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时间序列分析


115823 117171 118517 119850 121121 122389 123626 124761 125786 126743
资料来源:中国统计年鉴2002
GDP指数
109.1 114.1 113.1 112.6 109.0 109.8 108.6 107.8 107.2 108.4
CPI
9.799989 1.046887
8.600003 1.010712
7.814669 0.918092
7.17095 0.821571
8.400901 0.760816
10.03938 1.006119
二、时间序列的波动性与自相关性测度
可以通过时间序列的方差与自协方差以及相关系数 测度。
记给定的时间序列为x1,x2,.......,xn,则其方差和自协 方差可以定义为:
S(t)I(t) yt yt
3. 计算各季节或月的季节指数
S(t)
1
y m1 tsj
m j0 ytsj
4. 分摊计算误差
5.
用各季或月季节指数之和去除
400%或1200%作为调整系数,用该系
数去乘各季或月的季节指数即为修正季
节指数。
例如,海鹏网球中心的利润见下表。
2000 2001 2002 2003 2004
可以分为线性趋 势和非线性趋势
季节变动( S )
160
140
120
100
80
60
40
20
季节变动
0
2000 2001 2002 2003 2004
由于季节的变化引起的现 象发展水平的规则变动。 季节变动产生的原因主要 有两个:
自然因素;
人为因素: 法律、习俗、制 度等
“季节变动”也用来指周 期小于一年的规则变动, 例如24小时内的交通流量。
Population 115823 117171 118517 119850 121121 122389 123626 124761 125786 126743
GDP
Population
-
-
14.10001 1.163845
13.1 1.148748
12.59999 1.124733
9.000012 1.060492
环比发展速度= yt yt1
对数差分变换:选取自然对数,再进行差分变换。 变换后的序列相当于原时间序列指标的增长率序 列.
xt log(yt)log(yt)log(yt-1)
=log( yt )=log(1+yt )yt
yt-1
yt-1
yt-1
(三)平均增长率的两种算法
几何平均法 从最初水平y0出发,每期按平均发展速度发展,
t1
n
yi
x x2 xn t1 0 y0
Example
GDP,亿元 年末人口数 2000年价格 (万人)
1991 37296.99
115823
1992 42555.87
117171
1993 48130.69
118517
1994 54195.15
119850
1995 59072.72
121121
ntY(t)(Y) b nt2(t)2
aYbt
分段总和法:将时间序列等分若干段, 每段求得一个方程,组成求解模型参数 的方程组,求解参数。
例题见P275~276
三、季节变动的测定
测定目的:
确定现象的季节变化规律以用于预测
消除时间序列中的季节因素
季节指数(季节比率):反映季节变动的相 对数。
103.4 106.4 114.7 124.1 117.1 108.3 102.8 99.2 98.6 100.4
四、时间序列分析的意义
可以了解事物发展变化的过程,揭示事物发展 变化的特点和特征,使人们更清楚地认识事物 的运动方式,把握事物发展变化的趋势和规律。
对事物未来的发展变化进行有效的推断和预测。 通过对多种不同指标的时间序列的共同分析,
可以揭示各种指标变动之间的相互关系,有助 于理解事物间的相互联系。
9.2 时间序列特征指标测度
时间序列均值的测度 时间序列的波动性与自相关性测度
一、时间序列均值的测度
(一)趋势平稳序列均值的计算
设给定的均值平稳时间数列为 x1x2.......xn 则其均值为:
n
xx1x2 .......xn i1 xi
时点序列:序列中的观测值反映现象在某 一瞬间上所达到的水平,不同时期的观测 值不能相加,相加结果没有实际意义。例 如我国年末人口数序列。
Example
GDP,亿元 年末人口数
2000年价格
万人
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
37296.99 42555.87 48130.69 54195.15 59072.72 64861.84 70439.96 75944.61 81390.56 88228.10
其中,s为一年中的季数或月数,即s=4或12; m为年分数。 2. 计算全部数据的总平均数
y
1 s
s t 1
yt
3. 计算各季或月的季节指数
S(t)=yt (t=1,2,...,s) y
4. 例见p278.
(二)同期移动平均法
步骤: 1. 计算各期的移动平均值 2.y t y t s /2 2 y t s /2 + 1 ... 2 2 y s t ... 2 y t + s /2 + 1 y t + s / 2 2. 计算各期的季节随机值
1、月(或季)的指数之和等于1200%(或 400%) 。
2、季节指数离100%越远,季节变动程度越大, 数据越远离其趋势值。
3、最常用的计算方法是移动平均趋势剔除法 (ratio-to-moving-average method)。
(一)同期直接平均法
步骤: 1. 计算各季或各月的平均数
yt m 1m j01ytsj (t=1,2,...,s)
时间序列的概念 时间序列的采集 时间序列的分类 时间序列的意义
一、时间序列的概念
时间序列又称时间数列或动态序列,它 是指按照时间的先后顺序取得的一系列 观测值。
形式上由反映客观现象的观测值和这些 数值所属的时间两个基本要素构成。
观测值可以是年度数值、季度数值、月度数 值或其他时间形式的数值
三、时间序列分类(不同,参见257--258)
根据观测值表现形式的不同可以分为绝对数、 相对数或平均数时间序列。绝对数时间序列又
可分为时期序列和时点序列。
时间序列
绝对数序列 相对数序列 平均数序列
时点序列
时期序列
时期序列与时点序列的区别
时期序列:序列中的观测值反映现象在一 段时期内发展过程的总量,不同时期的观 测值可以相加,相加结果表明现象在更长 一段时间内的活动总量;例如我国历年的 GDP序列。
1996 64861.84
122389
1997 70439.96
123626
1998 75944.61
124761
1999 81390.56
125786
2000 88228.10
126743
• 1、计算1992年-2000 年我国GDP的年增长 率和年平均增长率。
• 2、计算1992年-2000 年我国年末人口的年 增长率和年平均增长 率。
循环变动(C)
以若干年为周期、不具
严格规则的周期性连续变
动。
120
100
与长期趋势不同,它不是
80
朝着单一方向的持续运动,
60
而是涨落相间的波浪式起
40
20
伏变化;
0
与季节变动也不同,它的
2003 2000 1997 1994 1991 1988 1985 1982 1979 1976 1973 1970 1967 1964 1961 1978
指数曲线 T(t)abt
修正指数曲线模型 T(t)kabt
逻辑曲线模型 T(t)k/(1abt)
龚博茨曲线模型 T(t)kabt 双指数曲线模型 T (t) k + a e t b e t
(二)趋势模型参数的估计方法
趋势方程可以使用回归分析中的最小 二乘法进行估计。在实际应用中一般 使用统计软件进行计算。 对于线性趋势方程,根据回归分析中 推导出的结果,有
n
n
(二)趋势非平稳序列的平稳化变化
差分变化:用时间序列中的各期数值减去相邻的 前期数值,得出各期的增长量,形成一个增长量 序列。 记趋势非平稳序列 y1,y2,.......,yn ,则差分变换公 式为:
xt ytytyt-1
环比变换:用时间序列中各期数值除以相邻的前 期数值,变换后的序列相当于原时间序列指标的 环比发展速度序列.其公式为:
二、时间序列的采集
时间序列采样的方法需要根据所观测指标的 性质而定,主要有以下三种:
1. 瞬间采样:对于存量指标,每隔一定时间, 观测登记一次当时的现存数量。
2. 累积采样:对于流量指标,每隔一定时间, 计算登记一次其在以前某段时间内累计发生 数量。
3. 特征采样:对于所考察的事物,每隔一定的 时间,计算登记一次其在以前某段时间内的 特征值。
1 n
ckntk1(xi x)(xtkx)
当k=0时,c 0 即为时间序列的方差;当 k 0 时,c k 为
时间序列的k阶自协方差。
时间序列的自相关系数为:
rk
ck c0
当k=0时,r0 1 ;当k
的k阶自相关系数。
0 时,r k
<
1
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