统计学(时间序列分析)

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统计学中的时间序列分析方法

统计学中的时间序列分析方法

统计学中的时间序列分析方法时间序列是指一组按照时间顺序进行采集、记录的数据。

时间序列分析是对这组数据进行观察、分析、预测的方法,广泛应用于经济、金融、环境、气象等领域。

统计学中的时间序列分析方法旨在从时间维度出发,分析数据随时间变化的规律性和趋势性,以便预测未来的趋势和变化。

一、时间序列分析的基础知识时间序列分析的基础知识主要包括平稳性、自相关性和偏自相关性。

1. 平稳性平稳性是指时间序列的统计特征在时间维度上不随时间变化而发生显著变化。

平稳性是进行时间序列分析的基本前提,因为只有平稳的时间序列才能有效地应用统计学方法。

2. 自相关性自相关性是指时间序列中某一时刻的值与其前面若干个时刻的值存在一定的关联性。

自相关函数是描述时间序列自相关性的主要方法。

3. 偏自相关性偏自相关性是指时间序列中某一时刻的值与其前面若干个时刻的值之间存在的独立性。

偏自相关函数是描述时间序列偏自相关性的主要方法。

二、时间序列分析的方法时间序列分析的方法主要包括时间域方法和频域方法。

1. 时间域方法时间域方法是指在时间维度上对数据进行分析的方法。

时间域方法主要包括趋势分析、周期分析和季节性分析。

趋势分析是指对时间序列中的长期趋势进行分析,主要包括线性趋势分析、指数趋势分析和多项式趋势分析。

周期分析是指对时间序列中的周期性进行分析,主要包括傅里叶分析和小波分析。

季节性分析是指对时间序列中的季节性进行分析,主要包括月度指标比较法、移动平均法和季节性回归模型法。

2. 频域方法频域方法是指将时间序列转换为频域表示,然后对频域特征进行分析的方法。

频域方法主要包括功率谱分析和自回归移动平均模型(ARMA)。

功率谱分析是指将时间序列通过傅里叶变换转换为频域表示,然后根据频域特征提取时间序列的规律性和趋势性。

ARMA模型是一种描述时间序列的统计模型,它基于自回归(AR)和移动平均(MA)两种基本模型。

ARMA模型可以描述时间序列的均值、方差和自相关性等特征,因此被广泛用于时间序列分析和预测。

统计学时间序列分析

统计学时间序列分析

统计学时间序列分析时间序列是经济学、金融学和其他社会科学领域中的一个重要分析对象。

通过对时间序列数据的分析,我们可以揭示数据之间的关系、趋势和周期性,从而为决策提供有力的支持和预测。

统计学时间序列分析是一种应用数学方法的工具,用于对时间序列数据进行建模和预测。

一、时间序列的基本概念时间序列是按时间顺序排列的一系列观测值的集合。

在时间序列分析中,我们关注数据之间的内在关系,而忽略其他因素的影响。

时间序列数据通常具有以下特征:1. 趋势性:时间序列数据的长期变化趋势。

2. 季节性:时间序列数据在一年内固定时间段内的重复模式。

3. 循环性:时间序列数据中存在的多重周期性波动。

4. 随机性:时间序列数据中的不规则、无法预测的波动。

二、时间序列分析的方法在进行时间序列分析时,我们可以采用以下方法来揭示数据的内在规律:1. 描述性统计分析:通过计算数据的均值、方差、相关系数等指标,对数据的整体特征进行描述。

2. 图表分析:通过绘制折线图、柱状图等图表,展示时间序列数据的变化趋势和周期性。

3. 分解模型:将时间序列数据分解为趋势项、季节性项和残差项,以揭示数据的内在结构。

4. 平滑法:通过移动平均法、指数平滑法等方法,消除时间序列数据的随机波动,从而揭示趋势和季节性成分。

5. 自回归移动平均模型(ARIMA):ARIMA模型是一种常用的时间序列分析方法,可以对数据进行预测和建模。

它综合考虑了自回归、移动平均和差分的影响因素。

三、时间序列分析的应用领域时间序列分析广泛应用于经济学、金融学、市场调研等领域,具体应用包括:1. 经济预测:通过对经济数据进行时间序列分析,可以预测未来的经济发展趋势,为政府决策提供参考。

2. 股票市场分析:时间序列分析可以帮助分析师预测股票市场的走势,制定投资策略。

3. 需求预测:通过对销售数据进行时间序列分析,可以预测产品的需求量,为企业的生产和供应链管理提供指导。

4. 天气预测:通过对气象数据进行时间序列分析,可以预测未来的天气状况,为农业、旅游等行业提供参考。

统计学-第十章 时间序列分析

统计学-第十章  时间序列分析

1
38(a1)
2
42(a2)
3
39(a3)
4
37(a4)
5
41(a5)
解: a 38 42 39 37 41 39.(4 台/天) 11111
三、平均发展水平
3.由绝对数时间序列计算的序时平均数
(2)由时点序列计算序时平均数
②间隔不相等的连续的时点数列
a af
季度在某地区销售量的走势 250 200
图。
150
100
那么,如何预测该品牌 50
空调2018年各个季度在该地 0
区的销售量呢?
单位:销售量(百台)
3
第一节 时间序列概述
一、时间序列概述
1.定义:将表明社会经济现象在不同时间发展 变化的某同一指标数值,按时间先后顺序排列所形 成的序列。(规模和水平)
③序列中每个指标的数值,通 常通过连续不断的登记取得。
由反映某种现象在一定 时点(瞬间)上发展状况的总量 指标所构成的绝对数动态序列所 处的数量水平。其中时点序列无 时点长度;两个相邻时点间的时 间距离称为时点间隔。也可为 日、周、旬、季、年等。
①序列中各个指标的 数值不可以直接相加;
②序列中指标数值的大小与其 时间间隔长短没有直接联系;
表9.3 我国普通高校毕业生数(时期序列)
年份 1912-1948 1978 1995 2000 2004 2014 2016
毕业生数(万人) 21.08 16.5 80.5 95 239.1 669.4 756
10
第二节 时间序列分析的基本原 理 一、时间序列分析的意义
:以时间序列为依据,对影响动态序列变 动过程的主要因素及其相互关系进行分解与综合, 以认识社会经济现象发展变量的规律性,借以鉴别 过去、预测未来的分析研究工作。

时间序列分析

时间序列分析

时间序列分析时间序列分析是一种重要的统计学方法,用于研究随时间变化的数据。

它可以帮助我们了解数据的趋势、周期性和季节性,预测未来的变化趋势,并做出相应的决策。

本文将介绍时间序列分析的基本概念、常见的方法和应用领域。

一、时间序列的基本概念时间序列是按时间先后顺序排列的一组观察数据。

它可以是连续的,例如每天的股票价格;也可以是离散的,例如每月的销售量。

时间序列的分析要求数据点之间存在一定的相关性和规律性。

二、时间序列的组成部分时间序列通常由三个主要组成部分构成:趋势、季节性和随机性。

趋势是时间序列在长期内呈现的整体变化趋势;季节性是时间序列在较短的时间内出现的重复周期性变化;随机性是时间序列中无法解释的随机波动。

三、时间序列分析的方法1. 描述性分析描述性分析是对时间序列数据进行可视化和概括的方法。

常用的方法包括绘制折线图、直方图和自相关图等,以帮助我们了解数据的分布和相关性。

2. 平稳性检验平稳性是时间序列分析的基本假设。

平稳序列的统计特性在时间上是不随时间变化的,包括均值、方差和自相关性等。

常见的平稳性检验方法有单位根检验和ADF检验。

3. 建立模型建立时间序列模型是对数据进行预测和分析的关键步骤。

常用的时间序列模型有ARIMA模型、AR模型和MA模型等。

通过对历史数据的拟合,我们可以得到模型的参数,从而进行未来值的预测。

4. 模型诊断与改进在建立模型之后,需要对其进行诊断和改进。

常见的诊断方法包括残差检验、模型稳定性检验和模型比较等。

根据诊断结果,我们可以对模型进行改进,提高预测的准确性。

四、时间序列分析的应用领域时间序列分析在许多领域都有广泛的应用,例如经济学、金融学、气象学和市场营销等。

在经济学中,时间序列分析可以用于预测经济增长趋势和通货膨胀率。

在金融学中,它可以帮助我们预测股票价格和利率走势。

在气象学中,时间序列分析可以用于预测天气变化和自然灾害。

在市场营销中,它可以帮助我们预测销售量和用户行为。

统计学中的时间序列分析

统计学中的时间序列分析

统计学中的时间序列分析时间序列是指按照时间顺序排列的数据序列。

时间序列的特点在于数据的变动与时间相关,它是统计学中一个重要的研究对象。

在统计学中,时间序列分析是一种通过观察、建模和预测时间序列数据的方法。

它可以用来了解数据的趋势、季节性和周期性,并且帮助我们预测未来的发展趋势。

I. 时间序列分析的基本概念时间序列分析涉及以下几个基本概念:1. 时间序列图:通过绘制数据随时间变化的图形,我们可以直观地观察到数据的趋势、季节性和周期性。

2. 趋势分析:趋势是指数据长期上升或下降的变化趋势。

趋势分析可以通过拟合线性回归模型或使用移动平均法等方法进行。

3. 季节性分析:季节性是指数据在一年中周期性地波动。

它可以通过计算季节指数或使用周期性模型如ARIMA模型来分析。

4. 周期性分析:周期性是指数据在超过一年的时间范围内存在的长期周期性波动。

周期性分析可以通过傅里叶分析等方法来实现。

II. 时间序列分析的方法时间序列分析中有多种方法可以用来处理和分析数据。

1. 平均法:通过计算数据的平均值,我们可以了解数据的整体水平和趋势。

2. 移动平均法:移动平均法是一种通过计算一段时间内的平均值来观察趋势的方法。

它可以消除数据的短期波动,更好地展示趋势的变化。

3. 指数平滑法:指数平滑法通过对数据赋予不同的权重来估计未来的趋势。

它在预测短期趋势方面较为有效。

4. 自回归移动平均模型(ARIMA):ARIMA模型是一种广泛应用于时间序列分析的方法。

它结合了自回归和移动平均两种模型,可以更准确地预测趋势、周期和季节性。

III. 时间序列分析的应用时间序列分析在各个领域都有广泛的应用,包括经济学、金融学、气象学等。

1. 经济学:时间序列分析可以用来预测经济指标如GDP、通货膨胀率等的走势,帮助决策者做出合理的经济政策。

2. 金融学:时间序列分析在股票市场、外汇市场和债券市场的预测与决策中起着重要作用,可以帮助投资者判断市场的趋势和波动。

统计学中的时间序列分析方法

统计学中的时间序列分析方法

统计学中的时间序列分析方法时间序列分析作为统计学里的一种重要方法,在经济学、金融学、生态学、气象学、医学等领域都有广泛的应用。

时间序列分析是指对一系列连续的观测数据进行研究和预测的方法,其主要目的是寻找时间序列中存在的统计规律性,并预测未来值,因此被广泛地应用在许多领域的预测与分析中。

1.时间序列分析的基本概念时间序列是指在一定时间段内,对同一现象所收集到的一系列相关数据的结果。

时间序列分析是研究随时间变化的一系列变化现象,这些变化不仅具有趋势性和周期性,还有不确定性,而时间序列的分析方法也需针对这些特性进行分析。

时间序列分析一般通过三个方面来描述序列变化:①趋势性:表示序列随时间变化的整体趋势,分为上升、下降或水平。

②周期性:表示序列具有一定的重复性,如季节性、周周期性或月周期性等。

③随机性:表示序列中包含的不确定性,往往基于模型的估计和预测。

2.时间序列分析的方法与模型时间序列分析的方法包含时间序列图、样本自相关系数、周期图等多种分析方法。

其中,时间序列图是一种基本的可视化方法,通过检查序列图的整体趋势,趋势是否呈现上升、下降或平稳;随机性是否存在;周期性是否表现为明显的规律性等,对序列特性有一个概括性的把握。

样本自相关系数图则是判断序列是否具有自相关性的一个有效工具,它反映了序列中不同时刻之间的相关性水平。

在时间序列分析中,我们还需要重点处理周期性因素,通常常见的周期性包括周、季、年等,周期图正是用于描述序列周期性的重要工具。

时间序列预测则是在建立统计模型的基础上对序列未来值的预测,建立模型常运用 ARIMA 模型,即自回归(AF) - 差分(I) - 移动平均(MA)模型。

自回归(AR)模型,对应于序列自身相关,使用前一个时期的观测值来提交当期的值;使用差分(D)时,其可以减少序列中的趋势、季节和周期性;移动平均(MA)模型,对应于序列之间的相关性,使用先前的误差和过去误差的加权平均值来提交当期值的模型。

统计学 第9章时间 序列分析

统计学 第9章时间 序列分析

492 505.375 529.25
592 671.75 706.75 697.83 664.06 631.9075 652.605 719.65 764.92
应用移动平均数应注意的问题:
1.移动平均的项数越多,修匀效果越好; 2.移动平均所取项数,应考虑研究对象的周期; 3.如采用偶数项移动平均,需进行两次移动平均; 4.移动平均所取项数越多,所得新数列项数则越少
2、时间序列中指标出现0或负数时,不宜计算速度
第二节 长期趋势的测定
一、时间数列的分解
1、社会经济指标的时间数列包含以下四种变动因素:
(1)长期趋势(Trend) (2)季节变动(Seasonal)
可解释的变动
(3)循环变动(Cyclical)
(4)不规则变动(Irregular) ——不规则的不可解释的变动
t2
t
Y
1992 -4
29 -116
1993 -3
32 -96
1994 -2
36 -72
1995 -1
40 -40
1996 0
例:年末总人口数
相对数时间序列: 由一系列相对数按照时间顺序排列而成的数列
例:性别比 平均数时间序列: 由一系列平均数按照时间顺序排列而成的数列
例:职工平均工资
二、时间序列的分析指标
绝对数分析指标 发展水平, 增长量
相对数分析指标 发展速度 , 增长速度
平均数分析指标 平均发展水平 ,平均增长量 平均发展速度 ,平均增长速度
时间 t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 45
产量 逐期增 ty t2 Y 长量
29
--
29
32
3
64
36

第六章 时间序列分析

第六章 时间序列分析
6 - 46
统计学
长期趋势分析方法
数列修匀法:
• 时距扩大法(平均数扩大和总数扩 大法)
• 移动平均法(简单和加权移动平均 法)
趋势模型法
6 - 47
统计学
时距扩大法
时距扩大法
• 平均数扩大法 • 总数扩大法
优缺点
• 简单明了 • 损失的信息过多,不便于进一步分
析例题
6 - 48
6 - 11
统计学
序时平均数的计算
序时平均数的计算
总量指标数列
相对数和平均数数列
时期数列 时点数列
连续登记 间断登记
间隔相等
间隔不等
6 - 12
统计学 时期数列序时平均数
时期数列序时平均数的计算公式例题
a a1 a2 ... an1 an
ai
n
n
有时以持续的时间长度为权数(加权算 术平均法)
6 - 20
统计学
平均增长量
平均增长量

各逐期增长量之和 增长量个数
累计增长量 原数列项数-1
6 - 21
统计学
时间序列的速度指标
6 - 22
统计学
发展速度
发展速度

报告期水平 基期水平
6 - 23
统计学
发展速度分类
定基发展速度
a1 / a0 , a2 / a0 ,..., an / a0
3. 排列的时间可以是年份、季度、月份或 其他任何时间形式例题
6-6
统计学
时间序列的种类
一、总量指标时间数列 1.时期数列 2.时点数列 二、相对指标时间数列 三、平均指标时间数列
6-7
统计学 编制时间序列的原则
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2
y a
b
【例题6.8】
t
n ty
2
27
3. 非线性趋势模型 (1)抛物线模型
如果数列的二级增长量大致相同时,可用抛物线 来描述其发展趋势。
a bt ct 2 yt
由最小二乘法原理:
28
Q y y


2
min
即: Q y a bt ct

累计增长量 n
a1 a0 a2 a1 an an 1
n an a0 n
14
(二)总和法
原理:要求用平均增长量推算的各期理论水平 之和等于各期实际水平之和。
a
0
a0 2 a0 n ai
i 1
分子数列的 序时平均数
a c b
相对数或平均数的 序时平均数 分母数列的 序时平均数
【例题6.5】
【例题6.6】
11
二、增长量
增长量 报告期水平 基期水平
逐期增长量 = 报告期水平-上期水平
累计增长量 = 报告期水平-某一固定期水平
12
以符号表示:
逐期增长量:
a1 a0 ; a2 a1 ; an an 1 a1 a0 ; a2 a0 ; an a0
第六章 时间序列分析
§1 时间序列的种类和编制原则
一、时间序列的含义 将社会经济指标的数值按时间顺序排列 而形成的数列,也称动态数列。
1
时间(时期或时点)
时间序列构成要素
发展水平(统计数据)
2
二、时间序列的种类
时间序列
绝对数时间序列
相对数时间序列
平均数时间序列
时期数列
时点数列
3
三、时间序列的编制原则
总速度
23
n
n
n
§4 时间序列的趋势分析
一、时间序列的影响因素
影响因素
长期趋势
季节变动
循环变动
不规则变动
24
二、时间序列的长期趋势分析 1. 移动平均法 对原数列按一定的时间跨度,逐项移动,计 算一系列的序时平均数,形成一个新的时间序列。
新数列一定程度上可以消除短期因素引起的 波动,呈现出长期趋势。
an an a1 a2 a3 a0 a1 a2 an 1 a0
19
二、增长速度
增长量 增长速度= 基期水平
逐期增长量 环比增长速度 环比发展速度 1 上期水平 累计增长量 定基增长速度 定基发展速度 1 某一固定时期水平
20
年距增长速度
年距增长量 上年同期水平 报告期水平 上年同期水平 上年同期水平
时点的个数
【例题6.3】
9
(4)时间间隔不等,有期初(期末)资料
各期的时点数
a2 a3 an 1 an a1 a2 f1 f2 f n 1 2 2 a 2 f1 f 2 f n 1
各期的时间间隔
【例题6.4】
10
(二)由相对数或平均数时间序列计算序时平均数
累计增长量:
两者的关系:
各逐期增长量之和等于相应的累计增长量。
a1 a0 a2 a1 (an an1) an a0
13
三、平均增长量
平均增长量是逐期增长量的平均数。表示总 量指标在一段时期内平均每期增减的绝对量。 (一)水平法
平均增长量 逐期增长量之和 逐期增长量个数
【例题6.7】
25
2. 线性趋势模型
如果数列的逐期增长量大致相同,可用直线方程来描 述其发展趋势。
a bt yt
用最小二乘法得标准方程组:
y na b t ty a t b t
由此解出
2
a;
b
26
设 t 0;
可得简化的标准方程组:
y na ty b t
由最小二乘法原理:
Y nA B t tY A t B t
解出
2
A;
B
A lg a; B lg b 由反对数即可解出 a; b
33
设 t 0, 得简化方程组 :
Y nA tY B t
Y A
n
2
tY B t
2
【P314例题9.7】
=
=年距发展速度 1
21
三、增长1%的绝对值 指当增长速度为1%时的增长量。
增长量 增长速度 基期水平 增长1%的绝对值 1% 基期水平 基期水平 100
22
四、平均发展速度
指一个较长时期内各环比发展速度的序时平均数
G
n
G1 G2 Gn an a1 a2 a3 a0 a1 a2 an 1 an a0 R
2
29
整理后得标准方程组:
y na b t c t ty a t b t c t t y a t b t c t
2 2 3 2 2 3
4
由此解出
a;
b;
c
30
设 t 0;
则 t 0
3
得简化方程组 : y na c t 2
ty b t t y a t
2 2
2
c t 4
【P312例题9.6】
31
(2)指数模型 如果数列各期的环比发展速度大致相同,可 用指数曲线来描述其发展趋势。
a bt yt
两边取对数:
lg t lg a t lg b y
Y A Bt
线性方程
32
1. 时间间隔要统一;
2. 总体范围要统一;
3. 计算方法要统一;
4. 指标涵义要统一。
4
§2 时间序列的水平分析
一、平均发展水平(序时平均数)
平均发展水平是对时间序列中不同时间上的发 展水平计算而得的动态平均数。
5
(一)由绝对数时间序列计算序时平均数
1. 时期数列
每期发展水平
a a
n
序时平均数
i
数列项数
6
2. 时点数列 根据资料不同,分四种情况: (1)按日编制的资料
每天的数据
a a
n
序时平均数
i
天数 【例题6.1】
7
(2)时间间隔不等,有每次变动资料
每天的数据
a f a f
【例题6.2】
持续的天数
8
(3)时间间隔相等,有Leabharlann 期期初(期末)资料各期的时点数
an a1 a2 an 1 2 a 2 n 1

2

2
min
Q a Q Q c
2 y - a bt ct 2 -1 0


y - a bt ct 2 -t 0 2 b
2 y - a bt ct
2
-t 0
34
三、时间序列的季节变动分析 季节变动的测定通常以一年为一个周期。 一般需要三年以上的月度(或季度)资料。 【步骤】
(1)计算各年同月(季)数据的平均数 (2)计算全部数据的总的月(季)平均数 (3)计算季节比率
季节比率 =
【例题6.9】
各月(季)平均数 总的月(季)平均数
35
16
报告期水平 年距发展速度 上年同期水平
17
以符号表示:
t a t0 a0 t1 a1 t2 a2 tn an
环比发展速度:
a1 ; a0 a1 ; a0
a2 ; a1 a2 ; a0
a3 ; a2 a3 ; a0
an an 1 an a0
18
定期发展速度:
各环比发展速度的连乘积等于相应的定基发展速度
n




n
na0 (1 2 n) ai
i 1
n 2 ai na0 i 1 n n 1
15
§3 时间序列的速度分析
一、发展速度
报告期水平 发展速度= 基期水平
报告期水平 环比发展速度 上期水平 报告期水平 定基发展速度 某一固定时期水平
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