Найти в Дзене
СМЫСЛ. Помощь в учёбе.

Построение моделей временных рядов ARIMA в программе STATISTICA.

Видео:

Построим на нашем занятии модель временного ряда ARIMA(p,k,q). Обоснуем выбор спецификации уравнения. Произведём прогноз для модели и реализуем проверку качества.

Для построения модели авторегрессии–скользящего среднего ARMA(p,d,q) воспользуемся пакетом STATISTICA.

Строим график временного ряда:

Выбираем во вкладке Graphs - Line
Выбираем во вкладке Graphs - Line

Далее задаём переменную:

Задаём переменную Y
Задаём переменную Y

Получаем график временного ряда:

График временного ряда
График временного ряда

Обратим внимание, для данного временного ряда характерны сезонные колебания c частотой 4.

В пакете STATISTICA используем раздел:

Дополнительные (Advanced Models)/модели ® Прогноз/серия времени (Time Series/Forecasting).

Выбор модели в пакете Statistica
Выбор модели в пакете Statistica

Для идентификации ряда сделаем анализ коррелограммы.

Диалоговое окно Time Serries Analysis
Диалоговое окно Time Serries Analysis

Далее выбираем вкладку Autocorrelations:

Выбираем вкладку Autocorrelations
Выбираем вкладку Autocorrelations

Получаем коррелограмму временного ряда. По виду коррелограммы можем отнести данный ряд к моделям МА – модели скользящего среднего. Ток же можем предположить сезонную составляющую с лагом 4.

Коррелограмма временного ряда.
Коррелограмма временного ряда.

По виду коррелограммы можем отнести данный ряд к моделям МА – модели скользящего среднего. Ток же можем предположить сезонную составляющую с лагом 4.

Таблица идентификации временного ряда
Таблица идентификации временного ряда

Т. е. при k>1 мы наблюдаем значение процесса близкого к нулю. Так же через каждые четыре периода всплеск процесса, следовательно, имеется сезонная составляющая. Так как на графике ряда видны пики и падения через каждые четыре периода, то возьмём лаг сезонности 2 с периодом сезонности 4. Будем рассматривать уровень переменной.

Т. е. для процесса ARIMA(p, d, q)(P, D, Q), будем брать p=0, d=0, P=0, D=0, Q=2. Модель берём с константой, заполняем следующее диалоговое окно во вкладке Quick:

Вкладка Quick
Вкладка Quick

Получим:

Результат моделирования
Результат моделирования

Выводим суммарные показатели:

Summary: Parameter estimates
Summary: Parameter estimates

Запишем полученное уравнение с помощью оператора (1-L):

Y = 1470.053 + (1+ 0.681*L)(1 + 0.781*L_4 + 0.46*L_8)* ε_t

В первой колонке этой таблицы - оценки параметров, во второй – асимптотическая стандартная ошибка, в третьей - значения t-критерия, в четвертой - уровни значимости, в пятой и шестой - соответственно верхние и нижние границы 95% доверительных интервалов для соответствующих неизвестных параметров модели.

В нашем случае интервал (-0.967, -0,395) с вероятностью 0,95 накрывает истинное значение параметра q(l). Число -0,681, приведенное в первой колонке, есть точечная оценка неизвестного параметра q(l).

Оценим качество модели или степень ее адекватности данным с помощью анализа остатков. В окне Результаты посмотрим коррелограмму . Выбираем вкладку Autocorrelations и нажимаем кнопку Autocorrelations.

Выбираем вкладку Autocorrelations и нажимаем кнопку Autocorrelations
Выбираем вкладку Autocorrelations и нажимаем кнопку Autocorrelations

Получим коррелограмму остатков временного ряда.

Коррелограмма остатков
Коррелограмма остатков

По виду коррелограммы можем сделать вывод о стационарности полученного ряда остатков. Так как значения вероятностей Q-статистики больше 0,05.

Сохраняем переменную остатков, присваивая ей имя Resid. Далее в вкладке Grafs выбираем Histogram. Ставим галочку напротив Kolmogorov-Smirnov test

Kolmogorov-Smirnov test
Kolmogorov-Smirnov test

Строим гистограмму остатков. Распределение остатков похоже на нормальное.

Гистограмма остатков временного ряда
Гистограмма остатков временного ряда

Для нашей численности выборки получим:

Критерий Колмогорова
Критерий Колмогорова

Принимается нулевая гипотеза, т.е. распределение соответствует нормальному.

Итак, полученная модель достаточно адекватно описывает наблюдаемый временной ряд.

Построим прогноз на последующие 5 периодов (уровень доверия возьмем 0,95). Во вкладке Advanced выбираем Forecast cases с числом периодов 5 и уровнем доверия 0,95.

Во вкладке Advanced выбираем Forecast cases
Во вкладке Advanced выбираем Forecast cases

Результаты прогноза:

Прогнозные значения на 5  периодов
Прогнозные значения на 5 периодов

Построим график наблюдаемых и прогнозных значений

График прогнозных значений
График прогнозных значений

Полученную модель временного ряда можем признать адекватной исходным данным. Все коэффициенты модели статистически значимы, между остатками отсутствует автокорреляция, остатки имеют нормальное распределение. Так же отметим наличие сезонной составляющей в рассматриваемом ряде, что свидетельствует о сезонности.

С нами учёба станет легче 🤓 Здесь консультируют, учат, проводят курсы и просто выручают студентов всех вузов! Работаю со студентами с 1999 года, имею большой опыт консультирования.

Онлайн-консультирование по экономическим и математическим предметам. Математика, математические методы и модели, статистика, эконометрика, макроэкономика, анализ хозяйственной деятельности, экономический анализ, финансовый менеджмент, финансовая математика, международные стандарты финансовой отчётности, и другие предметы.

Консультации в расчётах исследовательских и студенческих работ программах Excel, Eviews, Gretl, Statistica, SPSS, R-studio.Так же обучаем работе с данными программами. Помощь в сдаче экзаменов. По всем вопросам пишите в telegram (https://t.me/sm_smysl ) или в форму сбора заявок на сайте.

Онлайн помощь студентам: https://pro-smysl.ru/

Подписывайтесь на наши каналы:

https://vk.com/sm_smysl

https://www.youtube.com/@SMYS_L