10-03 时间序列

时间分析的基本概念- 与时间相关的稳定关系

1.1 时间序列的基本定义

指随着时间,按照一定规律波动的数列。一个具有分析价值的时间序列往往可以分解
成一下趋势:

趋势:趋势是时间序列在某一方向上的持续运动的上升,下降趋势;

季节变换:往往指在一年中与季节/月份强相关的周期性波动;

周期变化:一般指跨越多年的周期性变化,较常见的经济周期,冰川期;

不规则变化:即常见的随机扰动;

时间序列分解的成功与否,取决于两个因素:

1:数据序列本身是隐藏着规律的,不可预测的部分只是其中的一小部分;

2:分解的方法要合适,尤其是周期的判断要准确。


注:预测技术不是万能的,其最大价值不是预测未来,而是辅助我们监控我们做
的每一步是否正确。

1.2 时间序列的相关公式—我相关我自己

时间序列可记为:{Yi:t=0,1,2,3………};

协方差:Cov(Yt,Ys)=E[(Yt-μt)(Ys-μs)]=E(YtYs)-μtμs,t,s=0,1,2,….

自相关系数:Corr(Yt,Ys)= Cov(Yt,Ys)/(二者标准差之积)

如:Yt 表示5月份的数据,Ys表示6月份的数据;

自相关系数目的地即是为了检验时间序列的稳定;

1.3 平稳时间序列

假定时间序列{Yi:t=0,1,2,3,………}的每一个数值都是从一个概率分布中随机得到,如果满足一下条件:
		均值E(Yt)=μ与时间t无关的常数;
		方差Var(Yt)=γ是与时间无关的常数;

协方差Cov(Yt,Yt+k)同样是与时间t无关的常数;

则称该数列为平稳时间序列;

例如:两个特殊的时间序列:

1、	白噪声序列(一堆均值为0 的随机数,一种特殊的稳定序列)
特点:均值为0,方差不变(σ),由稳定且随机的数组成的序列;

定义:时间序列(Wt:t=0,1,…,n),如果该序列的、成分Wt满足均值μ为0,方差不
变,且对于任意的K≥1,自相关系数均为0 ,该时间序列为一个离散的白噪声;

记为:Xt=Wt,(0,σ^2);

白噪声无法剔除(能剔除最好);

2、	对于时间序列{Xt},如果它满足Xt=X(t-1)+Wt,即这期值等于上期数+白噪声数,则
Xt为一个随机游走;

记:Xt=X(t-1)+Wt,Xt(0,tσ^2)

显然对于白噪声序列,它满足正态分布,均值与方差都是与时间t无关的函数,它平稳性
要求。对于随机游走,它的均值为0 ,方差与时间t有关,不满足平稳性要求;

如果一个时间序列不是稳定的序列,可以通过差分法将其变为稳定序列;

1.4 时间序列的算法模型:

1、 AR模型
自回归模型,自己和自己相关(扰动项为白噪声)

2、 MA模型
滑动平均模型-由一系列的白噪声组成;

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