时间序列分析第一章

1、应用时间(shjin)序列分析共二十五页教材(jioci)介绍教材：应用时间序列，王燕编著(binzh)，中国人民大学出版社。应用软件：SAS练习数据库：Time Series Data Library /TSDL/共二十五页第一章 时间(shjin)序列分析简介共二十五页本章(bn zhn)结构引言1.时间序列的定义2.时间序列分析方法简介3.时间序列分析软件4.共二十五页最早的时间序列(xli)分析7000年前，古埃及人把尼罗河涨落的情况逐天记录下来，就构成所谓的时间序列。对这个时间序列长期的观察使他们发现尼罗河的涨落非常有规律。当天狼星第一次和太阳同时升起的那一天之后，再过两百天左右，尼

2、罗河就开始泛滥，泛滥期将持续七、八十天，洪水过后，土地肥沃(fiw)，随意播种就会有丰厚的收成。由于掌握了尼罗河泛滥的规律，使得古埃及的农业迅速发展，解放出大批的劳动力去从事非农业生产，从而创建了埃及灿烂的史前文明。 1月1日6月17日10月12月尼罗河泛滥期“落泪夜 共二十五页本章(bn zhn)结构引言1.时间序列的定义2.时间序列分析方法简介3.时间序列分析软件4.共二十五页时间(shjin)序列的定义 随机序列: 按时间顺序排列的一组随机变量(su j bin lin)观察值序列: 随机序列的 个有序观察值，称之为序列长度为 的观察值序列随机序列和观察值序列的关系观察值序列是随机序列的

3、一个实现我们研究的目的是想揭示随机时序的性质实现的手段都是通过观察值序列的性质进行推断共二十五页案例(n l)我们(w men)想研究北京市城镇居民消费支出的发展变化规律那么每一年北京市城镇居民的消费支出就构成了一个随机序列我们通过某些方法获得的某些年份的北京市城镇居民的消费支出序列就是一个观察值序列北京市1990年1999年每年消费支出（单位：亿元）1686，1925，2356，3027，3891，4874，5430，5796，6217，6796共二十五页北京市城镇居民消费支出(zhch)序列（单位：亿元）共二十五页本章(bn zhn)结构引言1.时间序列的定义2.时间序列分析方法简介3.时

4、间序列分析软件4.共二十五页时间(shjin)序列分析方法描述性时序(sh x)分析通过直观的数据比较或绘图观测，寻找序列中蕴含的发展规律 序列统计时序分析利用数理统计学的基本原理，分析序列值内在的相关关系 共二十五页描述性时序(sh x)分析案例德国业余天文学家施瓦贝（S.H.Schwabe）发现(fxin)太阳黑子的活动具有11年左右的周期共二十五页描述性时序(sh x)分析通过(tnggu)直观的数据比较或绘图观测，寻找序列中蕴含的发展规律，这种分析方法就称为描述性时序分析 描述性时序分析方法具有操作简单、直观有效的特点，它通常是人们进行统计时序分析的第一步。局限性：它只能展示非常明显的

5、规律性。而在金融、保险、法律、人口、心理学等社会科学研究领域，随机变量的发展通常会呈现出非常强的随机性，想通过对序列简单的观察和描述，总结出随机变量发展变化的规律，并准确预测出它们将来的走势通常是非常困难的。 共二十五页统计(tngj)时序分析方法频域分析方法时域分析方法统计(tngj)时序分析共二十五页频域分析方法原理假设任何一种无趋势的时间序列都可以分解成若干不同频率的周期波动发展过程早期的频域分析(fnx)方法借助富里埃分析(fnx)从频率的角度揭示时间序列的规律 后来借助了傅里叶变换，用正弦、余弦项之和来逼近某个函数 20世纪60年代，引入最大熵谱估计理论，进入现代谱分析阶段 特点非常

6、有用的动态数据分析方法，但是由于分析方法复杂，结果抽象，有一定的使用局限性共二十五页时域分析方法原理事件的发展通常都具有一定的惯性，这种惯性用统计的语言来描述就是序列值之间存在着一定的相关关系，这种相关关系通常具有某种统计规律。目的寻找出序列值之间相关关系的统计规律，并拟合出适当的数学模型来描述这种规律，进而利用这个拟合模型预测(yc)序列未来的走势特点理论基础扎实，操作步骤规范，分析结果易于解释，是时间序列分析的主流方法 共二十五页时域分析(fnx)方法的分析(fnx)步骤考察观察值序列的特征根据序列的特征选择适当的拟合模型根据序列的观察数据确定模型的口径检验(jinyn)模型，优化模型利用

7、拟合好的模型来推断序列其它的统计性质或预测序列将来的发展 共二十五页时域分析方法的发展(fzhn)过程启蒙(qmng)阶段基础阶段发展阶段YuleWalkerBoxJenkinsEngle Granger 共二十五页启蒙(qmng)阶段G.U.Yule 英国数学家。1927年，Yule提出用线性回归方程来模拟一个时间(shjin)序列 ，这是最早的AR模型。G.T.Walker英国数学家，天文学家。1931年，Walker利用Yule的分析 方法 研究了衰减正弦时间序列， 得出Yule-Walker方程共二十五页基础(jch)阶段G.E.P.Box和 G.M.Jenkins George EP

8、.Box ，国际级统计学家，1960年创立(chungl)威斯康星大学统计系并任该系系主任，他发表过200多篇沦文Gwilvm MJenkins 已故国际级统计学家。曾于1966年创立了英国兰开斯特大学系统工程系。 1970年，Box-Jenkins出版了Time Series Analysis Forecasting and Control一书，提出了ARIMA模型（BoxJenkins 模型）ARIMA模型的：单变量、同方差场合的线性模型 共二十五页完善(wnshn)阶段异方差(fn ch)场合Robert F.Engle，1982年，ARCH模型Bollerslov，1985年GARCH

9、模型 Nelson等人提出了GARCH模型的多种衍生模型多变量场合C.Granger ，1987年提出了协整（co-integration）理论非线性场合汤家豪等，1980年，门限自回归模型Robert F.EngleC.Granger共二十五页1.4 时间(shjin)序列分析软件 常用软件S-plus，Matlab，Gauss，TSP，Eviews 和SAS 推荐软件SAS在SAS系统中有一个专门进行计量经济与时间序列分析的模块：SAS/ETS。SAS/ETS编程语言简洁，输出功能强大，分析结果精确，是进行时间序列分析与预测(yc)的理想的软件由于SAS系统具有全球一流的数据仓库功能，因此

10、在进行海量数据的时间序列分析时它具有其它统计软件无可比拟的优势 共二十五页本章SAS软件(run jin)操作指导SAS操作界面介绍菜单栏，工具栏，窗口创建(chungjin)SAS数据集使用DATA步创建数据集直接导入外部数据文件转换成SAS数据集时间序列数据集的处理间隔函数（intnx）的使用序列变换子集缺失数据插值共二十五页谢谢(xi xie) !共二十五页内容摘要应用时间序列分析。对这个时间序列长期的观察使他们发现尼罗河的涨落非常有规律。1月1日。随机序列和观察值序列的关系。观察值序列是随机序列的一个实现。实现的手段都是通过观察值序列的性质进行推断。北京市1990年1999年每年消费支出（单位：亿元）。通过直观的数据比较或绘图观测，寻找序列中蕴含的发