Bölüm 8 / 11

Wagt seriýasynyň derňewi: Stasionarlyk, ARIMA we çaklama

Girdeji:

  • Tendensiýa, möwsümleýinlik, durnuklylyk we birlik kök düşünjelerine düşünmek we wagt seriýasyny modellemek we çaklamak üçin takyk maglumatlar bilen emeli intellekt ulanmak.
  • ARIMA / möwsümleýin modelleri düşündirmek we näbelliligi çaklamak (ynam aralygy, galyndy derňewi) we ýalňyş regressiýadan gaça durmak;
  • Emeli intellekt çaklamasynyň geçmişdäki nagyşlara esaslanýandygyny we gurluş taýdan arakesme we krizis döwründe bilermenleriň pikiriniň birinji orunda durýandygyny tapawutlandyrmak.

Ykdysadyýetçileriň we maliýe seljerijileriniň çöregi we ýagy bolan maglumatlaryň köpüsi wagt seriýasydyr: wagtyň geçmegi bilen yzygiderli ölçelýän şol bir üýtgeýjiniň bahalary (aýlyk inflýasiýa, gündelik aksiýa bahasy, çärýekleýin JIÖ). Wagt seriýasy adaty kesiş maglumatlaryndan düýpgöter tapawutlanýar, sebäbi synlar garaşsyz däl: şu günüň gymmaty düýn baglydyr. Bu baglylyk hem mümkinçilikdir (geljegi çaklap bileris) we howp (adaty regressiýa bu ýerde aňsatlyk bilen ýalňyşýar). Bu bölümde emeli intellektiň (AI) wagt seriýasyny modellemegi we çaklamany nädip çaltlaşdyrýandygyny göreris, ýöne iň howply duzak - ýalňyş regressiýa näme üçin ünsi talap edýär.

Esasy düşünjeler

Wagt seriýasy adatça üç komponenti öz içine alýar: tendensiýa (uzak möhletli ýokary / aşak tendensiýa), möwsümleýinlik (ýylyň dowamynda gaýtalanýan yzygiderli nagyş, meselem tomusda syýahatçylygyň ýokarlanmagy) we aýlaw / ses (galyndy üýtgemegi). Modellemezden ozal seriýanyň iň möhüm aýratynlygy stasionarlykdyr.

Stasionar seriýa, statistiki häsiýetleri (ortaça, üýtgeşiklik) wagtyň geçmegi bilen hemişelik bolýan seriýadyr. Stasionar däl seriýalar bir tendensiýany öz içine alýar, dürli-dürli bolýar ýa-da birlik kökü bar. Bölüm kökü, seriýaly zarbalary hemişelik "ýada salýan" we ortaça gaýdyp gelmeýän gurluşdyr; Şeýle seriýalar tötänleýin gezelenç ýaly hereket edýär. Näme üçin bu möhüm? Stasionar däl iki seriýanyň arasyndaky regressiýa, hakykatda hiç hili baglanyşyk bolmasa-da ýokary R-kwadratly we möhüm koeffisiýentleri döredip biler - bu ýalňyş regressiýa diýilýär. Diňe umumy tendensiýa iki seriýany "baglanyşykly" ýaly görkezýär.

Üns beriň: Iki sany köpelýän seriýa (meselem, bir ýurduň ilaty we başga bir ýurtda doňdurma satuwy) ýokary baglanyşyk bolup biler; wagtyň geçmegi bilen ikisi hem köpelýär. Bu gatnaşyk däl, umumy tendensiýanyň hyýaly. Wagt seriýasynda regressiýa başlamazdan ozal durnuklylygy barlaň.

Stepdimme-ädim wagt seriýasy

1. Göz öňüne getiriň. Seriýany düzüň: tendensiýa barmy, möwsümlilik barmy, wagtyň geçmegi bilen üýtgeşiklik üýtgeýärmi, gurluş arakesmesi barmy (duýdansyz derejäniň üýtgemegi)?

2. Synag durnuklylygy. ADF synagy (Giňeldilen Dikki-Fuller) we KPSS synag bölüminiň kök / stasionarlygy. Ikisi biri-birini doldurýar: ADF-de null gipoteza "birlik kök bar", KPSS-de "stasionar". Bularyň ikisini bilelikde ulanmak has ygtybarlydyr.

3. Dur. Eger seriýa stasionar däl bolsa, adatça tapawutlanýar (yzygiderli gözegçilikleriň tapawudy; bu tendensiýany aýyrýar). Bir gezek tapawutlandyrmak "ilkinji sargyt integrirlenen" (I (1)) seriýasyny stasionar edýär. Tapawut ösýän bolsa, gündeligi üýtgetmek hem kömek edýär.

4. Model dörediň. Iň ýaýran çarçuwa ARIMA (AutoRegressive Integrated Moving Average): AR (seriýanyň öňki bahalaryna baglylygy), I (tapawutlandyryş derejesi), MA (öňki ýalňyşlyklaryň täsiri) komponentlerini birleşdirýär. Möwsümleýin bolsa, SARIMA ulanylýar. AI auto.arima ýaly awtomatiki saýlama gurallary üçin kod döredýär; Emma awtomatiki saýlamany kör kabul etmäň.

5. Galyndylary barlaň. Gowy modeliň galyndylary ak ses bolmaly: nagyş ýok, awtokorrelýasiýa ýok. Ljung-Box synagy muny synagdan geçirýär. Galyndylarda henizem bir nagyş bar bolsa, model doly däl.

6. Näbelliligi çaklaň we görkeziň. Çaklama bir setir däl; elmydama ynam / baha aralygy bilen berilýär. Gorizont uzaldygyça aralyk giňelýär - bu kemçilik däl-de, dogruçyllygyň alamaty.

Kointegrasiýa: stasionar däl seriýalar bilen hakyky gatnaşyk

Iki stasionar däl seriýa elmydama ýalňyş gatnaşyk bermeýär. Olaryň arasynda hakyky uzak möhletli deňagramlylyk bar bolsa (bilelikde hereket edýärler), bu birleşmek diýilýär we ýalňyşlary düzediş modeli (ECM) bilen modelleşdirilip bilner. Şonuň üçin çözgüt "tapawut we maglumatlary taşlamak" däl; ilki bilen utgaşmagy barlamakdyr. Bu tapawut, ýalňyş regressiýany hakyky uzak möhletli korrelýasiýa bilen tapawutlandyrýar we AI-iň özbaşdak karar berip bilmeýän teoretiki pikiridir.

deňeşdirme diagrammasy

.Agdaý

alamaty

dogry çemeleşme

stasionar seriýalar

Yzygiderli ortaça / üýtgeşiklik

Göni arçyn

Tendensiýa bilen (birlik kök)

Üznüksiz ýokarlanmak, ADF manysyz

Tapawut, soňra model

Iki sany stasionar däl seriýa

Rokary R² galp bolup biler

Ilki bilen, utgaşdyrmak synagy

möwsümleýin

Ualyllyk gaýtalanma nagşy

SARIMA / möwsümleýin tapawut

gurluş arakesmesi

Birden dereje / eňňit üýtgemegi

Bölüniş synagy, bilermenleriň pikiri

Göçürip boljak dört teklip

1. Stasionar diagnoz:

Siziň roluňyz: wagt seriýasynyň kömekçisi. R kody isleýärin, maglumatlary paýlaşamok. 'seriýa' aýlyk wagt seriýasydyr (ts obýekti). Wezipe: (1) seriýany we awtokorrelýasiýa (ACF / PACF) grafiklerini çyzmak, (2) ADF we KPSS synaglaryny ulanmak, (3) netijeleri bilelikde nädip düşündirmelidigini düşündirmek. Tapawudy kabul etmek kararyna gelerin; Siz diagnoz goýýarsyňyz.

2. Model binasy (gözegçilik edilýär):

Meniň seriýam ilkinji tapawutda stasionar görünýär. Auto.arima bilen bir model teklip ediň, ýöne: (1) saýlanan (p, d, q) sargytlary we näme üçin saýlanandygyny düşündiriň, (2) galyndylaryň Ljung-Box bilen ak sesdigini ýa-da ýokdugyny barlamak üçin kod goşuň, (3) awtomatiki saýlamany kör kabul etmezligimi ýatladýar.

3. Galp regressiýa duýduryşy:

Iki wagt seriýamyň (X, Y) arasynda regressiýa gurmak isleýärin, ýöne ikisi-de kemsidilýär. Galp regressiýanyň töwekgelçiligini barlaýan iş akymynyň koduny ýazyň: ilki ikisiniň hem durnuklylygyny barlaň, soňra birleşmek synagyny ulanyň (Engle-Granger ýa-da ansohansen). Lm () gönüden-göni işlemezden ozal, meni saklaň we näme üçin howplydygyny düşündiriň.

4. Çaklama we näbellilik:

Döreden ARIMA modelim bilen 12 aýlyk öňünden çaklama döredýän kod ýazyň; Bahany 80% we 95% ynam aralyklary bilen düzüň. Diagrammanyň aşagyndaky çaklamanyň öňki nagyşlara esaslanýandygyny we gurluş arakesmesi / krizis ýüze çykan halatynda hakyky däl bolup biljekdigini belläň.

Gowşak haýyş / Güýçli haýyş

Gowşak haýyş:

Bu iki seriýanyň regressiýa bilen baglanyşygyny tapyň we indiki ýyly çaklaň.

Bu talap ýalan regressiýa duzagyna çakylykdyr: eger regressiýa durnuklylygy barlamazdan gurulsa, ýokary R kwadratly, ýöne manysyz "gatnaşyk" we esassyz baha ýüze çykýar.

Güýçli haýyş:

Siziň roluňyz: seresaply wagt seriýasynyň kömekçisi. Stepdimme-ädim dowam ediň: (1) iki seriýanyň we hasabatyň durnuklylygyny barlaň, (2) stasionar bolmasa, göni regressiýa etmäň, ilki bilen utgaşdyryň, (3) çaklama döredýän bolsaňyz, ynam aralygyny goşuň we gurluş arakesmesi duýduryşyny ýazyň. Karary her ädimde maňa goýuň; awtomatiki ösüş.

Tapawut: güýçli isleg, çaklamany näbellilik bilen görkezip, regressiýadan öň durnuklylygy we birleşmegi talap edýär.

üç sany kiçi halat

1-nji waka - Galp regressiýa. Analitik iki ýokarlanýan seriýanyň (bir pudagyň dolanyşygy we başga bir ýurduň energiýa sarp edilişi) arasynda R² = 0.91, p <0,001 tapdy we "berk gatnaşyk" ýazdy. Geňeşçisi durnuksyzlyk synagyny soranda, ikisiniň hem kökleriniň bardygyny we tapawutlary alnanda gatnaşyklaryň (r = 0.04) düýbünden ýok bolandygyny gördi. Rokary R-kwadrat diňe umumy tendensiýanyň hyýalydy. Sapak: wagt yzygiderliliginiň durnuksyzlygyny barlamazdan ygtybarly däl.

2-nji hadysa - Awtomatiki modele kör ynam. Talyp auto.arima tarapyndan saýlanan modeli gözden geçirmän ulandy; derňewinde galan möwsümleýin möwsümi görmedi. Model tomus aýlaryna yzygiderli baha bermedi. Ljung-Box synagy galyndylarda awtokorrelýasiýa görkezdi. Dogry ýol: möwsümleýin komponenti goşmakdy (SARIMA). Sapak: awtomatiki saýlamak soňky söz däl-de, başlangyçdyr; Galyndylary barlamaly.

3-nji hadysa - Gurluş arakesmesinde çaklamanyň çökmegi. Bir model, 2019-njy ýyldaky maglumatlar bilen 2020-nji ýyldaky islegi çaklady; ynam aralygy dar, çaklama ynamlydy. 2020-nji ýyldaky uly zarba (pandemiýa) çaklamany düýbünden puja çykardy, sebäbi model diňe geçmişi bilýärdi. Sapak: wagt seriýasyny çaklamak geçmişiň geljege meňzejekdigini çaklaýar; Krizis / dargamak döwründe bilermenleriň pikiri öňe çykýar.

Adaty ýalňyşlyklar

  • Durnuklylygy barlamazdan regressiýany döretmek. Galp regressiýa ýokary R-kwadratly, ýöne ähmiýetsiz gatnaşyk döredýär; Ilki bilen ADF / KPSS ulanyň.
  • Kointegrasiýany tapawutlandyrmak we geçmek. Hakyky uzak möhletli gatnaşyk bar bolsa, tapawudyny kör görmek maglumat taşlaýar; Ilki bilen birleşmegi synap görüň.
  • Barlamazdan awtomatiki modeli ulanmak. auto.arima gowy başlangyç, ýöne galyndylary barlamazdan ygtybarly däl (Ljung-Box).
  • Çaklamany bir setir hökmünde görkezmek. Ynam aralygy bolmazdan baha bermek ýalan takyklygy döredýär; Elmydama näbelliligi görkeziň.
  • Gurluş arakesmesine ähmiýet bermezlik. Krizis / re changeim çalşygy öňki tertibi bozýar; Model muny bilip bilmeýär, bilermenleriň pikiri talap edilýär.
Maslahat: Wagt tapgyryny tapmazdan ozal, seriýanyň çig grafigine täzeden göz aýlaň. Öz gözüňiz bilen görýän aýdyň tendensiýa ýa-da arakesme, hiç bir synag sizi ýatdan çykarmaly däl iň güýçli duýduryşdyr.

Gysgaça

Wagtlaýyn derňewde synlar garaşsyz däl; Bularyň ikisi hem çaklaýjy güýç berýär we ýalňyş regressiýa ýaly duzaklary döredýär. Modellemezden ozal durnuklylygy barlamak (ADF / KPSS); stasionar däl seriýalaryň arasynda regressiýany gönüden-göni kesgitlemegiň ýerine synag utgaşmasy; ARIMA / SARIMA modeliniň galyndylaryny ak ses çykýança barlaň; Bahany elmydama ynam aralygy bilen görkeziň. AI bu ädimleriň hemmesi üçin kod döredýär, ýöne hünärmen awtomatiki modeli saýlamaga, utgaşdyrmak kararyna we gurluş arakesmesine gözegçilik edýär. Çaklama geçmişe esaslanýar; Krizis döwründe adam höküminiň soňky sözi bar.

Programma meselesi

Wagt seriýasyny saýlaň (aýlyk ýa-da çärýek). AI-den öň stasionar diagnostikany soraň we işlediň (grafika, ACF / PACF, ADF, KPSS) we seriýany stasionar / stasionar däl diýip klassifikasiýa ediň. Zerur bolsa tapawutlandyryň, ARIMA / SARIMA modelini düzüň we galyndylary Ljung-Box bilen barlaň. 6-12 döwür öňünden çaklamany öndüriň we ynam aralygy bilen meýilleşdiriň. Ahyrynda, maglumatlaryňyzda gurluş arakesmesi bar bolsa, çaklamalaryňyzyň nädogry bolup biljekdigini abzasda gözden geçiriň.

gözegçilik sanawy

  • [] Men seriýany meýilleşdirdim we tendensiýalary, möwsümleýin we arakesmeleri wizual gözden geçirdim.
  • [] ADF we KPSS bilen durnuklylygy barladym; Gerekli tapawudy aldym.
  • [] Göni regressiýadan gaça durdum we stasionar däl seriýalaryň arasynda birleşmegi synagdan geçirdim.
  • [] Model galyndylaryny (Ljung-Box) barladym we ak sesdigini tassykladym.
  • [] Bahasy ynam aralygy bilen hödürledim; Men ony ýekeje setir hökmünde bermedim.
  • [] Gurluş arakesmesi / krizis ýagdaýynda çaklamagyň çäklerini belledim.