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1、任课教师：谢家泉办 公 室：金龙阁804办公 ：37215181 13422028364时间序列分析整理pptn第一章第一章 时间序列分析概论时间序列分析概论n第二章第二章 时间序列分析根本概念时间序列分析根本概念n第三章第三章 线性平稳时间序列分析线性平稳时间序列分析n第四章第四章 非平稳序列和季节序列模型非平稳序列和季节序列模型n第五章第五章 时间序列模型的识别时间序列模型的识别n第六章第六章 时间序列模型参数的统计推断时间序列模型参数的统计推断(略讲略讲)n第七章第七章 平稳时间序列模型预测平稳时间序列模型预测n第八章第八章 非平稳和季节时间序列模型分析非平稳和季节时间序列模型分析n第九
2、章第九章 非线性时间序列模型非线性时间序列模型n第十章第十章 多元时间序列分析现代方法多元时间序列分析现代方法n第十一章第十一章 超高频数据的建模与分析现代方法超高频数据的建模与分析现代方法本课内容安排整理ppt主要参考书目：主要参考书目：1 詹姆斯詹姆斯 D汉密尔顿汉密尔顿，1999：?时间序列分析时间序列分析?，中国社会科学出版，中国社会科学出版社。社。2王燕，王燕，2005：?应用时间序列分析应用时间序列分析?，中国人民大学出版社。，中国人民大学出版社。3何书元，何书元，2003：?应用时间序列分应用时间序列分析析?，北京大学出版社。，北京大学出版社。4陆懋祖，陆懋祖，1999：?高等时
3、间序列经高等时间序列经济计量学济计量学?，上海人民出版社。，上海人民出版社。整理ppt时间序列分析概论 n引言 大量自然界、社会经济等领域的统计指标都依年、季、月或日统计其指标值，随着时间的推移，形成了统计指标的时间序列。因此，时间序列是某一统计指标长期变动的数量表现。时间序列分析就是估算和研究某一时间序列在长期变动过程中所存在的统计规律性。整理pptn一、时间序列的含义一、时间序列的含义n1.从经济统计的角度讲：时间序列是某一个指标在不同的时间上的不同数值按时间先后顺序排成的序列。n从这个定义可看出时间序列由两个要素构成：一个是指标数值，一个是时间。n在实际中，我们遇到许多数据如GDP，失业
4、人数统计，股票价格指数等都呈时间序列的形式。整理ppt我国近三年上证指数2004年5月17日-2007年5月16日我国19782006年居民消费价格定基指数我国19782006年GDP当年价格整理pptn2.从概率统计意义上讲：时间序列是一组随机变量X(t)在一系列时刻t1,t2,t3,.,tN(t1t2tN)的一次样本实现xt1,xt2,xtN.n从这个定义可看出，时间序列与通常统计分析不同，通常统计分析中总是对一个随机变量独立地观察屡次，得到这个随机变量的多个实现，然后再去分析和研究。整理pptn3.从系统意义上讲：时间序列是某一系统在不同时间条件下的响应。n这个定义强调了时间序列中顺序的
5、重要性，并且，这个顺序并不一定必须是时间顺序，它可以是代表速度，温度或其它递增取值的物理量。n例如：课本上所举的例子，将材料裂纹长度按所承受的压力周期排列，也是一个时间序列。见下页图整理ppt10121416182022102030405060708090某材料裂纹长度整理ppt时间序列分析概论n定义 在统计研究中，有大量的数据是按照时间顺序排列的，使用数学方法表述即用一组随机序列 表示随机事件的时间序列，简记为 或者 。整理ppt时间序列分析概论n1820年1869年的太阳黑子数依时间画在以下图中。该图中，横轴是时间指标t在这里的t以年为单位，纵轴表示在时间t内太阳黑子个数的观测值，这种图称
6、为时间序列图。整理ppt时间序列分析概论n居民消费价格指数(ConsumerPriceIndex)，英文缩写CPI，是反映与居民生活有关的产品及劳务价格统计出来的物价变动指标，通常作为观察通货膨胀水平的重要指标。本例给出了我国1985年2007年的CPI年度数据时间序列图。整理ppt时间序列分析概论nGDP即国内生产总值，它是对一国地区经济在核算期内所有常住单位生产的最终产品总量的度量，常常被看成反映一个国家地区经济状况的重要指标。本例给出我国1978年2007年GDP数据单位：亿元的时间序列图。整理ppt时间序列分析概论n北京在历史上也是自然灾害频发的地区，在各种自然灾害中，水旱灾害发生的次
7、数最多，危害最大。本例给出了北京地区1949年1964年的洪涝灾害面积数据单位：万亩的时序图。n 整理ppt时间序列分析概论n本例给出了1992年第一季度至2021年第三季度我国GDP季度数据单位：亿元。整理ppt时间序列分析概论n2005年7月21日中国启动人民币汇率改革以来，不断完善汇率形成机制，人民币对美元汇率总体呈现小幅上扬态势。本例给出了1997年1月2021年9月美元对人民币汇率的月度数据单位：元时序图。整理ppt时间序列分析概论n本例给出了1990年12月19日2021年11月6日上证A股指数日数据除去节假日，共4386个数据时序图。n 整理ppt时间序列分析概论n本例给出198
8、0年1月1991年10月澳大利亚红酒的月度销量单位：公升时序图。n 整理ppt时间序列分析概论n本例描述了1951年1980年，美国每年发生的罢工次数序列，该图显示了这些数据一种不规律的上下波动。整理ppt时间序列分析概论n本例描述1994年1月1日1995年12月31日香港环境数据序列：(a)表示因循环和呼吸问题前往医院就诊的人数；(b)表示二氧化硫的日平均水平；(c)表示二氧化氮的日平均水平；(d)表示可吸入的悬浮颗粒物的日平均水平。整理ppt二、时间序列的主要分类二、时间序列的主要分类n1.按所研究现象的多少分：一元时间序列，多元时间序列。n一元时间序列：研究的是某一个指标的时间序列，如
9、GDP序列，销售量序列等。n多元时间序列：研究的是多个指标的时间 序列，如广告费用和销售量序列，货币供给量与股票价格指数序列等。整理ppt1978-2006年全国财政收入与国内生产总值单位：亿元整理pptn2.按时间的连续性，可将时间序列分为离散性时间序列，连续性时间序列。n离散性时间序列：每一个序列所对应的时间参数为间断点。n连续时间序列：每一个序列所对应的时间参数为时间的连续函数。n我们所研究的是离散性时间序列，对于连续性时间序列，可以采用等间隔采样使之化为离散序列。整理pptn3.按序列的统计特性分：平稳序列，非平稳序列。n平稳序列：时间序列的统计特性不随时间而变化。n非平稳序列：时间序
10、列的统计特性随时间而变化。整理pptn如果序列是平稳的，它们在某一常数均值下到达平衡，并且偏离该均值波动的概率在任何时点上均是相同的，于是我们就可以用具有确定系数的方程将时间序列模型化。n如果序列是非平稳的，那么，用一个模型反映序列的过去和未来就会很困难。n在经济领域中，许多时间序列都不是平稳序列，如GDP序列。尽管对非平稳过程建模比较困难，但非平稳序列通常可以转化为平稳或近似平稳序列，并对平稳序列建模，这正是我们这门课程的主要内容。整理ppt香港恒生指数1990.1.11996.6.28各交易日数据整理ppt对香港恒生指数取一阶对数差分后趋势图整理pptn4.按时间序列分布规律分按时间序列分
11、布规律分：高斯型时间序列，非高斯型时间序列。n高斯型时间序列：服从正态分布的时间序列。n非高斯型时间序列：不服从正态分布的时间序列。n我们研究的通常是服从正态分布的时间序列，即高斯型时间序列。整理ppt时间序列分析概论n时间序列分析依赖于不同地应用背景，有着不同的目的 n分析的根本任务是揭示支配观测到的时间序列的随机规律，通过所了解的这个随机规律，我们可以理解所要考虑的动态系统，预报未来的事件，并且通过干预来控制将来事件。上述即为时间序列分析的三个目的。整理ppt通常的ARIMA的建模过程 n第一步，对时间序列进行特性分析 n第二步，模型的识别与建立，这是建立 ARMA模型的重要一步 n第三步
12、，模型的评价，并利用模型进行预测 整理pptn一时间序列分析方法的类型一时间序列分析方法的类型n根据时间序列，揭示相应系统的内在统计特根据时间序列，揭示相应系统的内在统计特性和开展规律的统计方法，就称时间序列分性和开展规律的统计方法，就称时间序列分析。析。n时间序列分析的根本思想是根据系统的有限时间序列分析的根本思想是根据系统的有限长度的运行记录，建立能比较精确地反映时长度的运行记录，建立能比较精确地反映时间序列中所包含的动态依存关系的数学模型，间序列中所包含的动态依存关系的数学模型，并借以对系统的未来行为进行预测并借以对系统的未来行为进行预测整理pptn时间序列分析方法就其开展的历史阶段和使
13、用的方法来看，有传统确实定性时间序列分析方法和现代的随机时间序列分析方法。n时间序列分析的主要方法可归纳如下：整理ppt整理pptn确定性时间序列分析方法将时间序列看作主要是由长期趋势T、季节变动S、循环变动C和随机变动I综合作用的结果。n确定性时间序列分析就是设法消除随机型波动，拟合确定性趋势，因而形成了长期趋势分析、季节变动分析、循环变动测定等一系列确定性时间序列分析方法。整理pptn确定型趋势虽然控制着时间序列的根本样式，但毕竟不是时间序列变动的全貌，另一方面，用随机理论来考察，许多偶然因素共同作用的随机型波动，其实也并非杂乱无章，而有一定的规律性，人们根据随机理论对随机时间序列进行分析
14、，就叫随机时间分析。n随机时间序列分析方法与传统确实定性时间序列分析方法相比，具有独特的优点。整理pptn虽然，确定型时间序列分析方法不反映时间序列的随机性质，也无法到达随机序列模型所能到达的预测精度，但它仍是一个简单和相当可接受的预测手段，许多确定型时间序列分析方法一直是经济预测的标准工具。因此随机型时间序列分析不能完全取代确定型时间序列分析。整理ppt整理pptn二时间序列分析方法与其它统计分二时间序列分析方法与其它统计分析方法回归分析的主要区别析方法回归分析的主要区别n1.时间序列分析方法明确强调变量值顺序时间序列分析方法明确强调变量值顺序的重要性，而其它统计分析方法那么不的重要性，而其
15、它统计分析方法那么不必如此。必如此。n2.时间序列各观察值之间存在一定的依时间序列各观察值之间存在一定的依存关系，而其它统计分析一般要求每一存关系，而其它统计分析一般要求每一变量各自独立变量各自独立整理pptn3.时间序列分析根据序列自身的变化规律来预测未来，而其它统计分析那么根据某一变量与其它变量间的因果关系来预测该变量的未来。n4.时间序列是一组随机变量的一次样本实现，而其它统计分析的样本值一般是对同一随机变量进行N次独立重复实验的结果。n5.二者建模思路不同：整理pptn应用时间序列分析方法的重要性应用时间序列分析方法的重要性n与回归分析方法相比较，有时应用与回归分析方法相比较，有时应用
16、时间序列分析方法显得很有必要：时间序列分析方法显得很有必要：n1.很多情况下，很难或不可能用变很多情况下，很难或不可能用变量间的因果关系来说明某一变量的量间的因果关系来说明某一变量的变化。变化。n2.即使能估计出一个有关变量的令即使能估计出一个有关变量的令人满意的回归方程，其结果也可能人满意的回归方程，其结果也可能不能用于预测。不能用于预测。整理ppt金融时间序列分析 n研究金融过程的动态结构 n探索金融变量之间的动态关系 n对金融数据进行季节或其它形式的周期调整如日内效应、周效应等 n通过对具有自相关关系的模型误差分析，改进用时间序列进行回归分析的模型 n对均值或波动率进行点预测或区间预测 整理ppt时间序列分析概论n计算机技术的进步极大地促进了时间序列分析的开展。n许多统计软件都可以用于时间序列分析工作。n常用软件Eviews。整理ppt
