高级计量经济学时间序列分析
《计量经济学》3.3时间序列分析
3.3时间序列分析3.3.1时间序列概述1.基本概念(1)一般概念：系统中某一变量的观测值按时间顺序（时间间隔相同）排列成一个数值序列，展示研究对象在一定时期内的变动过程，从中寻找和分析事物的变化特征、发展趋势和规律。
它是系统中某一变量受其它各种因素影响的总结果。
(2)研究实质：通过处理预测目标本身的时间序列数据，获得事物随时间过程的演变特性与规律，进而预测事物的未来发展。
它不研究事物之间相互依存的因果关系。
(3)假设基础：惯性原则。
即在一定条件下，被预测事物的过去变化趋势会延续到未来。
暗示着历史数据存在着某些信息，利用它们可以解释与预测时间序列的现在和未来。
近大远小原理（时间越近的数据影响力越大）和无季节性、无趋势性、线性、常数方差等。
(4)研究意义：许多经济、金融、商业等方面的数据都是时间序列数据。
时间序列的预测和评估技术相对完善，其预测情景相对明确。
尤其关注预测目标可用数据的数量和质量，即时间序列的长度和预测的频率。
2.变动特点(1)趋势性：某个变量随着时间进展或自变量变化，呈现一种比较缓慢而长期的持续上升、下降、停留的同性质变动趋向，但变动幅度可能不等。
(2)周期性：某因素由于外部影响随着自然季节的交替出现高峰与低谷的规律。
(3)随机性：个别为随机变动，整体呈统计规律。
(4)综合性：实际变化情况一般是几种变动的叠加或组合。
预测时一般设法过滤除去不规则变动，突出反映趋势性和周期性变动。
3.特征识别认识时间序列所具有的变动特征，以便在系统预测时选择采用不同的方法。
(1)随机性：均匀分布、无规则分布，可能符合某统计分布。
(用因变量的散点图和直方图及其包含的正态分布检验随机性，大多数服从正态分布。
)(2)平稳性：样本序列的自相关函数在某一固定水平线附近摆动，即方差和数学期望稳定为常数。
样本序列的自相关函数只是时间间隔的函数，与时间起点无关。
其具有对称性，能反映平稳序列的周期性变化。
特征识别利用自相关函数ACF：ρk =γk/γ其中γk是y t的k阶自协方差，且ρ0=1、-1<ρk<1。
经济学计量方法回归分析与时间序列
经济学计量方法回归分析与时间序列计量经济学是运用数理统计学方法研究经济现象的一门学科。
在计量经济学中，回归分析和时间序列分析是两种常用的方法。
回归分析用于研究变量之间的关系，而时间序列分析则主要用于分析时间上的变动和趋势。
本文将介绍经济学计量方法中的回归分析与时间序列分析，并说明它们的应用和意义。
一、回归分析回归分析是研究因变量与自变量之间函数关系的一种方法。
在经济学中，回归分析常常用于分析经济变量之间的关系。
回归分析的基本模型可以表示为：Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βkXk + ε其中，Y表示因变量，X1、X2、...、Xk表示自变量，ε表示误差项。
β0、β1、β2、...、βk分别表示回归方程的截距和斜率系数。
回归分析中的关键问题是如何确定回归方程的系数。
常用的方法包括最小二乘估计法和最大似然估计法。
最小二乘估计法是指通过最小化残差平方和来确定回归方程的系数。
最大似然估计法则是通过找到最大化似然函数的方法来确定回归方程的系数。
回归分析的应用非常广泛。
它可以用于预测变量的取值，评估政策的效果，解释变量之间的关系等。
例如，在经济学中，回归分析常用于研究收入与教育程度之间的关系、通胀与利率之间的关系等。
二、时间序列分析时间序列分析是研究时间上的变动和趋势的一种方法。
在经济学中，时间序列分析常用于分析经济变量随时间变化的规律。
时间序列数据是按照时间顺序排列的一组数据，例如某个经济变量在不同时间点的取值。
时间序列分析的基本模型可以表示为：Yt = μ + αt + β1Yt-1 + β2Yt-2 + ... + βkYt-k + εt其中，Yt表示时间t的观测值，μ表示整体的平均水平，αt表示时间t的随机波动，Yt-1、Yt-2、...、Yt-k表示时间t之前的观测值，β1、β2、...、βk表示滞后系数，εt表示误差项。
时间序列分析中的关键问题是如何确定滞后阶数和滞后系数。
计量经济学试题时间序列模型与ARIMA模型
计量经济学试题时间序列模型与ARIMA模型时间序列是指按照时间顺序排列的一组数据。
在计量经济学中，时间序列分析是一种重要的研究方法，它可以帮助我们理解和预测经济现象的发展趋势。
本文将介绍时间序列模型以及其中的一种常用模型——自回归滑动平均移动平均自回归(ARIMA)模型。
一、时间序列模型的基本概念时间序列模型是根据时间序列数据的特点建立的数学模型。
它假设时间序列的变动是由多个因素引起的，这些因素可以是趋势、季节性、周期性等。
时间序列模型可以帮助我们从数据中分离出这些因素，以便更好地理解和预测未来的变动。
二、自回归滑动平均移动平均自回归(ARIMA)模型ARIMA模型是一种广泛应用于时间序列分析的模型，它结合了自回归(AR)模型、滑动平均(MA)模型和差分运算的方法。
ARIMA模型可以描述时间序列的自相关性、滞后差分的影响以及移动平均误差的影响。
ARIMA模型可以从以下三个方面描述一个时间序列：1. 自回归(AR)部分：用于描述过去时间点的观测值对当前值的影响，通过延迟观测值来预测当前值。
2. 差分(I)部分：通过对时间序列进行差分运算，可以消除其非平稳性，提高模型的拟合度和预测准确性。
3. 滑动平均(MA)部分：用于描述序列中随机波动的影响，通过滞后误差预测当前值。
ARIMA模型的表示方式为ARIMA(p, d, q)，其中p表示自回归阶数，d表示差分阶数，q表示滑动平均阶数。
通过对历史数据的拟合，我们可以得到模型的参数估计，从而进行未来值的预测。
三、ARIMA模型的应用ARIMA模型在经济领域有广泛的应用，其中包括销售预测、股票价格预测、宏观经济指标预测等。
它通过分析历史数据中的规律性和趋势性，将其应用于未来的预测中。
ARIMA模型的建立和应用过程可以分为以下几个步骤：1. 数据收集和准备：收集相关的时间序列数据，并对其进行清洗和格式化，以便于后续的分析和建模。
2. 模型选择和拟合：通过计算模型选择准则(AIC、BIC等)来确定模型的阶数，并使用最小二乘法或极大似然法对模型进行参数估计。
经济计量学中的回归分析与时间序列分析
经济计量学中的回归分析与时间序列分析经济计量学是经济学与数理统计学的交叉学科，其目的是通过利用统计模型和数学方法，对经济现象进行定量分析和预测。
在经济计量学中，回归分析和时间序列分析是两个重要的分析工具。
本文将对这两个方法进行详细介绍和比较。
一、回归分析回归分析是经济计量学中最常用的方法之一，它用于研究因变量与一个或多个自变量之间的关系。
回归分析的基本思想是，通过建立一个数学模型来描述因变量与自变量之间的关系，并利用样本数据对模型进行估计和推断。
回归分析可分为线性回归和非线性回归两种。
线性回归是指因变量与自变量之间存在线性关系，而非线性回归是指二者之间存在非线性关系。
根据样本数据的特点和研究目的，可以选择最小二乘法、最大似然法等方法进行回归参数的估计。
回归分析的应用广泛，可以用于解答很多经济问题。
例如，可以通过回归分析来研究收入与消费之间的关系，衡量经济政策对就业的影响，以及预测股票价格等。
二、时间序列分析时间序列分析是经济计量学中另一个重要的方法，它用于研究随时间变化的经济现象。
时间序列数据是指在一段时间内观察到的一系列经济变量的取值。
时间序列分析的目标是揭示时间序列数据中所包含的规律和趋势，以及对未来的变化进行预测。
时间序列分析具有三个基本特征：趋势、周期和随机波动。
通过对这些特征的分析，可以提取出数据中的基本模式和规律。
常用的时间序列分析方法包括平稳性检验、白噪声检验、自相关函数和偏自相关函数分析等。
此外，还可以利用ARIMA模型、VAR模型等对时间序列数据进行建模和预测。
时间序列分析在经济学中的应用广泛。
例如，可以利用时间序列分析来研究宏观经济变量之间的相互关系，分析季节性调整对销售额的影响，以及预测通货膨胀率等。
三、回归分析与时间序列分析的比较回归分析和时间序列分析在经济计量学中都有广泛的应用，但在方法和目的上存在一些区别。
首先，回归分析主要用于研究因变量与自变量之间的关系，强调解释和预测变量间的相关性。
计量经济学试题时间序列分析与ARIMA模型
计量经济学试题时间序列分析与ARIMA模型计量经济学试题：时间序列分析与ARIMA模型1. 引言时间序列分析是计量经济学中重要的分析方法之一，能够揭示变量随时间变化的规律，并为未来趋势的预测提供依据。
ARIMA模型（差分自回归滑动平均模型）是时间序列分析中常用的模型之一，具有较强的建模和预测能力。
本文将介绍时间序列分析方法以及ARIMA模型的理论基础，并通过试题案例讲解其具体应用。
2. 时间序列分析方法概述时间序列是按时间顺序排列的一系列数据点，其特点是数据之间存在一定的时间关联性和趋势性。
时间序列分析方法可用于研究时间序列的规律，并对未来的变化进行预测。
常用的时间序列分析方法包括：平稳性检验、自相关函数（ACF）和偏自相关函数（PACF）的分析、白噪声检验、差分运算等。
3. ARIMA模型的基本原理ARIMA模型是一种广义的线性时间序列模型，它结合了自回归（AR）模型、差分（I）运算和滑动平均（MA）模型。
ARIMA模型的建立一般包括以下几个步骤：确定时间序列的平稳性、确定模型的阶数、拟合模型参数、模型检验与预测。
4. 时间序列分析与ARIMA模型的应用案例以某工业品生产量的时间序列数据为例，我们来演示时间序列分析与ARIMA模型的具体应用过程。
4.1 数据准备与描述性分析首先，我们收集了过去36个月的某工业品生产量数据，用于进行时间序列分析和ARIMA建模。
通过对数据的描述性统计分析，我们可以了解数据的分布特征、趋势以及季节性等信息。
4.2 平稳性检验为了应用ARIMA模型，首先需要检验时间序列的平稳性。
我们可以使用单位根检验（ADF检验）等方法判断时间序列是否平稳。
若时间序列不平稳，需要进行差分操作，直至得到平稳序列。
4.3 确定模型的阶数在ARIMA模型中，AR阶数表示自回归模型中的滞后阶数，MA阶数表示滑动平均模型中的滞后阶数。
通过观察自相关函数ACF和偏自相关函数PACF的图像，可以确定ARIMA模型的阶数。
计量经济学中的时间序列分析
计量经济学中的时间序列分析时间序列分析是计量经济学中的重要内容之一，它主要研究特定变量随时间变化的规律性和趋势。
通过时间序列分析，我们可以更好地理解经济现象，预测未来变化趋势，制定合适的政策和策略。
本文将从时间序列的概念入手，介绍时间序列分析的基本原理、方法和应用。
一、时间序列的概念时间序列是按照时间顺序排列的一系列数据观测值的集合。
在计量经济学中，时间序列通常用来观察和研究某一经济变量在不同时间点上的变化情况。
时间序列数据可以是连续的，也可以是间断的，常见的时间单位包括年、季、月、周等。
通过对时间序列数据的分析，我们可以揭示出其中的规律性和特征。
二、时间序列分析的基本原理时间序列分析的基本原理是利用过去的数据来预测未来的发展趋势。
在时间序列分析中，常用的方法包括趋势分析、周期性分析、季节性分析和不规则波动分析。
趋势分析主要用来观察时间序列数据的长期变化趋势，周期性分析则是研究数据是否存在固定长度的周期性波动，季节性分析则是研究数据是否呈现出固定的季节性变化规律，而不规则波动分析则是研究一些随机因素对数据的影响。
三、时间序列分析的方法时间序列分析的方法有很多种，其中常用的包括移动平均法、指数平滑法、回归分析法、ARIMA模型等。
移动平均法通过计算连续几个期间的平均值来平滑数据，达到去除数据波动的目的；指数平滑法则是通过计算加权平均来对数据进行平滑处理，使得预测值更加准确；回归分析法则是通过建立经济模型来研究时间序列数据之间的关系，进行预测和分析；ARIMA模型则是一种时间序列的自回归与移动平均模型，可以对时间序列数据进行拟合和预测。
四、时间序列分析的应用时间序列分析在经济学、金融学、管理学等领域有着广泛的应用。
在经济学中，时间序列分析可以用来研究经济增长、通货膨胀、失业等经济现象的发展趋势；在金融学中，时间序列分析可以用来预测股票价格、汇率、利率等金融变量的变化情况；在管理学中，时间序列分析可以用来制定企业的生产计划和销售策略，提高企业的运营效率。
计量经济学中的时间序列分析
计量经济学中的时间序列分析计量经济学是应用经济学中比较基础的分支，主要研究经济学中的定量分析和增长趋势。
其中，时间序列分析作为计量经济学重要的一部分，被广泛运用于宏观经济学中的经济周期、经济增长率、通货膨胀以及个人收入等诸多领域。
时间序列分析是计量经济学中一种基本的研究方法，主要使用统计学技术处理时间序列数据，得出未来预测、检验理论假设和描述历史趋势等信息。
时间序列数据的重要性在于，它们反映了一个经济变量随着时间推移的变化规律。
这些数据可以被用来研究经济变量展现的时间趋势和季节性变化等。
因此，时间序列分析在宏观经济的长期趋势研究、短期波动分析、周期特征查验和经济结构变革判断等方面有重要的应用。
在时间序列分析中，经济变量随着时间的推移体现的规律通常被归纳为趋势、季节性、循环、随机波动四个方面。
趋势是一个时间序列中最为基本的成分，反映一项宏观经济变量的长期变化趋势，其普遍存在的原因可能是技术进步、人口变动、自然要素影响等等因素。
而季节性则是一项经济变量随着时间的相对固定的短期变化，反映的是因为季节性因素的影响而生的波动现象。
循环则是周期波动的一种体现，代表着长达数年的经济波动和周期性变化。
随机波动是时间序列中不可预测的无法被规律分析的随机性波动成分。
这种波动通常受到一些令人难以预测的特殊事件的影响，比如自然灾害、政府重大决策等。
时间序列分析方法有很多种，其中包括经典的时间序列分析方法，如白噪声检验、趋势分析、季节性分析、循环分析等。
同时也包括新兴的技术，如自回归移动平均模型(ARMA)、广义自回归条件异方差模型(GARCH)、立方样条获取非线性趋势和神经网络等。
这些方法涉及的内容比较复杂，因此初学者在学习中需要认真掌握这些方法和工具，并理解它们在数据处理和预测中的应用和限制。
总结而言，计量经济学中的时间序列分析是经济变量随时间推移表现出来的一种基本变化规律的统计学分析方法。
在宏观经济分析、政策研究、市场营销等方面有着广泛的应用。
计量经济学时间序列
计量经济学中的时间序列是指按照时间顺序排列的一系列数据，这些数据可以是同一指标在不同时间点的观测值，也可以是多个指标在不同时间点的观测值组合。
时间序列数据的分析主要涉及两个方面：一是数据平稳性检验，二是数据建模与分析。
数据平稳性检验是时间序列分析中非常重要的一个步骤。
平稳性是指时间序列数据的统计特性不随时间推移而发生变化。
如果数据不满足平稳性条件，那么传统的回归分析方法可能会出现问题。
因此，在利用回归分析方法讨论经济变量有意义的经济关系之前，必须对经济变量时间序列的平稳性与非平稳性进行判断。
如果数据是非平稳的，可能需要采用适当的处理方法，如差分、对数转换等，使其满足平稳性条件。
在数据平稳性检验通过后，接下来需要进行数据建模与分析。
在计量经济学中，自回归模型（AR模型）是一种常用的时间序列模型。
自回归模型是统计上一种处理时间序列的方法，它用同一变数例如x 的之前各期，亦即x 1至x t-1来预测本期x t的表现，并假设它们为一线性关系。
除了自回归模型外，还有其他的模型可用于时间序列分析，如移动平均模型（MA模型）、自回归移动平均模型（ARMA模型）等。
这些模型的参数估计与假设检验方法也是计量经济学中研究的重点内容之一。
总之，计量经济学中的时间序列分析是一个相对独立且完整的领域，它为经济学、金融学等领域的研究提供了重要的方法论支持和实践指导。
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很多短频度的时间序列表现出某种稳定的周期性 模式，如季度或月度数据。
例：商品零售额常常呈现季节性变化
农产品供给的季节性 商品消费的季节性
可以通过在模型中引入季节虚变量的方式来处理 数据体现出的季节性。
也可以在建立模型前对数据做处理，即获得调整 季节性的时间序列。
对该序列未来的一个观测yT+1可以被认为是由条件 概率分布函数p(yt+1|y1,y2,…,yt)所生成。
平稳过程为随机变量的联合分布和条件分布均不 随时间而变化的过程。
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平稳随机过程的性质
平稳性要求，对于任意的t, k和m，均有：
p yt , , ytk p ytm , , ytk m
0
差分平稳
缓慢下降 长期存在
发散 逐步偏离均衡
非0
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移动平均（MA）过程
一阶移动平均过程MA(1)可以表示为：
yt = et + 1et-1, t = 1, 2, … 式 变中 量e(iti为d) 均。值＝0、方差＝se2的独立同分布随机
具有趋势的时间序列可以是弱依赖性的。 若时间序列是弱依赖性的，并且将其消除
趋势后成为平稳序列，那么这种序列被称 作趋势平稳过程(Trend stationary) 。
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不同类型的平稳性
趋势平稳过程
序列由一个趋势函数和具有平稳性的误差组合而成， 例如 Yt tut
齐次随机过程，也称作I(d)过程：
6
消除趋势的方法
如果缺乏关于其他影响因素的信息，此时可以采 用对原始数据做消除趋势的处理。
为此，我们可以将时间序列变化模式的构成成分 分解为：
趋势性因素（可以用时间趋势函数表示） 季节性因素（可以用季节虚变量控制） 周期性因素（可以用周期函数表示） 无规则因素（假定为服从某种统计分布形式的随机误
若么随这着样m的的序增列大为，弱y依t 和赖y时t+m间趋序近列于。相互独立的分布，那 对于一个方差平稳过程，若当m → ∞时Corr(yt, yt+m) →
0 ，我们说此方差平稳过程是弱依赖的。
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具有趋势的时间序列
具有趋势的时间序列不可能是平稳的，这 是由于其均值随时间而不断变化。
其他方法有差分、移动平均、滤波等技术。 利用消除趋势的数据建立回归模型有一个优点，这涉及到
对回归方程拟合优度的评价：
利用时间序列做回归通常会得到非常高的R2，这是由于对趋势能 够很好地做出解释。
用消除趋势的变量做回归可以避免“虚假回归”，从而更可靠地识 别X对Y的解释能力。
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季节性
由上述定义可知，凡是具有上升或下降趋势的时 间序列均为非稳定序列（均值随时间变化）。
因而我国的绝大多数经济数据为非稳定序列
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平稳随机过程
(Stationary Stochastic Process)
任一时间序列y1,y2,…,yt均可以被认为是由一个联 合概率分布函数p(y1,y2,…,yt)所生成的某一特定结 果。
Yt Yt1 ut Yt t ut
我们不能仅仅根据两个序列具有相类似的趋势而断定其存 在因果关系。
这种共同趋势常常是由其他因素造成的，而不是因果性质的联系。 利用时间序列数据建立模型常常出现“虚假回归”。
如果有关于其他影响因素的信息，我们可以用多元回归方 法直接控制这些因素的影响。
经过d次差分后可以变为平稳过程的序列(difference stationary)，d为差分次数。
一般而言，非平稳性序列可以通过差分方式转变 为平稳序列。
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趋势平稳与差分平稳的区别
自回归系数
动态乘数 平均平方误(MSE) 均值 Dyt的长期方差
趋势平稳
迅速下降 很快消失
收敛 趋于恢复均衡
对，于Co任v(y意t, 的yt+tm且) 仅当依m 赖≥ 1m时而，与若t无E(关yt)，和那V么ar(该yt)序均列为表常现数为 方差平稳过程。
上述平稳性的弱形式仅仅要求均值和方差不随时间t而 变化，方差仅仅取决于两个观察值之间的间隔m。
弱依赖时间序列(Weakly dependent time series)
差）
7
消除趋势的方法
每个序列对时间趋势变量做回归
线性趋势/指数趋势/多项式趋势
得到的残差项构成“消除趋势”后的时间序列。
注意用不同方法消除趋势后得到的残差序列不同（数值/统计分布 ）
在回归模型中加上某种时间趋势变量可以起到类似的作用。
时间趋势变量的系数反映模型中未包括的多种趋势性因素的共同 影响
y Eyt Eytm
2 y
E
yt y 2 E
ytm y 2
Cov yt , ytk Cov ytm , ytk m
12
平稳过程的弱形式
方差平稳过程(Variance stationary process)
EVIEWS包括了做季节性调整的专用程序（X11/X12）
9
随机时间序列的类型ຫໍສະໝຸດ 平稳时间序列(stationary time series )指均值、方差 和自回归函数不随时间而变化的时间序列；
非平稳时间序列(Nonstationary time series )指均值 、方差和自回归函数随时间而变化的时间序列。
高级计量经济学时间序列分析
本章内容
建立时间序列模型的价值 随机时间序列的类型 平稳时间序列的特性 自回归与移动平均过程 单位根检验 一元时间序列模型 多元时间序列模型 格兰杰（Granger）因果关系检验 时间序列之间的协整 误差修正模型
2
时间序列数据
时间序列数据有严格的发生时间先后顺序。 现实中大量统计数据为时间序列数据，例如：
全国年度或季度GDP 日批发市场价格
利用时间序列数据建立模型时需要认识到，从性 质上说，这种数据不再是从总体中随机抽取的一 个样本，而是一个按逻辑顺序实际发生的随机过 程。
3
时间序列的变动趋势
由于多种原因，时间序列经济数据经常表现出明显的共同 演变趋势或相类似的波动模式，典型情况有：