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时间序列王燕第二版第三章习题答案分析

17.(1)判断该序列的平稳性与纯随机性。

首先画出该序列的时序图如图1-1所示:
图1-1
从时序图可以看出,该序列基本上在一个数值上随机波动,故可认为该序列平稳。

再绘制序列自相关图如图1-2所示:
图1-2
从图1-2的序列自相关图可以看出,该序列的自相关系数一直都比较小,始终在2倍标准差范围以内,可以认为该序列自始至终都在零轴附近波动,所以认为该序列平稳。

原假设为延迟期小于或等于m期的序列值之间相互独立;备择假设为序列值之间有相关性。

当延迟期小于等于6时,p值都小于0.05,所以拒绝原假设,认为该序列为非白噪声序列。

故可以利用ARMA模型对该序列建模。

(2)如果序列平稳且非白噪声,选择适当模型拟合该序列的发展。

从图1-2可见,除了延迟1阶的偏自相关系数在2倍标准差范围之外,其他阶数的偏自相关系数都在2倍标准差范围内波动,故可以认为该序列偏自相关系数1阶截尾。

自相关图显示出非截尾的性质。

综合该序列自相关系数和偏自相关系数的性质,为拟合模型定阶为AR(1)模型。

A.A R(1)模型
对于AR(1)模型,AIC=9.434581,SBC=9.468890。

对残差序列进行白噪声检验:
Q统计量的P值没有大于0.05,因此认为残差序列为非白噪声序列,拒绝原假设,说明残差序列中还残留着相关信息,拟合模型不显著。

B.ARMA(1,1)模型
对于ARMA(1,1)模型,AIC=9.083333,SBC=9.151950。

对残差序列进行白噪声检验:
图1-3
列为白噪声序列,模型信息提取比较充分。

C.AR(2)模型
对于AR(2)模型,AIC=9.198930,SBC=9.268139。

对残差序列进行白噪声检验:
图1-4
列为白噪声序列,模型信息提取比较充分。

比较上述三个模型,见下表1:
(3)利用拟合模型,预测该城市未来5年的降雪量。

用ARMA(1,1)模型可预测该城市未来5年的降雪量如下表2所示:
18.(1)判断该序列的平稳性与纯随机性。

首先画出该序列的时序图如图2-1所示:
图2-1
从时序图可以看出,该序列基本上在一个数值上随机波动,故可认为该序列平稳。

再绘制序列自相关图如图2-2所示:
图2-2
从图2-2的序列自相关图可以看出,该序列的自相关系数一直都比较小,始终在2倍标准差范围以内,可以认为该序列自始至终都在零轴附近波动,所以认为该序列平稳。

原假设为延迟期小于或等于m期的序列值之间相互独立;备择假设为序列值之间有相关性。

p值都小于0.05,所以拒绝原假设,认为该序列为非白噪声序列。

故可以利用ARMA模型对该序列建模。

(2)选择适当模型拟合该序列的发展。

从图2-2可见,除了延迟1阶的偏自相关系数在2倍标准差范围之外,其他阶数的偏自相关系数都在2倍标准差范围内波动,故可以认为该序列偏自相关系数1阶截尾。

自相关图显示出非截尾的性质。

综合该序列自相关系数和偏自相关系数的性质,为拟合模型定阶为AR(1)模型。

A.AR(1)模型
对于AR(1)模型,AIC=0.610126,SBC=0.641502。

对残差序列进行白噪声检验:
Q统计量的P值没有大于0.05,因此认为残差序列为非白噪声序列,拒绝原假设,说明残差序列中还残留着相关信息,拟合模型不显著。

B.AR(2)模型
对于AR(2)模型,AIC=0.417809,SBC=0.481050。

对残差序列进行白噪声检验:
图2-3
从图2-3可以看出,Q统计量的P值都远远大于0.05,因此可以认为残差序列为白噪声序列,模型信息提取比较充分。

比较上述两个模型,见下表3:
(3)利用拟合模型,预测该地区未来5年的谷物产量。

用AR(2)模型可预测该地区未来5年的谷物产量如下表4所示:
19.(1)判断该序列的平稳性与纯随机性。

首先画出该序列的时序图如图3-1所示:
图3-1
从时序图可以看出,该序列基本上在一个数值上随机波动,故可认为该序列平稳。

再绘制序列自相关图如图3-2所示:
图3-2
从图3-2的序列自相关图可以看出,该序列的自相关系数迅速递减为0,自始至终都在零轴附近波动,所以认为该序列平稳。

原假设为延迟期小于或等于m期的序列值之间相互独立;备择假设为序列值之间有相关性。

p值都小于0.05,所以拒绝原假设,认为该序列为非白噪声序列。

故可以利用ARMA模型对该序列建模。

(2)如果序列平稳且非白噪声,选择适当模型拟合该序列的发展。

从图3-2可见,除了延迟1阶的自相关系数在2倍标准差范围之外,其他阶数的自相关系数都在2倍标准差范围内波动,故可以认为该序列自相关系数1阶截尾。

偏自相关图显示出非截尾的性质。

综合该序列自相关系数和偏自相关系数的性质,为拟合模型定阶为MA(1)模型。

A.MA(1)模型
对于MA(1)模型,AIC=10.45567,SBC=10.47210。

对残差序列进行白噪声检验:
Q统计量的P值没有大于0.05,因此认为残差序列为非白噪声序列,拒绝原假设,说明残差序列中还残留着相关信息,拟合模型不显著。

B.ARMA(3,1)模型
对于ARMA(3,1)模型,AIC=4.892222,SBC=4.958652。

对残差序列进行白噪声检验:
Q统计量的P值没有大于0.05,因此认为残差序列为非白噪声序列,拒绝原
假设,说明残差序列中还残留着相关信息,拟合模型不显著。

C.ARMA(3,2)模型
对于ARMA(3,2)模型,AIC=4.892222,SBC=4.958652。

对残差序列进行白噪声检验:
Q统计量的P值没有大于0.05,因此认为残差序列为非白噪声序列,拒绝原假设,说明残差序列中还残留着相关信息,拟合模型不显著。

D.ARMA(4,3)模型
对于ARMA(4,3)模型,AIC=4.854122,SBC=4.970784。

对残差序列进行白噪声检验:
图3-3
从图3-3可以看出,Q统计量的P值都远远大于0.05,因此可以认为残差序列为白噪声序列,模型信息提取比较充分。

比较上述四个模型,见下表5:
(3)利用拟合模型,预测该序列下一时刻95%的置信区间。

根据ARMA(4,3)模型可以预测下一时刻为83.80236。

置信区间为
[83.80236-1.96*3.115828,83.80236+1.96*3.115828]即[77.69533712,89.90938288]。

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