Naúrar 8 / 11

Binciken Jerin Lokaci: Tsayawa, ARIMA da Hasashen

Riba:

  • Ƙarfin fahimtar ra'ayoyin yanayin yanayi, yanayin yanayi, tsayawa da tushen sashe da amfani da hankali na wucin gadi tare da ingantattun bayanai don ƙirar jerin lokaci da hasashen hasashen lokaci.
  • Ikon fassara ARIMA/samfurin yanayi da hasashen rashin tabbas (tazarar amincewa, saura bincike) da kuma guje wa koma baya mai ban tsoro.
  • Samun damar bambance cewa hasashen basirar ɗan adam ya dogara ne akan abubuwan da suka gabata kuma hukuncin ƙwararru ya fito kan gaba a lokacin hutun tsari da rikici.

Yawancin bayanan da ke zama gurasa da man shanu na masana tattalin arziki da masu nazarin kudi shine jerin lokaci: dabi'u na ma'auni iri ɗaya da aka auna a cikin lokaci na yau da kullum (farashin wata-wata, farashin hannun jari na yau da kullum, GDP na kwata). Jerin lokaci ya sha bamban da gaske daga bayanan sashe na yau da kullun saboda abubuwan lura ba su da zaman kansu: ƙimar yau ta dogara da jiya. Wannan dogaro duka wata dama ce (zamu iya hasashen makomar gaba) da kuma haɗari (talakawa ta yaudare cikin sauƙi a nan). A cikin wannan rukunin, za mu ga yadda hankali na wucin gadi (AI) ke haɓaka ƙirar ƙira da hasashen lokaci, amma me yasa tarko mafi haɗari — koma baya—yana buƙatar kulawa.

Ka'idoji na asali

Jerin lokaci gabaɗaya ya ƙunshi abubuwa uku: yanayin (tsawon lokaci mai tsawo zuwa sama/ ƙasa), yanayin yanayi (tsari na yau da kullun wanda ke maimaita duk shekara, misali ƙara yawan yawon shakatawa a lokacin rani), da zagayowar/hawa (sauran saura). Kafin yin samfuri, mafi mahimmancin fasalin jerin shine tsayawa.

Silsilar tsaye jeri ce wacce kaddarorin kididdiga (ma'ana, bambance-bambancen) ke dawwama akan lokaci. Silsilar da ba ta tsaya ba tana ƙunshe da yanayi, bambancinsa yana girma, ko yana da tushen raka'a. Tushen raka'a wani tsari ne wanda jerin ke "tunani" har abada kuma baya komawa ga ma'anarsa; Irin wannan jerin yana nuna hali kamar tafiya bazuwar. Me yasa yake da mahimmanci? Saboda koma baya tsakanin nau'ikan da ba na tsaye ba na iya haifar da babban R-squared da mahimman ƙididdiga koda kuwa babu wata alaƙa a zahiri - ana kiran wannan koma baya. Yanayin gama gari ne kawai ke sa jerin biyun su zama kamar suna “da alaƙa”.

Tsanaki: jerin tashi biyu (misali al'ummar ƙasa ɗaya da tallace-tallacen ice cream na wata ƙasa) na iya zama alaƙa sosai; yayin da su biyun suke karuwa akan lokaci. Wannan ba dangantaka ba ce, amma ruɗin yanayin gama gari. Tabbatar duba tsayawa kafin fara koma baya a cikin jerin lokaci.

Tsarin lokaci-mataki-mataki na aiki

1. Ka gani. Shirya jerin abubuwan: shin akwai wani yanayi, akwai yanayi, shin bambancin yana canzawa akan lokaci, akwai hutun tsari (canjin matakin kwatsam)?

2. Gwajin tsayawa. Gwajin ADF (Augmented Dickey-Fuller) da kuma tushen gwajin KPSS. Su biyun suna daidaita juna: a cikin ADF hasashe maras tushe shine "akwai tushen naúrar", a cikin KPSS "tsaye ne". Yana da aminci don amfani da duka biyu tare.

3. Tsage. Idan jerin ba na tsaye ba ne, yawanci ana bambanta (bambancin abubuwan lura na gaba; wannan yana kawar da yanayin). Bambancewa sau ɗaya yana sanya jerin "haɗe-haɗe na farko" (I(1)) a tsaye. Canjin log kuma yana taimakawa idan bambancin yana girma.

4. Gina samfuri. Tsarin da aka fi sani shine ARIMA (AutoRegressive Integrated Moving Average): Yana haɗa abubuwan AR (dogara na jerin akan abubuwan da suka gabata), I (matakin bambance-bambance), MA (sakamakon kurakuran da suka gabata). Idan akwai yanayi, ana amfani da SARIMA. AI yana haifar da lamba don kayan aikin zaɓi na atomatik kamar auto.arima; Amma kar a yarda da zaɓi na atomatik a makance.

5. A duba ragowar. Ragowar samfurin mai kyau ya kamata ya zama farin amo: babu tsari, babu haɗin kai. Gwajin Ljung-Box yana gwada wannan. Idan har yanzu akwai tsari a cikin ragowar, samfurin bai cika ba.

6. Yi tsinkaya da nuna rashin tabbas. Hasashen ba layi ɗaya ba ne; ko da yaushe ana bayarwa tare da tazara / kimantawa. Kewayo yana faɗaɗa yayin da sararin sama ya ƙara tsayi - wannan alama ce ta gaskiya, ba aibi ba.

Haɗin kai: dangantaka ta ainihi tare da jerin marasa tsayawa

Silsilai biyu marasa tsayawa ba koyaushe suna ba da alaƙar da ba ta dace ba. Idan akwai ma'auni na gaske na dogon lokaci a tsakanin su (suna tafiya tare), ana kiran wannan haɗin kai kuma ana iya yin su tare da ƙirar gyara kuskure (ECM). Don haka mafita ba “bambanci ba ne a jefar da bayanan”; shine a fara gwada haɗin kai. Wannan bambance-bambancen ya bambanta ɓacin rai daga haɗin kai na dogon lokaci na gaskiya kuma la'akari ne na ka'idar cewa AI ba zai iya yanke shawara da kansa ba.

kwatanta jadawalin

Matsayi

alama

daidai tsarin

jerin tsaye

Ma'ana/bambanci na dindindin

Kai tsaye ARCHING

Tare da Trend (tushen naúrar)

Ci gaba da tashi, ADF ba shi da ma'ana

Bambanci, sannan samfurin

Biyu jerin marasa na tsaye

Babban R² na iya zama karya

Na farko, gwajin haɗin kai

yanayi

Tsarin maimaitawa na shekara-shekara

SARIMA / bambancin yanayi

hutun tsari

Canjin matakin kwatsam / gangara

Gwajin karya, hukuncin ƙwararru

Hanyoyi huɗu masu kwafi

1. Gano wuri:

Matsayinku: mataimakin jerin lokaci. Ina son lambar R, ba na raba bayanan. 'jerin' jerin lokaci ne na kowane wata (ts abu). Aiki: (1) zana jeri da jadawali (ACF/PACF), (2) yi amfani da gwajin ADF da KPSS, (3) bayyana yadda ake fassara sakamakon tare. Zan yanke shawarar ɗaukar bambanci; Kuna haifar da ganewar asali.

2. Ginin samfuri (mai kulawa):

Jerin nawa ya bayyana a tsaye a farkon bambanci. Bayar da samfuri tare da auto.arima amma: (1) bayyana umarni da aka zaɓa (p, d, q) da ME YA sa aka zaɓi su, (2) ƙara lamba don gwada ko ragowar fararen amo ne tare da Ljung-Box, (3) tunatar da ni kada in karɓi zaɓin atomatik.

3. Gargadin koma baya na karya:

Ina so in saita koma baya tsakanin jerin lokaci na biyu (X, Y) amma duka biyun sun lalace. Rubuta lambar aikin aiki wanda ke bincika haɗarin koma baya mai ban tsoro: da farko gwada tsayawar duka biyun, sannan a yi amfani da gwajin haɗin kai (Engle-Granger ko Johansen). Kafin in gudu lm() kai tsaye, dakatar da ni kuma bayyana dalilin da yasa yake da haɗari.

4. Hasashe da rashin tabbas:

Rubuta lambar da ke samar da hasashen gaba na watanni 12 tare da ƙirar ARIMA da na ƙirƙira; Yi ƙididdige ƙididdigewa tare da tazarar amincewar 80% da 95%. Ƙara bayanin kula a ƙasan ginshiƙi cewa hasashen ya dogara ne akan abubuwan da suka gabata kuma yana iya zama mara inganci a yayin faɗuwar tsari/rikici.

Rauni mai ƙarfi / Ƙarfi mai ƙarfi

Rawanin faɗakarwa:

Nemo dangantakar waɗannan jerin biyu tare da sake dawowa kuma kuyi hasashen shekara ta gaba.

Wannan ikirari gayyata ce zuwa tarkon koma baya na karya: idan an saita koma baya ba tare da bincikar tsayawa ba, babban R-squared amma "dangantaka" mara ma'ana da ƙima mara inganci ya fito.

Ƙarfi mai ƙarfi:

Matsayinku: Mataimakin jerin lokaci a hankali. Ci gaba mataki-mataki: (1) gwada tsayayye na duka jeri da rahoto, (2) idan ba su tsaya ba, KAR KU yi jujjuya kai tsaye, gwada haɗin kai da farko, (3) idan kun samar da hasashen, tabbatar da ƙara tazarar amincewa kuma rubuta gargaɗin hutu na tsari. Ka bar mini hukunci a kowane mataki; ci gaba ta atomatik.

Bambanci: buƙatu mai ƙarfi yana buƙatar tsayawa da haɗin kai kafin komawa baya, yana gabatar da ƙima tare da rashin tabbas.

uku mini lokuta

Case na 1 - Matsala mai tsauri. Wani manazarci ya samo R² = 0.91, p<0.001 tsakanin jerin tashi biyu (juyawar sashe ɗaya da makamashin wata ƙasa) kuma ya rubuta "dangantaka mai ƙarfi". Lokacin da mashawarcinsa ya nemi gwajin tsayawa, an ga cewa su biyun suna da tushen raka'a, kuma lokacin da aka ɗauki bambance-bambancen su, dangantakar (r = 0.04) ta ɓace gaba ɗaya. Babban R-squared ya kasance mafarki ne kawai na yanayin gama gari. Darasi: koma bayan jerin lokaci ba abin dogaro bane ba tare da gwaji don tsayawa ba.

Case 2 - Amintaccen makafi a cikin ƙirar atomatik. Wani dalibi ya yi amfani da samfurin da auto.arima ya zaɓa ba tare da bincika shi ba; ya daina lura da gagarumin yanayi saura a cikin bincikensa. Samfurin tsarin ya raina watannin bazara. Gwajin Ljung-Box ya nuna haɗin kai a cikin ragowar. Hanyar da ta dace: shine don ƙara yanayin yanayi (SARIMA). Darasi: Zaɓin atomatik shine farkon, ba kalmar ƙarshe ba; Dole ne a duba ragowar.

Hali na 3 - Hasashen rugujewa a hutun tsarin. Samfurin ɗaya ya annabta buƙatar 2020 tare da bayanan 2019; tazarar amincewa ta kasance kunkuntar, kimantawa ta kasance m. Babban girgiza (annoba) na 2020 ya busa hasashen gaba ɗaya saboda ƙirar kawai ta san tsarin da ya gabata. Darasi: Hasashen jerin lokaci yana ɗauka cewa abin da ya gabata zai yi kama da na gaba; A cikin lokutan rikici / rugujewa, ƙwararrun ƙwararrun masana suna zuwa gaba.

Kuskuren gama gari

  • Ƙaddamar da koma baya ba tare da duba tsayawa ba. Rikici mai ban tsoro yana haifar da babban R-squared amma maras muhimmanci dangantaka; Aiwatar da ADF/KPSS da farko.
  • Bambancewa da tsallake haɗin kai. Idan akwai dangantaka ta gaske na dogon lokaci, ɗaukar bambanci a makance yana watsar da bayanai; Gwada haɗin kai da farko.
  • Yin amfani da samfurin atomatik ba tare da duba shi ba. auto.arima farawa ne mai kyau amma ba abin dogaro ba tare da duba ragowar (Ljung-Box).
  • Gabatar da ƙima a matsayin layi ɗaya. Ƙididdiga ba tare da tazarar amincewa ba yana haifar da daidaiton ƙarya; Koyaushe nuna rashin tabbas.
  • Yin watsi da hutun tsarin. Rikici/sauyin mulki yana rushe tsarin da ya gabata; Samfurin ba zai iya sanin wannan ba, ana buƙatar hukuncin ƙwararru.
Tukwici: Kafin rubuta binciken jerin lokaci, sake duba ainihin jadawali na jerin. Bayyanar yanayi ko karya da kuke gani da idanunku shine gargaɗi mafi ƙarfi cewa babu wani gwaji da zai sa ku manta.

A takaice

A cikin nazarin jerin lokaci, abubuwan lura ba su da zaman kansu; Wannan duka yana ba da ikon tsinkaya kuma yana haifar da ramuka kamar koma baya. Gwajin tsayawa (ADF/KPSS) kafin yin samfuri; gwada haɗin kai maimakon kafa haɗin kai kai tsaye tsakanin jerin da ba na tsaye ba; A duba ragowar samfurin ARIMA/SARIMA har sai an sami farin amo; Koyaushe gabatar da kimantawa tare da tazarar amincewa. AI yana haifar da lambar don duk waɗannan matakan, amma ƙwararren yana sarrafa zaɓin samfurin atomatik, yanke shawara na haɗin kai, da fassarar fasarar tsari. Hasashen ya dogara ne akan abin da ya gabata; A lokacin rikici, hukunci na ’yan Adam yana da na’am na ƙarshe.

Aikin aikace-aikace

Zaɓi jerin lokaci (wata-wata ko kwata). Kafin AI, nema da gudanar da bincike-bincike na tsayawa (jadawali, ACF/PACF, ADF, KPSS) da kuma rarraba jerin azaman tsaye/marasa tsaye. Bambance idan ya cancanta, saita samfurin ARIMA/SARIMA kuma duba ragowar tare da Ljung-Box. Samar da hasashen lokaci na 6-12 kuma ku tsara shi tare da tazarar amincewa. A ƙarshe, yi la'akari a cikin sakin layi yadda hasashen ku zai iya zama kuskure idan an sami raguwar tsari a cikin bayanan ku.

jerin abubuwan dubawa

  • [ ] Na tsara jerin kuma na yi nazarin yanayin yanayi, yanayi da hutu.
  • [ ] Na gwada tsayawa tare da ADF da KPSS; Na samu bambancin da ake bukata.
  • [ ] Na kauce wa koma baya kai tsaye da kuma gwada haɗin kai tsakanin jerin da ba na tsaye ba.
  • [ ] Na duba ragowar samfurin (Ljung-Box) kuma na tabbatar da cewa farin amo ne.
  • [ ] Na gabatar da kimantawa tare da tazarar amincewa; Ban ba shi a matsayin layi daya ba.
  • [ ] Na lura da iyakoki na tsinkaya idan akwai raguwar tsari / rikici.