本文從實踐角度讨論了季節性機關根。我們考慮一些時間序列

,例如道路上的交通流量,
1. 2.
> plot(T,X,type="l")
3.
> reg=lm(X~T)
4.
> abline(reg,col="red")
如果存在趨勢,我們應該将其删除,然後處理殘差
- > Y=residuals(reg)
- > acf(Y,lag=36,lwd=3)
我們可以看到這裡有一些季節性。第一個政策可能是假設存在季節性機關根,是以我們考慮
,我們嘗試找到ARMA模型。考慮時間序列的自相關函數,
- > Z=diff(Y,12)
- > acf(Z,lag=36,lwd=3)
或偏自相關函數
第一個圖可能建議MA(1),而第二個圖可能建議AR(1)時間序列。我們都嘗試。
1. 2.
arima
3.
Coefficients:
4.
ma1 intercept
5.
-0.2367 -583.7761
6.
s.e. 0.0916 254.8805
7.
8.
sigma^2 estimated as 8071255: log likelihood = -684.1, aic = 1374.2
可以認為是白噪聲(如果您不确定,請嘗試 Box-Pierce或Ljung-Box 測試)。
1. 2.
arima
3.
Coefficients:
4.
ar1 intercept
5.
-0.3214 -583.0943
6.
s.e. 0.1112 248.8735
7.
8.
sigma^2 estimated as 7842043: log likelihood = -683.07, aic = 1372.15
也可以視為白噪聲。到目前為止,我們有
對于一些白噪聲
。這表明以下的SARIMA結構
1.
2.
arima
3.
Coefficients:
4.
ar1
5.
-0.2715
6.
s.e. 0.1130
7.
8.
sigma^2 estimated as 8412999: log likelihood = -685.62, aic = 1375.25
現在,如果我們認為我們沒有季節性機關根,而在AR結構中隻是一個大的自回歸系數。讓我們嘗試類似
自然而然的猜測是該系數應該(可能)接近于1。讓我們嘗試一下
1. 2.
arima
3.
Coefficients:
4.
ar1 sar1 intercept
5.
-0.1629 0.9741 -684.9455
6.
s.e. 0.1170 0.0115 3064.4040
7.
8.
sigma^2 estimated as 8406080: log likelihood = -816.11, aic = 1640.21
這與我們先前(以某種方式)獲得的結果具有可比性,是以我們可以假設該模型是一個有趣的模型。我們将進一步讨論:第一個系數可能是不重要的。
這兩個模型有什麼差別?
從(非常)長期的角度來看,模型是完全不同的:一個模型是平穩的,是以預測将趨向于平均值,而另一個模型則是按季節的,是以置信區間将增加。我們得到
> pre(model2,600,b=60000)
對于平穩的
> prev(model3,600,b=60000)
但是,使用這些模型進行的預測僅适用于短期範圍。在這種情況下,這裡的預測幾乎相同,
> pre(model2,36,b=60000)
> pre(model3,36,b=60000)
現在,如果我們回到第二個模型,自回歸系數可能被認為是不重要的。如果我們将其删除怎麼樣?
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Call:
3.
seasonal = list(order = c(1, 0, 0)
4.
Coefficients:
5.
sar1 intercept
6.
0.9662 -696.5661
7.
s.e. 0.0134 3182.3017
8.
9.
- sigma^2 estimated as 8918630: log likelihood = -817.03, aic = 1640.07
如果我們看一下(短期)預測,我們得到
> pre(model,36,b=32000)
有什麼差別嗎?如果我們看一下預測結果數字,我們會得到
數字不同,但差異不大(請注意置信區間的大小)。這可以解釋為什麼在R中,當我們在自回歸過程時 ,得到一個模型要估計的參數
,即使其中不重要,我們通常也會保留它們來預測。