间序列。 2、时间序列分析的定义——对时间序列进行观察、研究，找寻它变化发展的规律，预测它将来的走势就是时间序列分析。既然有了序列，那怎么拿来分析呢？时间序列分析方法分为描述性时序分析和统计时序分析。 1、描述性时序分析——通过直观的数据比较或绘图观测，寻找序列中蕴含的发展规律，这种分析方法就称为描述性时序分析 ?描述性时序分析方法具有操作简单、直观有效的特点，它通常是人们进行统计时序分析的第一步。

平稳性检验与协整检验操作步骤

平稳性检验与协整检验操作步骤在对时间序列Y、X1进行回归分析时需要考虑Y与X1之间是否存在某种切实的关系，所以需要进行协整检验。 1.1 利用eviews创建时间序列Y、X1 : 点击file-new-workfile，见对话框又三块空白处 workfile structure 打开eviews软件 type处又三项选择，分别是非时间序列unstructured/undate，时间序列dated-regular frequency，和不明英语balance panel。选择时间序列dated-regular frequency。在date specification中选择年度，半年度或者季度等，和起始时间。右下角为工作间取名字和页数。点击ok。在所创建的workfile中点击object-new object，选择series，以及填写名字如Y，点击OK。将数据填写入内。 1.2 对序列Y进行平稳性检验: 此时应对序列数据取对数，取对数的好处在于可将间距很大的数据转换为间距较小的数据。具体做法是在workfile y的窗口中点击Genr，输入logy=log(y),则生成y的对数序列logy。再对logy序列进行平稳性检验。点击view-United root test，test type选择ADF检验，滞后阶数中lag length选择SIC检验，点击ok得结果如下: Null Hypothesis: LOGY has a unit root Exogenous: Constant Lag Length: 0 (Automatic based on SIC, MAXLAG=1) t-Statistic Prob.* Augmented Dickey-Fuller test

序列平稳性及白噪声性检验

实验3 问题一：对“实验3数据\上证指数对数收益率”检验其平稳性和白噪声性表1 单位根检验 Null Hypothesis: SER01 has a unit root Exogenous: Constant 为-3.443663、-2.867304、-2.2569902，所以无论显著水平为0.01、0.05还是0.10，序列都是非平稳的。表2 二阶差分序列的单位根检验 Null Hypothesis: D(X,2) has a unit root Exogenous: Constant Lag Length: 5 (Automatic based on SIC, MAXLAG=17) 为-3.443863、-2.867392、-2.569950，所以无论显著水平为0.01、0.05还是0.10，序列都是平稳的。下面进行白噪声检验，原假设与备择假设分别为： H 0：ρ(1)=ρ(2)=…=ρ(m )=0 , ?m ≥1(白噪声序列) H 1：至少存在某个ρ(k )≠0 , ?m ≥1 ,k ≤m (非白噪声序列) 检验统计量为： ∑=-+=m k k LB k n n n Q 1 2)?( )2(ρ 其中ρ^ 是k 阶自相关系数的估计值，m 为自相关系数的阶数。检验结果如表3所示。

表3 白噪声检验 Date: 07/03/14 Time: 14:56 Sample: 1 484 表4 二阶差分序列的白噪声检验 Date: 07/03/14 Time: 16:16 Sample: 1 484 通过平稳性检验和白噪声检验得知，x 的二阶差分序列是平稳非白噪声序列，可以对x 的二阶差分序列建立ARMA （p ，q ）模型，根据实际情况，初始模型设定为 ?? ?? ? ≠====-++=∑∑=-=-t s X E E Var E X X t s s t t t q j j t j t p i i t i t ，，0)(,0)(,)(0)(2110εεεσεεεθεφφε （1）

平稳时间序列模型及其特征

第一章平稳时间序列模型及其特征第一节模型类型及其表示一、自回归模型（AR）由于经济系统惯性的作用，经济时间序列往往存在着前后依存关系。最简单的一种前后依存关系就是变量当前的取值主要与其前一时期的取值状况有关。用数学模型来描述这种关系就是如下的一阶自回归模型： X t=φX t-1+εt（2.1.1）常记作AR(1)。其中｛X t｝为零均值（即已中心化处理）平稳序列，φ为X t对X t－1的依赖程度，εt为随机扰动项序列（外部冲击）。如果X t 与过去时期直到X t-p的取值相关，则需要使用包含X t－ X t-p在内的p阶自回归模型来加以刻画。P阶自回归模型的一1 ，…… 般形式为： X t=φ1 X t－1+φ2 X t－2+…+φp X t－p+εt（2.1.2）为了简便运算和行文方便，我们引入滞后算子来简记模型。设B 为滞后算子，即BX t=X t-1, 则B(B k-1X t)=B k X t=X t-k B(C)=C(C为常数)。利用这些记号，（2.1.2）式可化为： X t=φ1BX t+φ2B2X t+φ3B3X t+……+φp B p X t+εt 从而有：（1-φ1B-φ2B2-……-φp B p）X t=εt 记算子多项式φ（B）＝（1-φ1B-φ2B2-……-φp B P）,则模型可以表

示成 φ（B）X t=εt (2.1.3) 例如，二阶自回归模型X t=0.7X t-1+0.3X t-2+0.3X t-3+εt可写成（1-0.7B-0.3B2）X t=εt 二、滑动平均模型（MA）有时，序列X t的记忆是关于过去外部冲击值的记忆，在这种情况下，X t可以表示成过去冲击值和现在冲击值的线性组合，即 X t=εt-θ1εt-1-θ2εt-2-……-θqεt-q (2.1.4) 此模型常称为序列X t的滑动平均模型，记为MA(q)，其中q为滑动平均的阶数，θ1，θ2…θq为参滑动平均的权数。相应的序列X t称为滑动平均序列。使用滞后算子记号，（2.1.4）可写成 X t=（1-θ1B-θ2B2-……- θq B q）q t=θ(B)εt (2.1.5) 三、自回归滑动平均模型如果序列｛X t｝的当前值不仅与自身的过去值有关，而且还与其以前进入系统的外部冲击存在一定依存关系，则在用模型刻画这种动态特征时，模型中既包括自身的滞后项，也包括过去的外部冲击，这种模型叫做自回归滑动平均模型，其一般结构为： X t=φ1X t-1+φ2X t-2+……+φp X t-p+εt-θ1εt-1-θ2εt-2-……-θqεt-q (2.1.6) 简记为ARMA(p, q)。利用滞后算子，此模型可写为 φ（B）X t=θ(B)εt（2.1.7）

时间序列平稳性验

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时间序列平稳性检验分析姓名xxx 学院xx学院专业xxxx 学号xxxxxxxxxx

时间序列平稳性分析检验时间序列是一个计量经济学中的概念，时间序列分析中首先遇到的问题是关于时间序列数据的平稳性问题。一、时间序列平稳性的定义假定某个时间序列是由某一随机过程（stochastic process）生成的，即假定时间序列{X t}（t=1, 2, …）的每一个数值都是从一个概率分布中随机得到，如果满足下列条件： ?1）均值E(Xt)=u是与时间t 无关的常数； ?2）方差V ar(Xt)=σ2是与时间t 无关的常数； ?3）协方差Cov(Xt, Xt+k)= γk 是只与时期间隔k有关，与时间t 无关的常数。则称该随机时间序列是平稳的（stationary)，而该随机过程是一平稳随机过程（stationary stochastic process）。 eg: 一个最简单的随机时间序列是一具有零均值同方差的独立分布序列： Xt=μt ，μt~N(0,σ2) 该序列常被称为是一个白噪声。由于Xt具有相同的均值与方差，且协方差为零,由定义,一个白噪声序列是平稳的。 eg:另一个简单的随机时间列序被称为随机游走，该序列由如下随机过程生成： Xt=Xt-1+μt 这里，μt是一个白噪声。容易知道该序列有相同的均值：E(Xt)=E(Xt-1) 为了检验该序列是否具有相同的方差，可假设Xt的初值为X0，则易知 X1=X0+μ1 X2=X1+μ2=X0+μ1+μ2 …… Xt=X0+μ1+μ2+…+μt 由于X0为常数，μt是一个白噪声，因此Var(Xt)=tσ2 即Xt的方差与时间t有关而非常数，它是一非平稳序列二、时间序列平稳性检验的方法对时间序列进行平稳性检验中，实际上假定了时间序列是由具有白噪声随机误差项的一阶自回归过程AR(1)生成的。但在实际检验中，时间序列可能由更高阶的自回归过程生成的，或者随机误差项并非是白噪声，这样用OLS法进行估计均会表现出随机误差项出现自相关（autocorrelation），导致DF检验无效。另外，如果时间序列包含有明

时间序列分析第三章平稳时间序列分析

应用时间序列分析实验报告实验名称第三章平稳时间序列分析一、上机练习 data example3_1; input x; time=_n_; cards; 0.30 -0.45 0.036 0.00 0.17 0.45 2.15 4.42 3.48 2.99 1.74 2.40 0.11 0.96 0.21 -0.10 -1.27 -1.45 -1.19 -1.47 -1.34 -1.02 -0.27 0.14 -0.07 0.10 -0.15 -0.36 -0.50 -1.93 -1.49 -2.35 -2.28 -0.39 -0.52 -2.24 -3.46 -3.97 -4.60 -3.09 -2.19 -1.21 0.78 0.88 2.07 1.44 1.50 0.29 -0.36 -0.97 -0.30 -0.28 0.80 0.91 1.95 1.77 1.80 0.56 -0.11 0.10 -0.56 -1.34 - 2.47 0.07 -0.69 -1.96 0.04 1.59 0.20 0.39 1.06 -0.39 -0.16 2.07 1.35 1.46 1.50 0.94 -0.08 -0.66 -0.21 -0.77 -0.52 0.05 ; procgplot data=example3_1; plot x*time=1; symbolc=red i=join v=star; run; 建立该数据集，绘制该序列时序图得：根据所得图像，对序列进行平稳性检验。时序图就是一个平面二维坐标图，通常横轴表示时间，纵

轴表示序列取值。时序图可以直观地帮助我们掌握时间序列的一些基本分布特征。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X围有界的特点。如果观察序列的时序图，显示出该序列有明显的趋势性或周期性，那它通常不是平稳序列。从图上可以看出，数值围绕在0附近随机波动，没有明显或周期，其本可以视为平稳序列，时序图显示该序列波动平稳。 procarima data=example3_1; identifyvar=x nlag=8; run; 图一图二样本自相关图图三样本逆自相关图

平稳时间序列预测法

7 平稳时间序列预测法 7.1 概述 7.2 时间序列的自相关分析 7.3 单位根检验和协整检验 7.4 ARMA模型的建模回总目录 7.1 概述时间序列取自某一个随机过程，则称：一、平稳时间序列过程是平稳的――随机过程的随机特征不随时间变化而变化过程是非平稳的――随机过程的随机特征随时间变化而变化回总目录回本章目录宽平稳时间序列的定义：设时间序列，对于任意的t,k和m，满足：则称宽平稳。回总目录

回本章目录 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。 ARMA模型是描述平稳随机序列的最常用的一种模型；回总目录回本章目录 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）；混合模型（ARMA：Auto-regressive Moving-Average）。回总目录回本章目录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。二、自回归模型回总目录回本章目录自回归模型的平稳条件：滞后算子多项式的根均在单位圆外，即的根大于1。回总目录回本章目录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。

三、移动平均模型MA(q) 回总目录回本章目录四、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：回总目录回本章目录 q=0，模型即为AR(p)； p=0，模型即为MA(q)。 ARMA(p,q)模型特殊情况：回总目录回本章目录例题分析设，其中A与B 为两个独立的零均值随机变量，方差为1；

平稳性检验

从检验结果可以看出，在1%、5%、10%三个显著性水平下，单位根检验的Mackinnon 临界值分别为-3.509、-2.896、-2.585，t 检验统计量值-10.099小于相应的临界值，从而拒绝H0，表明GDP 序列存在单位根，是平稳序列，Gdp 一阶单整。

从检验结果可以看出，在1%、5%、10%三个显著性水平下，单位根检验的Mackinnon 临界值分别为-3.508、-2.895、-2.585，t 检验统计量值-10.409小于相应的临界值，从而拒绝H0，表明pdi 序列存在单位根，是平稳序列，Pdi 数据是一阶单整。

从检验结果可以看出，在1%、5%、10%三个显著性水平下，单位根检验的Mackinnon 临界值分别为-3.508、-2.896、-2.585，t 检验统计量值-26.343小于相应的临界值，从而拒绝H0，表明pce 序列存在单位根，是平稳序列，Pce 是一阶单整数据。

从检验结果可以看出，在1%、5%、10%三个显著性水平下，单位根检验的Mackinnon 临界值分别为-3.508、-2.896、-2.585，t 检验统计量值-7.739小于相应的临界值，从而拒绝H0，表明利润数据序列存在单位根，是平稳序列，利润数据是一阶单整数据。

从检验结果可以看出，在1%、5%、10%三个显著性水平下，单位根检验的Mackinnon 临界值分别为-3.510、-2.895、-2.585，t 检验统计量值-5.856小于相应的临界值，从而拒绝H0，表明红利数据序列存在单位根，是平稳序列，红利数据是一阶单整数据。

时间序列数据平稳性检验实验指导

实验二时间序列数据平稳性检验实验指导一、实验目的：理解经济时间序列存在的不平稳性，掌握对时间序列平稳性检验的步骤和各种方法，认识利用不平稳的序列进行建模所造成的影响。二、基本概念：如果一个随机过程的均值和方差在时间过程上都是常数，并且在任何两时期的协方差值仅依赖于该两个时期间的间隔，而不依赖于计算这个协方差的实际时间，就称它是宽平稳的。时序图三、实验内容及要求： 1、实验内容：用Eviews7.2来分析1964年到1999年中国纱产量的时间序列，主要内容：（1）、通过时序图看时间序列的平稳性，这个方法很直观，但比较粗糙；（2）、通过计算序列的自相关和偏自相关系数，根据平稳时间序列的性质观察其平稳性；（3）、进行纯随机性检验； 2、实验要求：（1）理解不平稳的含义和影响；（2）对相应过程会熟练软件操作，对软件分析结果进行分析。四、实验指导（1）、绘制时间序列图时序图可以大致看出序列的平稳性，平稳序列的时序图应该显示出序列始终围绕一个常数值波动，且波动的范围不大。如果观察序列的时序图显示出该序列有明显的趋势或周期，那它通常不是平稳序列，现以1964-1999年中国纱年产量序列（单位：万吨）来说明。在EVIEWS中建立工作文件，在“Workfile structure type”栏中选择“Dated-regular frequency”，在右边的“Date specification”中输入起始年1964，终止年1999，点击ok则建立了工作文件。找到中国纱年产量序列的excel文件并导入命名该序列为sha，见图1-2。图1-1 建立工作文件

时间序列数据平稳性检验实验指导

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实验一时间序列数据平稳性检验实验指导一、实验目的：理解经济时间序列存在的不平稳性，掌握对时间序列平稳性检验的步骤和各种方法，认识利用不平稳的序列进行建模所造成的影响。二、基本概念：如果一个随机过程的均值和方差在时间过程上都是常数，并且在任何两时期的协方差值仅依赖于该两个时期间的间隔，而不依赖于计算这个协方差的实际时间，就称它是宽平稳的。时序图 ADF检验 PP检验三、实验内容及要求： 1、实验内容：用来分析1964年到1999年中国纱产量的时间序列，主要内容：（1）、通过时序图看时间序列的平稳性，这个方法很直观，但比较粗糙；（2）、通过计算序列的自相关和偏自相关系数，根据平稳时间序列的性质观察其平稳性；（3）、进行纯随机性检验；（4）、平稳性的ADF检验；（5）、平稳性的pp检验。 2、实验要求：（1）理解不平稳的含义和影响；（2）熟悉对序列平稳化处理的各种方法；（2）对相应过程会熟练软件操作，对软件分析结果进行分析。四、实验指导（1）、绘制时间序列图时序图可以大致看出序列的平稳性，平稳序列的时序图应该显示出序列始终围绕一个常数值波动，且波动的范围不大。如果观察序列的时序图显示出该序列有明显的趋势或周期，那它通常不是平稳序列，现以1964-1999年中国纱年产量序列（单位：万吨）来说明。在EVIEWS中建立工作文件，在“Workfile structure type”栏中选择“Dated-regular frequency”，在右边的“Date specification”中输入起始年1964，终止年1999，点击ok则建立了工作文件。找到中国纱年产量序列的excel文件并导入命名该序列为sha，见图1-2。

时间序列平稳性

第九章时间序列计量经济学模型的理论与方法在第一章中已提到，经济分析中所用的三大类重要数据中，时间序列数据是其中最常见, 也是最重要的一类数据。因此，对时间序列数据的分析也就成了计量经济分析最为重要的内容之一。迄今为止，我们对时间序列的分析是通过建立以因果关系为基础的结构模型进行的。而无论是单方程模型还是联立方程模型，这种分析背后有一个隐含的假设，即这些数拯是平稳的(stationary)。否则的话，通常的t、F等假设检验程序则不可信。在经典回归分析中，我们通过假设样本观测点趋于无穷时，解释变量X的方差趋于有界常数，给岀了X平稳性的一个重要条件。这样，既为大样本下的统讣推断奠定了基础，也使得所考察的时间序列更靠近平稳性这一假设。涉及时间序列数据的另一问题是虚假回归(spurious regression)或伪回归，即如果有两列时间序列数据表现出一致的变化趋势(非平稳的)，即使它们没有任何有意义的关系，但进行回归也可表现出较髙的可决系数。在现实经济生活中，情况往往是实际的时间序列数据是非平稳的，而且主要的经济变量如消费、收入、价格往往表现为一致的上升或下降。这样，仍然通过前而的因果关系模型进行分析，一般不会得到有意义的结果。时间序列分析模型方法就是在这样的情况下，以通过揭示时间序列自身的变化规律为主线而发展起来的全新的计量经济学方法论。时间序列分析已组成现代计量经济学的重要内容，并广泛应用于经济分析与预测当中。 §9.1数据的平稳性及其检验一、时间序列数据的平稳性时间序列分析中首先遇到的问题是关于时间序列数据的平稳性问题。假左某个时间序列是由某--随机过程(stochastic process)生成的，即假定时间序列｛X」(t=l,2,…)的每一个数值都是从一个概率分布中随机得到，如果X”满足下列条件： 1)均值E(X f) = /z 与时间t无关的常数： 2)方差var(X f)=o2与时间t无关的常数； 3)协方差cov(X,X,+A ) = Zl只与时期间隔k有关，与时间t无关的常数。则称该随机时间序列是平稳的(stationary),而该随机过程是一平稳随机过程(stationary stochastic process). 例9.1.1. 一个最简单的随机时间序列X,是一具有零均值同方差的独立分布序列： X, = , “ ~N(0,沪) (9.1.1) 该序列常被称为是一个白噪声(white noise)。由于乙具有相同的均值与方差，且协方差为零，因此由定义一个白噪声序列是平稳的。例9丄2.另一个简单的随机时间列序被称为随机游走(random walk),该序列由如下随机过程生成： (9.1.2)

时间序列数据平稳性检验实验指导

案例一时间序列数据平稳性检验实验指导一、实验目的：理解经济时间序列存在的不平稳性，掌握对时间序列平稳性检验的步骤和各种方法，认识利用不平稳的序列进行建模所造成的影响。二、基本概念：如果一个随机过程的均值和方差在时间过程上都是常数，并且在任何两时期的协方差值仅依赖于该两个时期间的间隔，而不依赖于计算这个协方差的实际时间，就称它是宽平稳的。时序图 ADF检验 PP检验三、实验内容及要求： 1、实验内容：用Eviews5.1来分析1964年到1999年中国纱产量的时间序列，主要内容：（1）、通过时序图看时间序列的平稳性，这个方法很直观，但比较粗糙；（2）、通过计算序列的自相关和偏自相关系数，根据平稳时间序列的性质观察其平稳性；（3）、进行纯随机性检验；（4）、平稳性的ADF检验；（5）、平稳性的pp检验。 2、实验要求：（1）理解不平稳的含义和影响；（2）熟悉对序列平稳化处理的各种方法；（2）对相应过程会熟练软件操作，对软件分析结果进行分析。四、实验指导（1）、绘制时间序列图时序图可以大致看出序列的平稳性，平稳序列的时序图应该显示出序列始终围绕一个常数值波动，且波动的范围不大。如果观察序列的时序图显示出该序列有明显的趋势或周期，那它通常不是平稳序列，现以1964-1999年中国纱年产量序列（单位：万吨）来说明。在EVIEWS中建立工作文件，在“Workfile structure type”栏中选择“Dated-regular frequency”，在右边的“Date specification”中输入起始年1964，终止年1999，点击ok则建立了工作文件。找到中国纱年产量序列的excel文件并导入命名该序列为sha，见图1-2。图1-1 建立工作文件

ADF时间序列数据平稳性检验实验指导

实验一时间序列数据平稳性检验实验指导一、实验目的：理解经济时间序列存在的不平稳性，掌握对时间序列平稳性检验的步骤和各种方法，认识利用不平稳的序列进行建模所造成的影响。二、基本概念：如果一个随机过程的均值和方差在时间过程上都是常数，并且在任何两时期的协方差值仅依赖于该两个时期间的间隔，而不依赖于计算这个协方差的实际时间，就称它是宽平稳的。时序图 ADF检验 PP检验三、实验内容及要求： 1、实验内容：用Eviews5.1来分析1964年到1999年中国纱产量的时间序列，主要内容：（1）、通过时序图看时间序列的平稳性，这个方法很直观，但比较粗糙；（2）、通过计算序列的自相关和偏自相关系数，根据平稳时间序列的性质观察其平稳性；（3）、进行纯随机性检验；（4）、平稳性的ADF检验；（5）、平稳性的pp检验。 2、实验要求：（1）理解不平稳的含义和影响；（2）熟悉对序列平稳化处理的各种方法；（2）对相应过程会熟练软件操作，对软件分析结果进行分析。四、实验指导（1）、绘制时间序列图时序图可以大致看出序列的平稳性，平稳序列的时序图应该显示出序列始终围绕一个常数值波动，且波动的范围不大。如果观察序列的时序图显示出该序列有明显的趋势或周期，那它通常不是平稳序列，现以1964-1999年中国纱年产量序列（单位：万吨）来说明。在EVIEWS中建立工作文件，在“Workfile structure type”栏中选择“Dated-regular frequency”，在右边的“Date specification”中输入起始年1964，终止年1999，点击ok则建立了工作文件。找到中国纱年产量序列的excel文件并导入命名该序列为sha，见图1-2。图1-1 建立工作文件

时间序列平稳性

第九章时间序列计量经济学模型的理论与方法在第一章中已提到，经济分析中所用的三大类重要数据中，时间序列数据是其中最常见，也是最重要的一类数据。因此，对时间序列数据的分析也就成了计量经济分析最为重要的内容之一。迄今为止，我们对时间序列的分析是通过建立以因果关系为基础的结构模型进行的。而无论是单方程模型还是联立方程模型，这种分析背后有一个隐含的假设，即这些数据是平稳的（stationary ）。否则的话，通常的t 、F 等假设检验程序则不可信。在经典回归分析中，我们通过假设样本观测点趋于无穷时，解释变量X 的方差趋于有界常数，给出了X 平稳性的一个重要条件。这样，既为大样本下的统计推断奠定了基础，也使得所考察的时间序列更靠近平稳性这一假设。涉及时间序列数据的另一问题是虚假回归（spurious regression ）或伪回归，即如果有两列时间序列数据表现出一致的变化趋势（非平稳的），即使它们没有任何有意义的关系，但进行回归也可表现出较高的可决系数。在现实经济生活中，情况往往是实际的时间序列数据是非平稳的，而且主要的经济变量如消费、收入、价格往往表现为一致的上升或下降。这样，仍然通过前面的因果关系模型进行分析，一般不会得到有意义的结果。时间序列分析模型方法就是在这样的情况下，以通过揭示时间序列自身的变化规律为主线而发展起来的全新的计量经济学方法论。时间序列分析已组成现代计量经济学的重要内容，并广泛应用于经济分析与预测当中。 §9.1 数据的平稳性及其检验一、时间序列数据的平稳性时间序列分析中首先遇到的问题是关于时间序列数据的平稳性问题。假定某个时间序列是由某一随机过程（stochastic process ）生成的，即假定时间序列{t X }（t=1, 2, …）的每一个数值都是从一个概率分布中随机得到，如果t X 满足下列条件： 1）均值μ=)(t X E 与时间t 无关的常数； 2）方差2 σ)var(=t X 与时间t 无关的常数； 3）协方差k k t t X X γ=+)cov( 只与时期间隔k 有关，与时间t 无关的常数。则称该随机时间序列是平稳的（stationary)，而该随机过程是一平稳随机过程（stationary stochastic process ）。例t X t t X μ=， ),0(~2δμN t （该序列常被称为是一个白噪声（white noise ）。由于t X 具有相同的均值与方差，且协方差为零，因此由定义一个白噪声序列是平稳的。例 walk ），该序列由如下随机过程生成： t t t X X μ+=-1 （这里，t μ是一个白噪声。

检验时间序列的平稳性及纯随机性(白噪声序列检验)

2.5习题 6.1969年1月至1973年9月在芝加哥海德公园内每28天发生的抢包案件数如表2-10所示(行数据). 表2-10 （1）判断该序列{x t }的平稳性及纯随机性. （2）对该序列进行函数运算： y t =x t -x t-1 并判断序列{y t }的平稳性及纯随机性. 使用R 软件分析结果如下：（1） a.平稳性检验时序图、样本自相关图 10 151010121077101481714 183911106121410252933 331219161919123415362926 211719132024126146129 111712814141258103 16887126108105

以上时序图给我们的信息非常明确，芝加哥海德公园内每28天发生的抢包案件数序列在1971年至1972年之间波动较大，自相关图显示自相关系数长期位于零轴的一边，这是具有单调趋势序列的典型特征，还有明显的递增趋势，所以它一定不是平稳序列。 b.纯随机性检验（白噪声检验）原假设：延迟期数小于或等于m期的序列值之间相互独立. 备择假设：延迟期数小于或等于m期的序列值之间有相关性. 纯随机性检验结果显示，在前6期和前13期延迟下LB检验统计量的P值都非常小（<0.05），所以我们可以判断该序列属于非白噪声序列. ●纯随机性检验结果 Box.test(Bao,lag=6) Box-Pierce test data:Bao X-squared=60.0841,df=6,p-value=4.327e-11 Box.test(Bao,lag=13) Box-Pierce test data:Bao X-squared=82.3898,df=13,p-value=3.91e-12 （2） c.平稳性检验 ●时序图、样本自相关图

平稳时间序列的ARMA模型

第五讲（续）平稳时间序列的ARMA模型 1

2 1 平稳性有一类描述时间序列的重要随机模型受到了人们的广泛关注，这就是所谓的平稳模型。这类模型假设随机过程在一个不变的均值附近保持平衡。其统计规律不会随着时间的推移发生变化。平稳的定义分为严平稳和宽平稳。定义1（严平稳）设{},t x t T ∈是一个随机过程,t x 是在不同的时刻t 的随机变量，在不同的时刻t 是不同的随机变量，任取n 个值1,,n t t 和任

3 意的实数h ，则1,,n x x 分布函数满足关系式 1111(,,;,)(,,;,) n n n n n n F x x t t F x x t h t h =++ 则称{},t x t T ∈为严平稳过程。在实际中，这几乎是不可能的。由此考虑到是否可以把条件放宽，仅仅要求其数字特征(数学期望和协方差)相等。定义2（宽平稳）若随机变量{},t x t T ∈的均值（一阶矩）和协方差（二阶矩）存在，且满足：

4 （1）任取t T ∈，有()t E x c =；（2）任取t T ∈，t T τ+∈，有 [(())(())]()E X t a X t a R ττ-+-= 协方差是时间间隔的函数。则称{},t x t T ∈ 为宽平稳过程，其中()R τ为协方差函数。 2 各种随机时间序列的表现形式

白噪声过程（white noise，如图1）。属于平稳过程。y t = u t, u t~ IID(0, σ2) 3 white noise 2 1 -1 -2 -3 140160240260 图1 白噪声序列（σ2=1） 5

第三章平稳时间序列分析

t P p t t t t t x B x x B x Bx x ===---M 221第3章平稳时间序列分析一个序列经过预处理被识别为平稳非白噪声序列，那就说明该序列是一个蕴含着相关信息的平稳序列。 3.1 方法性工具 3.1.1 差分运算一、p 阶差分记 t x ?为t x 的1阶差分：1--=?t t t x x x 记t x 2 ?为t x 的2阶差分：21122---+-=?-?=?t t t t t t x x x x x x 以此类推：记 t p x ?为t x 的p 阶差分：111---?-?=?t p t p t p x x x 二、k 步差分记t k x ?为t x 的k 步差分：k t t t k x x x --=? 3.1.2 延迟算子一、定义延迟算子相当与一个时间指针，当前序列值乘以一个延迟算子，就相当于把当前序列值的时间向过去拨了一个时刻。记B 为延迟算子，有延迟算子的性质： 1. 10 =B 2.若c 为任一常数，有1 )()(-?=?=?t t t x c x B c x c B 3.对任意俩个序列{t x }和{t y }，有11)(--±=±t t t t y x y x B 4. n t t n x x B -= 5.)!(!!,)1()1(0 i n i n C B C B i n i i n n i i n -= -=-∑=其中二、用延迟算子表示差分运算 1、p 阶差分 t p t p x B x )1(-=? 2、k 步差分 t k k t t t k x B x x x )1(-=-=?- 3.2 ARMA 模型的性质 3.2.1 AR 模型定义具有如下结构的模型称为p 阶自回归模型，简记为AR(p): t s Ex t s E Var E x x x x t s t s t t p t p t p t t t πΛ?=≠===≠+++++=---,0,0)(,)(,0)(,0222110εεεσεεφεφφφφε (3.4) AR(p)模型有三个限制条件：条件一： ≠p φ。这个限制条件保证了模型的最高阶数为p 。条件二： t s E Var E t s t t ≠===,0)(,)(,0)(2εεσεεε。这个限制条件实际上是要求随机干扰序列 }{t ε为零均值白噪声序列。条件三：t s Ex t s π?=,0ε。这个限制条件说明当期的随机干扰与过去的序列值无关。通常把AR(p)模型简记为： t p t p t t t x x x x εφφφφ+++++=---Λ22110 (3.5)

时间序列平稳性检验

时间序列平稳性检验分析姓名xxx 学院xx学院专业xxxx 学号xxxxxxxxxx

时间序列平稳性分析检验时间序列是一个计量经济学中的概念，时间序列分析中首先遇到的问题是关于时间序列数据的平稳性问题。一、时间序列平稳性的定义假定某个时间序列是由某一随机过程（stochastic process）生成的，即假定时间序列{X t}（t=1, 2, …）的每一个数值都是从一个概率分布中随机得到，如果满足下列条件： 1）均值E(Xt)=u是与时间t 无关的常数； 2）方差V ar(Xt)=σ2是与时间t 无关的常数； 3）协方差Cov(Xt, Xt+k)= γk 是只与时期间隔k有关，与时间t 无关的常数。则称该随机时间序列是平稳的（stationary)，而该随机过程是一平稳随机过程（stationary stochastic process）。 eg: 一个最简单的随机时间序列是一具有零均值同方差的独立分布序列： Xt=μt ，μt~N(0,σ2) 该序列常被称为是一个白噪声。由于Xt具有相同的均值与方差，且协方差为零,由定义,一个白噪声序列是平稳的。 eg:另一个简单的随机时间列序被称为随机游走，该序列由如下随机过程生成： Xt=Xt-1+μt 这里，μt是一个白噪声。容易知道该序列有相同的均值：E(Xt)=E(Xt-1) 为了检验该序列是否具有相同的方差，可假设Xt的初值为X0，则易知 X1=X0+μ1 X2=X1+μ2=X0+μ1+μ2 …… Xt=X0+μ1+μ2+…+μt 由于X0为常数，μt是一个白噪声，因此Var(Xt)=tσ2 即Xt的方差与时间t有关而非常数，它是一非平稳序列二、时间序列平稳性检验的方法对时间序列进行平稳性检验中，实际上假定了时间序列是由具有白噪声随机误差项的一阶自回归过程AR(1)生成的。但在实际检验中，时间序列可能由更高阶的自回归过程生成的，或者随机误差项并非是白噪声，这样用OLS法进行估计均会表现出随机误差项出现自相关（autocorrelation），导致DF检验无效。另外，如果时间序列包含有明显的随时

时间序列平稳性分析(课件)

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 T 2)EXt,为常数，t T 2 tm t （x1,x2,...,x 3)（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