第一章時(shí)間序列分析簡(jiǎn)介課件

應(yīng)用時(shí)間序列分析?應(yīng)用時(shí)間序列分析?1教材介紹教材：《應(yīng)用時(shí)間序列》，王燕編著，中國(guó)人民大學(xué)出版社。應(yīng)用軟件：SAS練習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)：TimeSeriesDataLibrary/data/list/?q=provider:tsdl?教材介紹教材：《應(yīng)用時(shí)間序列》，王燕編著，中國(guó)人民大學(xué)出版社2第一章時(shí)間序列分析簡(jiǎn)介?第一章時(shí)間序列分析簡(jiǎn)介?3本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)4最早的時(shí)間序列分析7000年前，古埃及人把尼羅河漲落的情況逐天記錄下來，就構(gòu)成所謂的時(shí)間序列。對(duì)這個(gè)時(shí)間序列長(zhǎng)期的觀察使他們發(fā)現(xiàn)尼羅河的漲落非常有規(guī)律。當(dāng)天狼星第一次和太陽(yáng)同時(shí)升起的那一天之后，再過200天左右，尼羅河就開始泛濫，泛濫期將持續(xù)70~80天，洪水過后，土地肥沃，隨意播種就會(huì)有豐厚的收成。由于掌握了尼羅河泛濫的規(guī)律，使得古埃及的農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，解放出大批的勞動(dòng)力去從事非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而創(chuàng)建了埃及燦爛的史前文明。1月1日6月17日10月12月尼羅河泛濫期“落淚夜

?最早的時(shí)間序列分析1月1日6月17日10月12月尼羅河泛濫期5本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)6時(shí)間序列的定義

隨機(jī)序列:按時(shí)間順序排列的一組隨機(jī)變量觀察值序列:隨機(jī)序列的個(gè)有序觀察值，稱之為序列長(zhǎng)度為的觀察值序列隨機(jī)序列和觀察值序列的關(guān)系觀察值序列是隨機(jī)序列的一個(gè)實(shí)現(xiàn)我們研究的目的是想揭示隨機(jī)時(shí)序的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的手段都是通過分析觀察值序列的性質(zhì)，由觀察值序列的性質(zhì)來推斷隨機(jī)序列的性質(zhì)?時(shí)間序列的定義隨機(jī)序列:按時(shí)間順序排列的一組隨機(jī)變量?7案例我們想研究全國(guó)高校招生人數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律那么每一年全國(guó)普通高等學(xué)校的招生人數(shù)就構(gòu)成了一個(gè)隨機(jī)序列通過統(tǒng)計(jì)，得到的1999—2008年全國(guó)高等學(xué)校的招生人數(shù)序列就構(gòu)成一個(gè)序列長(zhǎng)度為10的觀察值序列我國(guó)1999~2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生人數(shù)（單位：萬(wàn)人）159.7，220.6，268.3，320.5，382.2447.3，504.5，546.1，565.9，607.7?案例我們想研究全國(guó)高校招生人數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律?81999-2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生人數(shù)（單位：萬(wàn)人）?1999-2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生人數(shù)（單位：萬(wàn)人）?9本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)10時(shí)間序列分析方法描述性時(shí)序分析通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的發(fā)展規(guī)律序列統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理，分析序列值內(nèi)在的相關(guān)關(guān)系

?時(shí)間序列分析方法描述性時(shí)序分析序列統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析?11描述性時(shí)間序列分析早期的時(shí)序分析通常都是通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的發(fā)展規(guī)律，這種分析方法就稱為描述性時(shí)序分析。古埃及人發(fā)現(xiàn)尼羅河泛濫的規(guī)律就是依靠這種分析方法。在天文、物理、海洋學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域，這種簡(jiǎn)單的描述性時(shí)序分析方法也常常能使人們發(fā)現(xiàn)意想不到的規(guī)律。?描述性時(shí)間序列分析早期的時(shí)序分析通常都是通過直觀的數(shù)據(jù)比較或12描述性時(shí)序分析案例——糧食生產(chǎn)與價(jià)格《史記.貨殖列傳》記載，早在我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，范蠡和計(jì)然就提出我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有“六歲穰，六歲旱，十二歲一大饑”的自然規(guī)律?！对浇^書．計(jì)倪內(nèi)經(jīng)》則描述得更加詳細(xì)：“太陰三歲處金則穰﹐三歲處水則毀﹐三歲處木則康﹐三歲處火則旱……天下六歲一穰﹐六歲一康﹐凡十二歲一饑?！狈g成現(xiàn)代文就是：“木星繞天空運(yùn)行﹐運(yùn)行三年，如果處于金位，則該年為大豐收年﹔如果處于水位﹐則該年為大災(zāi)年；再運(yùn)行三年，如果至木位﹐則該年為小豐收年﹔如果處于火位﹐則該年為小災(zāi)年，所以天下平均六年一大豐收，六年一小豐收，十二年一大饑荒?！边@是2500多年前，我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有3年一小波動(dòng)，12年左右一個(gè)大周期的記錄，是一個(gè)典型的描述性時(shí)間序列分析。?描述性時(shí)序分析案例——糧食生產(chǎn)與價(jià)格《史記.貨殖列傳》記載，13我國(guó)穩(wěn)定糧價(jià)的方法——“平糶法”范蠡根據(jù)“六歲穰，六歲旱，十二歲一大饑”的自然規(guī)律提出了我國(guó)最早穩(wěn)定糧價(jià)的方法：“平糶法”“夫糶，二十病農(nóng)，九十病末。末病則財(cái)不出，農(nóng)病則草不辟矣。上不過八十，下不減三十，則農(nóng)末俱利，平糶齊物，關(guān)市不乏，治國(guó)之道也?！边@段話的意思是：如果是豐收年，糧食賤賣，會(huì)傷害農(nóng)民種糧的積極性。如果是大災(zāi)年，糧食天價(jià)，會(huì)傷到老百姓的生存。所以要實(shí)行“平糶法”。政府應(yīng)該在糧食豐收時(shí)高于最低價(jià)購(gòu)買糧食進(jìn)行儲(chǔ)備，以保護(hù)農(nóng)民的利益；在糧食短缺時(shí)，將儲(chǔ)備糧食投放市場(chǎng)，以穩(wěn)定糧價(jià)，確保百姓的生存。這是對(duì)農(nóng)民和百姓都有利的政策，是一個(gè)國(guó)家的治國(guó)之道。?我國(guó)穩(wěn)定糧價(jià)的方法——“平糶法”范蠡根據(jù)“六歲穰，六歲旱，十14歐洲糧食產(chǎn)量的描述性時(shí)序圖在范蠡之后2000年，歐洲經(jīng)濟(jì)學(xué)家在研究歐洲各地糧食產(chǎn)量時(shí)發(fā)現(xiàn)了類似規(guī)律。

1884-1939年蘇格蘭與威爾士每英畝大麥產(chǎn)量時(shí)序圖?歐洲糧食產(chǎn)量的描述性時(shí)序圖在范蠡之后2000年，歐洲經(jīng)濟(jì)學(xué)家15Beveridge小麥價(jià)格指數(shù)序列貝弗里奇（Beveridge）小麥價(jià)格指數(shù)序列，它由1500-1869年逐年估計(jì)的小麥價(jià)格構(gòu)成，可以清晰地看到該序列有一個(gè)13年左右的周期?Beveridge小麥價(jià)格指數(shù)序列貝弗里奇（Beveridg16太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律德國(guó)業(yè)余天文學(xué)家施瓦貝（S.H.Schwabe）發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子的活動(dòng)具有11-12年左右的周期?太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律德國(guó)業(yè)余天文學(xué)家施瓦貝（S.H.Schwa17糧食價(jià)格波動(dòng)的天文學(xué)解釋太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)周期和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的周期長(zhǎng)度非常接近，這引起了英國(guó)天文學(xué)家、天王星的發(fā)現(xiàn)者威廉·赫歇爾（F.W.Herschel）的關(guān)注。最后他發(fā)現(xiàn)當(dāng)太陽(yáng)黑子變少時(shí)，地球上的雨量也會(huì)減少。所以在沒有良好人工灌溉技術(shù)的時(shí)代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)呈現(xiàn)出和太陽(yáng)黑子近似的變化周期。我們沒有采用任何復(fù)雜的模型或分析方法，僅僅是沿著時(shí)間順序收集數(shù)據(jù)，描述和呈現(xiàn)序列的波動(dòng)，就了解到小麥產(chǎn)量的周期波動(dòng)特征，以及產(chǎn)生該周期波動(dòng)的氣候成因及該周期對(duì)價(jià)格的影響。?糧食價(jià)格波動(dòng)的天文學(xué)解釋太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)周期和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的周期長(zhǎng)18描述性時(shí)序分析通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的發(fā)展規(guī)律，這種分析方法就稱為描述性時(shí)序分析

描述性時(shí)序分析方法具有操作簡(jiǎn)單、直觀有效的特點(diǎn)，它通常是人們進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析的第一步。局限性：它只能展示非常明顯的規(guī)律性。而在金融、保險(xiǎn)、法律、人口、心理學(xué)等社會(huì)科學(xué)研究領(lǐng)域，隨機(jī)變量的發(fā)展通常會(huì)呈現(xiàn)出非常強(qiáng)的隨機(jī)性，想通過對(duì)序列簡(jiǎn)單的觀察和描述，總結(jié)出隨機(jī)變量發(fā)展變化的規(guī)律，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出它們將來的走勢(shì)通常是非常困難的。?描述性時(shí)序分析通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的19統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析方法頻域分析方法時(shí)域分析方法統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析?統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析方法頻域分析方法時(shí)域分析方法統(tǒng)計(jì)?20頻域分析方法原理假設(shè)任何一種無趨勢(shì)的時(shí)間序列都可以分解成若干不同頻率的周期波動(dòng)發(fā)展過程早期的頻域分析方法借助富里埃分析從頻率的角度揭示時(shí)間序列的規(guī)律

后來借助了傅里葉變換，用正弦、余弦項(xiàng)之和來逼近某個(gè)函數(shù)

20世紀(jì)60年代，引入最大熵譜估計(jì)理論，進(jìn)入現(xiàn)代譜分析階段

特點(diǎn)非常有用的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析方法，但是由于分析方法復(fù)雜，結(jié)果抽象，有一定的使用局限性?頻域分析方法原理?21時(shí)域分析方法原理事件的發(fā)展通常都具有一定的慣性，這種慣性用統(tǒng)計(jì)的語(yǔ)言來描述就是序列值之間存在著一定的相關(guān)關(guān)系，這種相關(guān)關(guān)系通常具有某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。目的尋找出序列值之間相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并擬合出適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來描述這種規(guī)律，進(jìn)而利用這個(gè)擬合模型預(yù)測(cè)序列未來的走勢(shì)特點(diǎn)理論基礎(chǔ)扎實(shí)，操作步驟規(guī)范，分析結(jié)果易于解釋，是時(shí)間序列分析的主流方法

?時(shí)域分析方法原理?22時(shí)域分析方法的分析步驟考察觀察值序列的特征根據(jù)序列的特征選擇適當(dāng)?shù)臄M合模型根據(jù)序列的觀察數(shù)據(jù)確定模型的口徑檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?yōu)化模型利用擬合好的模型來推斷序列其它的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)或預(yù)測(cè)序列將來的發(fā)展

?時(shí)域分析方法的分析步驟考察觀察值序列的特征?23時(shí)域分析方法的發(fā)展過程啟蒙階段基礎(chǔ)階段發(fā)展階段YuleWalkerBoxJenkinsEngleGranger?時(shí)域分析方法的發(fā)展過程啟蒙階段基礎(chǔ)階段發(fā)展階段YuleBox24啟蒙階段G.U.Yule英國(guó)數(shù)學(xué)家。1927年，Yule提出用線性回歸方程來模擬一個(gè)時(shí)間序列，這是最早的AR模型。G.T.Walker英國(guó)數(shù)學(xué)家，天文學(xué)家。1931年，Walker利用Yule的分析方法研究了衰減正弦時(shí)間序列，得出Yule-Walker方程?啟蒙階段G.U.Yule?25基礎(chǔ)階段G.E.P.Box和G.M.Jenkins1970年，他們出版了《TimeSeriesAnalysisForecastingandControl》一書書中，他們系統(tǒng)地闡述了ARIMA模型的識(shí)別、估計(jì)、檢驗(yàn)及預(yù)測(cè)的原理及方法。這些知識(shí)現(xiàn)在被稱為經(jīng)典時(shí)間序列分析方法，是時(shí)域分析方法的核心內(nèi)容。為了記念Box和Jenkins對(duì)時(shí)間序列發(fā)展的特殊貢獻(xiàn)，現(xiàn)在人們也常把ARIMA模型稱為Box-Jenkins模型。ARIMA模型的實(shí)質(zhì)單變量、同方差場(chǎng)合的線性模型

?基礎(chǔ)階段G.E.P.Box和G.M.Jenkins?26完善階段異方差場(chǎng)合RobertF.Engle，1982年，ARCH模型Bollerslov，1985年，GARCH模型Nelson等人提出了GARCH模型的多種衍生模型多變量場(chǎng)合C.Granger，1987年提出了協(xié)整（co-integration）理論非線性場(chǎng)合湯家豪等，1980年，門限自回歸模型C.Granger，1978年，雙線性模型RobertF.EngleC.Granger?完善階段異方差場(chǎng)合RobertF.EngleC.Grang27本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)28時(shí)間序列分析軟件

常用軟件S-plus，Matlab，Gauss，TSP，Eviews和SAS、R推薦軟件——SAS在SAS系統(tǒng)中有一個(gè)專門進(jìn)行計(jì)量經(jīng)濟(jì)與時(shí)間序列分析的模塊：SAS/ETS。SAS/ETS編程語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，輸出功能強(qiáng)大，分析結(jié)果精確，是進(jìn)行時(shí)間序列分析與預(yù)測(cè)的理想的軟件由于SAS系統(tǒng)具有全球一流的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)功能，因此在進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的時(shí)間序列分析時(shí)它具有其它統(tǒng)計(jì)軟件無可比擬的優(yōu)勢(shì)

?時(shí)間序列分析軟件常用軟件?29本章SAS軟件操作指導(dǎo)SAS操作界面介紹菜單欄，工具欄，窗口創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集使用DATA步創(chuàng)建數(shù)據(jù)集直接導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成SAS數(shù)據(jù)集時(shí)間序列數(shù)據(jù)集的處理間隔函數(shù)（intnx）的使用序列變換子集缺失數(shù)據(jù)插值?本章SAS軟件操作指導(dǎo)SAS操作界面介紹?30謝謝!?謝謝!?31每一次的加油，每一次的努力都是為了下一次更好的自己。1月-231月-23Wednesday,January4,2023天生我材必有用，千金散盡還復(fù)來。12:32:4312:32:4312:321/4/202312:32:43PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。1月-2312:32:4312:32Jan-2304-Jan-23得道多助失道寡助，掌控人心方位上。12:32:4312:32:4312:32Wednesday,January4,2023安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。1月-231月-2312:32:4312:32:43January4,2023加強(qiáng)自身建設(shè)，增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2023年1月4日12:32下午1月-231月-23擴(kuò)展市場(chǎng)，開發(fā)未來，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在。04一月202312:32:43下午12:32:431月-23做專業(yè)的企業(yè)，做專業(yè)的事情，讓自己專業(yè)起來。一月2312:32下午1月-2312:32January4,2023時(shí)間是人類發(fā)展的空間。2023/1/412:32:4312:32:4304January2023科學(xué)，你是國(guó)力的靈魂；同時(shí)又是社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志。12:32:43下午12:32下午12:32:431月-23每天都是美好的一天，新的一天開啟。1月-231月-2312:3212:32:4312:32:43Jan-23人生不是自發(fā)的自我發(fā)展，而是一長(zhǎng)串機(jī)緣。事件和決定，這些機(jī)緣、事件和決定在它們實(shí)現(xiàn)的當(dāng)時(shí)是取決于我們的意志的。2023/1/412:32:43Wednesday,January4,2023感情上的親密，發(fā)展友誼；錢財(cái)上的親密，破壞友誼。1月-232023/1/412:32:431月-23謝謝大家！每一次的加油，每一次的努力都是為了下一次更好的自己。12月-32應(yīng)用時(shí)間序列分析?應(yīng)用時(shí)間序列分析?33教材介紹教材：《應(yīng)用時(shí)間序列》，王燕編著，中國(guó)人民大學(xué)出版社。應(yīng)用軟件：SAS練習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)：TimeSeriesDataLibrary/data/list/?q=provider:tsdl?教材介紹教材：《應(yīng)用時(shí)間序列》，王燕編著，中國(guó)人民大學(xué)出版社34第一章時(shí)間序列分析簡(jiǎn)介?第一章時(shí)間序列分析簡(jiǎn)介?35本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)36最早的時(shí)間序列分析7000年前，古埃及人把尼羅河漲落的情況逐天記錄下來，就構(gòu)成所謂的時(shí)間序列。對(duì)這個(gè)時(shí)間序列長(zhǎng)期的觀察使他們發(fā)現(xiàn)尼羅河的漲落非常有規(guī)律。當(dāng)天狼星第一次和太陽(yáng)同時(shí)升起的那一天之后，再過200天左右，尼羅河就開始泛濫，泛濫期將持續(xù)70~80天，洪水過后，土地肥沃，隨意播種就會(huì)有豐厚的收成。由于掌握了尼羅河泛濫的規(guī)律，使得古埃及的農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，解放出大批的勞動(dòng)力去從事非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而創(chuàng)建了埃及燦爛的史前文明。1月1日6月17日10月12月尼羅河泛濫期“落淚夜

?最早的時(shí)間序列分析1月1日6月17日10月12月尼羅河泛濫期37本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)38時(shí)間序列的定義

隨機(jī)序列:按時(shí)間順序排列的一組隨機(jī)變量觀察值序列:隨機(jī)序列的個(gè)有序觀察值，稱之為序列長(zhǎng)度為的觀察值序列隨機(jī)序列和觀察值序列的關(guān)系觀察值序列是隨機(jī)序列的一個(gè)實(shí)現(xiàn)我們研究的目的是想揭示隨機(jī)時(shí)序的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的手段都是通過分析觀察值序列的性質(zhì)，由觀察值序列的性質(zhì)來推斷隨機(jī)序列的性質(zhì)?時(shí)間序列的定義隨機(jī)序列:按時(shí)間順序排列的一組隨機(jī)變量?39案例我們想研究全國(guó)高校招生人數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律那么每一年全國(guó)普通高等學(xué)校的招生人數(shù)就構(gòu)成了一個(gè)隨機(jī)序列通過統(tǒng)計(jì)，得到的1999—2008年全國(guó)高等學(xué)校的招生人數(shù)序列就構(gòu)成一個(gè)序列長(zhǎng)度為10的觀察值序列我國(guó)1999~2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生人數(shù)（單位：萬(wàn)人）159.7，220.6，268.3，320.5，382.2447.3，504.5，546.1，565.9，607.7?案例我們想研究全國(guó)高校招生人數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律?401999-2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生人數(shù)（單位：萬(wàn)人）?1999-2008年全國(guó)普通高等學(xué)校招生人數(shù)（單位：萬(wàn)人）?41本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)42時(shí)間序列分析方法描述性時(shí)序分析通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的發(fā)展規(guī)律序列統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理，分析序列值內(nèi)在的相關(guān)關(guān)系

?時(shí)間序列分析方法描述性時(shí)序分析序列統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析?43描述性時(shí)間序列分析早期的時(shí)序分析通常都是通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的發(fā)展規(guī)律，這種分析方法就稱為描述性時(shí)序分析。古埃及人發(fā)現(xiàn)尼羅河泛濫的規(guī)律就是依靠這種分析方法。在天文、物理、海洋學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域，這種簡(jiǎn)單的描述性時(shí)序分析方法也常常能使人們發(fā)現(xiàn)意想不到的規(guī)律。?描述性時(shí)間序列分析早期的時(shí)序分析通常都是通過直觀的數(shù)據(jù)比較或44描述性時(shí)序分析案例——糧食生產(chǎn)與價(jià)格《史記.貨殖列傳》記載，早在我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，范蠡和計(jì)然就提出我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有“六歲穰，六歲旱，十二歲一大饑”的自然規(guī)律。《越絕書．計(jì)倪內(nèi)經(jīng)》則描述得更加詳細(xì)：“太陰三歲處金則穰﹐三歲處水則毀﹐三歲處木則康﹐三歲處火則旱……天下六歲一穰﹐六歲一康﹐凡十二歲一饑?！狈g成現(xiàn)代文就是：“木星繞天空運(yùn)行﹐運(yùn)行三年，如果處于金位，則該年為大豐收年﹔如果處于水位﹐則該年為大災(zāi)年；再運(yùn)行三年，如果至木位﹐則該年為小豐收年﹔如果處于火位﹐則該年為小災(zāi)年，所以天下平均六年一大豐收，六年一小豐收，十二年一大饑荒?！边@是2500多年前，我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有3年一小波動(dòng)，12年左右一個(gè)大周期的記錄，是一個(gè)典型的描述性時(shí)間序列分析。?描述性時(shí)序分析案例——糧食生產(chǎn)與價(jià)格《史記.貨殖列傳》記載，45我國(guó)穩(wěn)定糧價(jià)的方法——“平糶法”范蠡根據(jù)“六歲穰，六歲旱，十二歲一大饑”的自然規(guī)律提出了我國(guó)最早穩(wěn)定糧價(jià)的方法：“平糶法”“夫糶，二十病農(nóng)，九十病末。末病則財(cái)不出，農(nóng)病則草不辟矣。上不過八十，下不減三十，則農(nóng)末俱利，平糶齊物，關(guān)市不乏，治國(guó)之道也?！边@段話的意思是：如果是豐收年，糧食賤賣，會(huì)傷害農(nóng)民種糧的積極性。如果是大災(zāi)年，糧食天價(jià)，會(huì)傷到老百姓的生存。所以要實(shí)行“平糶法”。政府應(yīng)該在糧食豐收時(shí)高于最低價(jià)購(gòu)買糧食進(jìn)行儲(chǔ)備，以保護(hù)農(nóng)民的利益；在糧食短缺時(shí)，將儲(chǔ)備糧食投放市場(chǎng)，以穩(wěn)定糧價(jià)，確保百姓的生存。這是對(duì)農(nóng)民和百姓都有利的政策，是一個(gè)國(guó)家的治國(guó)之道。?我國(guó)穩(wěn)定糧價(jià)的方法——“平糶法”范蠡根據(jù)“六歲穰，六歲旱，十46歐洲糧食產(chǎn)量的描述性時(shí)序圖在范蠡之后2000年，歐洲經(jīng)濟(jì)學(xué)家在研究歐洲各地糧食產(chǎn)量時(shí)發(fā)現(xiàn)了類似規(guī)律。

1884-1939年蘇格蘭與威爾士每英畝大麥產(chǎn)量時(shí)序圖?歐洲糧食產(chǎn)量的描述性時(shí)序圖在范蠡之后2000年，歐洲經(jīng)濟(jì)學(xué)家47Beveridge小麥價(jià)格指數(shù)序列貝弗里奇（Beveridge）小麥價(jià)格指數(shù)序列，它由1500-1869年逐年估計(jì)的小麥價(jià)格構(gòu)成，可以清晰地看到該序列有一個(gè)13年左右的周期?Beveridge小麥價(jià)格指數(shù)序列貝弗里奇（Beveridg48太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律德國(guó)業(yè)余天文學(xué)家施瓦貝（S.H.Schwabe）發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子的活動(dòng)具有11-12年左右的周期?太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律德國(guó)業(yè)余天文學(xué)家施瓦貝（S.H.Schwa49糧食價(jià)格波動(dòng)的天文學(xué)解釋太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)周期和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的周期長(zhǎng)度非常接近，這引起了英國(guó)天文學(xué)家、天王星的發(fā)現(xiàn)者威廉·赫歇爾（F.W.Herschel）的關(guān)注。最后他發(fā)現(xiàn)當(dāng)太陽(yáng)黑子變少時(shí)，地球上的雨量也會(huì)減少。所以在沒有良好人工灌溉技術(shù)的時(shí)代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)呈現(xiàn)出和太陽(yáng)黑子近似的變化周期。我們沒有采用任何復(fù)雜的模型或分析方法，僅僅是沿著時(shí)間順序收集數(shù)據(jù)，描述和呈現(xiàn)序列的波動(dòng)，就了解到小麥產(chǎn)量的周期波動(dòng)特征，以及產(chǎn)生該周期波動(dòng)的氣候成因及該周期對(duì)價(jià)格的影響。?糧食價(jià)格波動(dòng)的天文學(xué)解釋太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)周期和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的周期長(zhǎng)50描述性時(shí)序分析通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的發(fā)展規(guī)律，這種分析方法就稱為描述性時(shí)序分析

描述性時(shí)序分析方法具有操作簡(jiǎn)單、直觀有效的特點(diǎn)，它通常是人們進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析的第一步。局限性：它只能展示非常明顯的規(guī)律性。而在金融、保險(xiǎn)、法律、人口、心理學(xué)等社會(huì)科學(xué)研究領(lǐng)域，隨機(jī)變量的發(fā)展通常會(huì)呈現(xiàn)出非常強(qiáng)的隨機(jī)性，想通過對(duì)序列簡(jiǎn)單的觀察和描述，總結(jié)出隨機(jī)變量發(fā)展變化的規(guī)律，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出它們將來的走勢(shì)通常是非常困難的。?描述性時(shí)序分析通過直觀的數(shù)據(jù)比較或繪圖觀測(cè)，尋找序列中蘊(yùn)含的51統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析方法頻域分析方法時(shí)域分析方法統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析?統(tǒng)計(jì)時(shí)序分析方法頻域分析方法時(shí)域分析方法統(tǒng)計(jì)?52頻域分析方法原理假設(shè)任何一種無趨勢(shì)的時(shí)間序列都可以分解成若干不同頻率的周期波動(dòng)發(fā)展過程早期的頻域分析方法借助富里埃分析從頻率的角度揭示時(shí)間序列的規(guī)律

后來借助了傅里葉變換，用正弦、余弦項(xiàng)之和來逼近某個(gè)函數(shù)

20世紀(jì)60年代，引入最大熵譜估計(jì)理論，進(jìn)入現(xiàn)代譜分析階段

特點(diǎn)非常有用的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析方法，但是由于分析方法復(fù)雜，結(jié)果抽象，有一定的使用局限性?頻域分析方法原理?53時(shí)域分析方法原理事件的發(fā)展通常都具有一定的慣性，這種慣性用統(tǒng)計(jì)的語(yǔ)言來描述就是序列值之間存在著一定的相關(guān)關(guān)系，這種相關(guān)關(guān)系通常具有某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。目的尋找出序列值之間相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并擬合出適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來描述這種規(guī)律，進(jìn)而利用這個(gè)擬合模型預(yù)測(cè)序列未來的走勢(shì)特點(diǎn)理論基礎(chǔ)扎實(shí)，操作步驟規(guī)范，分析結(jié)果易于解釋，是時(shí)間序列分析的主流方法

?時(shí)域分析方法原理?54時(shí)域分析方法的分析步驟考察觀察值序列的特征根據(jù)序列的特征選擇適當(dāng)?shù)臄M合模型根據(jù)序列的觀察數(shù)據(jù)確定模型的口徑檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?yōu)化模型利用擬合好的模型來推斷序列其它的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)或預(yù)測(cè)序列將來的發(fā)展

?時(shí)域分析方法的分析步驟考察觀察值序列的特征?55時(shí)域分析方法的發(fā)展過程啟蒙階段基礎(chǔ)階段發(fā)展階段YuleWalkerBoxJenkinsEngleGranger?時(shí)域分析方法的發(fā)展過程啟蒙階段基礎(chǔ)階段發(fā)展階段YuleBox56啟蒙階段G.U.Yule英國(guó)數(shù)學(xué)家。1927年，Yule提出用線性回歸方程來模擬一個(gè)時(shí)間序列，這是最早的AR模型。G.T.Walker英國(guó)數(shù)學(xué)家，天文學(xué)家。1931年，Walker利用Yule的分析方法研究了衰減正弦時(shí)間序列，得出Yule-Walker方程?啟蒙階段G.U.Yule?57基礎(chǔ)階段G.E.P.Box和G.M.Jenkins1970年，他們出版了《TimeSeriesAnalysisForecastingandControl》一書書中，他們系統(tǒng)地闡述了ARIMA模型的識(shí)別、估計(jì)、檢驗(yàn)及預(yù)測(cè)的原理及方法。這些知識(shí)現(xiàn)在被稱為經(jīng)典時(shí)間序列分析方法，是時(shí)域分析方法的核心內(nèi)容。為了記念Box和Jenkins對(duì)時(shí)間序列發(fā)展的特殊貢獻(xiàn)，現(xiàn)在人們也常把ARIMA模型稱為Box-Jenkins模型。ARIMA模型的實(shí)質(zhì)單變量、同方差場(chǎng)合的線性模型

?基礎(chǔ)階段G.E.P.Box和G.M.Jenkins?58完善階段異方差場(chǎng)合RobertF.Engle，1982年，ARCH模型Bollerslov，1985年，GARCH模型Nelson等人提出了GARCH模型的多種衍生模型多變量場(chǎng)合C.Granger，1987年提出了協(xié)整（co-integration）理論非線性場(chǎng)合湯家豪等，1980年，門限自回歸模型C.Granger，1978年，雙線性模型RobertF.EngleC.Granger?完善階段異方差場(chǎng)合RobertF.EngleC.Grang59本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)間序列分析軟件4.?本章結(jié)構(gòu)引言1.時(shí)間序列的定義2.時(shí)間序列分析方法簡(jiǎn)介3.時(shí)60時(shí)間序列分析軟件

常用軟件S-plus，Matlab，Gauss，TSP，Eviews和SAS、R推薦軟件——SAS在SAS系統(tǒng)中有一個(gè)專門進(jìn)