時間序列數(shù)據(jù)平穩(wěn)性檢驗實驗指導

1、實驗一時間序列數(shù)據(jù)平穩(wěn)性檢驗實驗指導一、實驗?zāi)康模豪斫饨?jīng)濟時間序列存在的不平穩(wěn)性，掌握對時間序列平穩(wěn)性檢驗的步驟和各種方法，認識利用不平穩(wěn)的序列進行建模所造成的影響。二、基本概概念：如果一個隨隨機過程程的均值值和方差差在時間間過程上上都是常常數(shù)，并并且在任任何兩時時期的協(xié)協(xié)方差值值僅依賴賴于該兩兩個時期間間的間隔隔，而不不依賴于于計算這這個協(xié)方方差的實實際時間間，就稱稱它是寬寬平穩(wěn)的的。時序圖ADF檢驗驗PP檢驗三、實驗內(nèi)內(nèi)容及要要求：1、實驗內(nèi)內(nèi)容：用Evieews55.1來來分析119644年到119999年中國國紗產(chǎn)量量的時間間序列，主要內(nèi)容：（1）、通通過時序序圖看時時間序列列的平穩(wěn)穩(wěn)

2、性，這這個方法法很直觀觀，但比比較粗糙糙；（2）、通通過計算算序列的的自相關(guān)關(guān)和偏自自相關(guān)系系數(shù)，根根據(jù)平穩(wěn)穩(wěn)時間序序列的性性質(zhì)觀察察其平穩(wěn)穩(wěn)性；（3）、進進行純隨隨機性檢檢驗；（4）、平平穩(wěn)性的的ADFF檢驗；（5）、平平穩(wěn)性的的pp檢檢驗。2、實驗要要求：（1）理解解不平穩(wěn)穩(wěn)的含義義和影響響；（2）熟悉悉對序列列平穩(wěn)化化處理的的各種方方法；（2）對相相應(yīng)過程程會熟練練軟件操操作，對對軟件分分析結(jié)果果進行分分析。四、實驗指指導（1）、繪繪制時間間序列圖圖時序圖可以以大致看看出序列列的平穩(wěn)穩(wěn)性，平平穩(wěn)序列列的時序序圖應(yīng)該該顯示出出序列始始終圍繞繞一個常常數(shù)值波波動，且且波動的的范圍不不大。如如

3、果觀察察序列的的時序圖圖顯示出出該序列列有明顯顯的趨勢勢或周期期，那它它通常不不是平穩(wěn)穩(wěn)序列，現(xiàn)現(xiàn)以19964-19999年中中國紗年年產(chǎn)量序序列（單單位：萬萬噸）來來說明。在EVIEEWS中中建立工工作文件件，在“Worrkfiile strructturee tyype”欄中選選擇“Datted-reggulaar ffreqquenncy”，在右右邊的“Datte sspeccifiicattionn”中輸入入起始年年19664，終終止年119999，點擊擊ok則則建立了了工作文文件。找找到中國國紗年產(chǎn)產(chǎn)量序列列的exxcell文件并并導入命名名該序列列為shha，見見圖1-2。圖1-1

4、 建立工工作文件件圖1-2創(chuàng)建新序列列SHAA，如圖圖1-22。點擊擊主菜單單Quiick/Graaph就就可作圖圖，見圖圖1-3，分別別是折線線圖（LLinee grraphh）、條條形圖（BBar graaph）、散散點圖（SScattterr）等，也也可雙擊擊序列名名，出現(xiàn)現(xiàn)顯示電電子表格格的序列列觀測值值，然后后點擊工工具欄的的Vieew/GGrapph。如如果選擇擇折線圖圖，出現(xiàn)現(xiàn)圖1-4的對話話框，在在此對話話框中鍵鍵入要做做圖的序序列，點點擊OKK則出現(xiàn)現(xiàn)折線圖圖，橫軸軸表示時時間，縱縱軸表示示紗產(chǎn)量量，見圖圖1-5，選擇擇圖1-5上工具具欄opptioons可可以對折折線圖做做

5、相應(yīng)修修飾。點點擊主菜菜單的EEditt/Coopy，然然后粘貼貼到文檔檔就變成成了如圖圖1-6的折線線圖。圖1-3圖1-4圖1-5圖1-6從圖1-66可以看看出，紗紗產(chǎn)量呈呈現(xiàn)波動動中上升升的趨勢勢，顯然然不平穩(wěn)穩(wěn)，所以以不是一一個平穩(wěn)穩(wěn)序列。這這一結(jié)論論，還可可以通過過平穩(wěn)性性統(tǒng)計檢檢驗來進進一步說說明。（2）、通通過相關(guān)關(guān)圖做平平穩(wěn)性判判斷為了進一步步的判斷斷序列SSHA的的平穩(wěn)性性，需要要繪制出出該序列列的自相相關(guān)圖。雙擊序列名sha出現(xiàn)序列觀測值的電子表格工作文件，點擊View/Correlogram，出現(xiàn)圖1-7的相關(guān)圖設(shè)定對話框，上面選項要求選擇對誰計算自相關(guān)系數(shù)：原始序列（Le

6、vel）、一階差分（1st difference）和二階差分（2nd difference），默認是對原始序列顯示相關(guān)圖。下面指定相關(guān)圖顯示的最大滯后階數(shù)k，若觀測值較多，k可取或；若樣本量較小k一般?。ū硎緯r間序列觀測值個數(shù)，表明不超過其的最大整數(shù)）。若序列是季節(jié)數(shù)據(jù)，一般k取季節(jié)周期的整數(shù)倍。設(shè)定完畢點擊OK就出現(xiàn)圖1-8的序列相關(guān)圖和相應(yīng)的統(tǒng)計量。圖1-7圖1-8相關(guān)圖的左左半部分分是自相相關(guān)和偏偏自相關(guān)關(guān)分析圖圖，垂立立的兩道道虛線表表示2倍倍標準差差。右半半部分是是滯后階階數(shù)、自自相關(guān)系系數(shù)、偏偏自相關(guān)關(guān)系數(shù)、QQ統(tǒng)計量量和相伴伴的概率率。從自自相關(guān)和和偏自相相關(guān)分析析圖可以以看出自

7、自相關(guān)系系數(shù)趨向向0的速速度相當當緩慢，且且滯后66階之后后自相關(guān)關(guān)系數(shù)才才落入22倍標準準差范圍圍以內(nèi)，并并且呈現(xiàn)現(xiàn)一種三三角對稱稱的形式式，這是是具有單單調(diào)趨勢勢的時間間序列典典型的自自相關(guān)圖圖的形式式，進一一步表明明序列是是非平穩(wěn)穩(wěn)的。（3）、純純隨機性性判斷一個時間序序列是否否有分析析價值，要要看序列列觀測值值之間是是否有一一定的相相關(guān)性，若若序列各各項之間間不存在在相關(guān)，即即相應(yīng)滯滯后階數(shù)數(shù)的自相相關(guān)系數(shù)數(shù)與0沒有顯顯著性差差異，序序列為白白噪聲序序列，則則圖1-8中Q統(tǒng)計量量正是對對序列是是否是白白噪聲序序列即純純隨機序序列進行行的統(tǒng)計計檢驗，該該檢驗的的原假設(shè)設(shè)和備擇擇假設(shè)分分別

8、為：至少存在某某個在圖1-88中，由由每個QQ統(tǒng)計量量的伴隨隨概率可可以看出出，都是是拒絕原原假設(shè)的的，說明明至少存存在某個個k，使得得滯后kk期的自自相關(guān)系系數(shù)顯著著非0，也即即拒絕序序列是白白噪聲序序列的原原假設(shè)。進行時間序序列分析析，我們們希望序序列是平平穩(wěn)的，且且非隨機機的，若若隨機，前前后觀察察值之間間沒有任任何關(guān)系系，沒有有信息可可以提取取。所以以我們在在研究時時間序列列之前，首首先要對對其平穩(wěn)穩(wěn)性和隨隨機性進進行檢驗驗，目的的是對平平穩(wěn)且非非隨機序序列進行行研究。 通過過對19964-19999年中中國紗年年產(chǎn)量序序列進行行分析發(fā)發(fā)現(xiàn)，紗紗產(chǎn)量是是不平穩(wěn)穩(wěn)的，顯顯示出波波動中的的

9、上升趨趨勢，進進一步用用自相關(guān)關(guān)圖-偏偏自相關(guān)關(guān)圖進行行的平穩(wěn)穩(wěn)性檢驗驗發(fā)現(xiàn)自自相關(guān)系系數(shù)趨向向0的速速度相當當緩慢，且且滯后66階之后后自相關(guān)關(guān)系數(shù)才才落入22倍標準準差范圍圍以內(nèi)，并并且呈現(xiàn)現(xiàn)一種三三角對稱稱的形式式，這是是具有單單調(diào)趨勢勢的時間間序列典典型的自自相關(guān)圖圖的形式式，進一一步表明明序列是是非平穩(wěn)穩(wěn)的。序序列的純純隨機性性檢驗進進一步驗驗證序列列的不平平穩(wěn)性，因因此要對對此序列列進行分分析，要要進行相相應(yīng)的平平穩(wěn)化處處理。（4）ADDF檢驗驗雙擊序列ssha，點點擊viiew/uniit rroott teest，出出現(xiàn)圖11-9的的對話框框，我們們先對序序列本身身進行單單位根

10、檢檢驗，在在滯后階階數(shù)對話話框選擇擇SC準準則自動動選擇階階數(shù)，分分別采用用帶常數(shù)數(shù)項，帶帶常數(shù)項項和趨勢勢項以及及什么都都不帶的的方程進進行ADDF檢驗驗，圖11-100顯示的的是帶趨趨勢項和和常數(shù)項項的方程程進行AADF檢檢驗的結(jié)結(jié)果，從從圖上可可以看出出，在顯顯著性水水平0.01下下，接受受存在一一個單位位根的原原假設(shè)，于于是對其其一階差差分進行行ADFF檢驗，結(jié)結(jié)果見圖圖1-111。圖1-9圖1-100圖1-111 一階階差分序序列的AADF檢檢驗結(jié)果果從圖1-111可以以看出，在在顯著性性水平00.011下，一一階差分分序列拒拒絕存在在一個單單位根的的原假設(shè)設(shè)，說明明經(jīng)過差差分后的的序列已已經(jīng)平穩(wěn)穩(wěn)，可以以為以后后的建模模使用。（5）PPP檢驗平穩(wěn)性檢驗驗常用的的方法還還有PPP檢驗，在圖1-9的對話框中“Test Type”中選擇下拉菜單Phillip