Ẹyọ 8 / 11

Onínọmbà jara akoko: iduro, ARIMA ati asọtẹlẹ

Awọn anfani:

  • Agbara lati loye awọn imọran ti aṣa, akoko, iduro ati gbongbo ẹyọkan ati lo oye atọwọda pẹlu data deede fun awoṣe jara akoko ati asọtẹlẹ.
  • Agbara lati ṣe itumọ ARIMA / awọn awoṣe asiko ati aidaniloju asọtẹlẹ (aarin igbẹkẹle, itupalẹ iyokù) ati yago fun ipadasẹhin asan.
  • Ni anfani lati ṣe iyatọ pe asọtẹlẹ itetisi atọwọda da lori awọn ilana ti o kọja ati pe idajọ amoye wa si iwaju ni awọn akoko isinmi igbekale ati aawọ.

Pupọ ti data ti o jẹ akara ati bota ti awọn onimọ-ọrọ-aje ati awọn atunnkanwo owo jẹ jara akoko: awọn iye ti oniyipada kanna ti a ṣe iwọn ni awọn aaye arin deede ni akoko (fififun oṣooṣu, idiyele ọja ọja ojoojumọ, GDP mẹẹdogun). Awọn jara akoko yato ni ipilẹ lati data apakan-agbelebu lasan nitori awọn akiyesi ko ni ominira: iye oni da lori ana. Igbẹkẹle yii jẹ anfani mejeeji (a le ṣe asọtẹlẹ ọjọ iwaju) ati eewu kan (ipadasẹhin deede ni irọrun ṣina nibi). Ninu ẹyọ yii, a yoo rii bii oye itetisi atọwọda (AI) ṣe n yara isare awọn awoṣe jara akoko ati asọtẹlẹ, ṣugbọn kilode ti pakute ti o lewu julọ — ipadasẹhin asan — nilo akiyesi.

Awọn agbekale ipilẹ

Apejọ akoko ni gbogbo awọn paati mẹta: aṣa (igba pipẹ si oke / aṣa sisale), akoko asiko (apẹẹrẹ deede ti o tun ṣe jakejado ọdun, fun apẹẹrẹ irin-ajo ti o pọ si ni igba ooru), ati iyipo/ariwo (iyipada ti o ku). Ṣaaju ṣiṣe awoṣe, ẹya pataki julọ ti jara jẹ iduro.

Ẹya adaduro jẹ jara ti awọn ohun-ini iṣiro (itumọ, iyatọ) jẹ igbagbogbo lori akoko. Ẹya ti kii ṣe iduro ni aṣa kan ninu, iyatọ rẹ dagba, tabi o ni gbongbo ẹyọ kan. Gbongbo ẹyọ kan jẹ eto ninu eyiti jara naa “ranti” awọn ipaya patapata ati pe ko pada si itumọ rẹ; Iru a jara huwa bi a ID rin. Kini idi ti o ṣe pataki? Nitori ifasẹyin laarin awọn jara meji ti kii ṣe iduro le ṣe agbejade awọn iwọn R-squared giga ati pataki paapaa ti ko ba si ibatan ni otitọ - eyi ni a pe ni ipadasẹhin spurious. Nikan aṣa ti o wọpọ jẹ ki jara meji naa han lati jẹ “jẹmọ”.

Išọra: Awọn jara meji ti o dide (fun apẹẹrẹ awọn olugbe orilẹ-ede kan ati awọn tita yinyin ipara ti orilẹ-ede miiran) le ni ibatan pupọ; bi awọn mejeeji ṣe n pọ si ni akoko. Eyi kii ṣe ibatan, ṣugbọn ẹtan ti aṣa ti o wọpọ. Rii daju lati ṣayẹwo iduro ṣaaju ki o to bẹrẹ ipadasẹhin ni jara akoko.

Igbese-nipasẹ-Igbese akoko jara bisesenlo

1. Fojuinu. Idite jara: ṣe aṣa kan wa, Njẹ akoko akoko wa, ṣe iyatọ naa yipada ni akoko pupọ, Njẹ isinmi igbekale kan wa (iyipada ipele lojiji)?

2. Idanwo adaduro. Idanwo ADF (Augmented Dickey-Fuller) ati KPSS igbeyewo kuro root/iduroṣinṣin. Awọn mejeeji ni ibamu si ara wọn: ni ADF ile-itumọ asan ni “gbòngbo ẹyọ kan wa”, ni KPSS o jẹ “iduroṣinṣin”. O jẹ ailewu lati lo awọn mejeeji papọ.

3. Stagnate. Ti jara naa ko ba jẹ iduro, o jẹ iyatọ nigbagbogbo (iyatọ ti awọn akiyesi atẹle; eyi yọ aṣa kuro). Iyatọ ni ẹẹkan jẹ ki “ibere akọkọ ti a ṣepọ” (I (1)) jara duro. Iyipada log tun ṣe iranlọwọ ti iyatọ ba n dagba.

4. Kọ awoṣe. Ilana ti o wọpọ julọ jẹ ARIMA (Apapọ Iṣipopada Integrated AutoRegressive): O daapọ awọn paati AR (igbẹkẹle ti jara lori awọn iye ti o kọja ti ara rẹ), I (iwọn iyatọ), MA (ipa ti awọn aṣiṣe ti o kọja). Ti asiko ba wa, SARIMA lo. AI ṣe koodu fun awọn irinṣẹ yiyan laifọwọyi gẹgẹbi auto.arima; Ṣugbọn maṣe gba ifọju gba yiyan laifọwọyi.

5. Ṣayẹwo fun ajẹkù. Awọn iyokù ti awoṣe ti o dara yẹ ki o jẹ ariwo funfun: ko si apẹrẹ, ko si idojukọ aifọwọyi. Idanwo Ljung-Box ṣe idanwo eyi. Ti awoṣe tun wa ninu awọn iyokù, awoṣe ko pe.

6. Sọtẹlẹ ati ṣafihan aidaniloju. Awọn apesile ni ko kan nikan ila; nigbagbogbo fun pẹlu igbekele / ifoju aarin. Iwọn naa gbooro sii bi oju-ọrun ti n gun - eyi jẹ ami otitọ, kii ṣe abawọn.

Iṣọkan: ibatan gidi pẹlu jara ti kii ṣe iduro

Meji nonstationary jara ma ko nigbagbogbo fun spurious ibasepo. Ti iwọntunwọnsi igba pipẹ ba wa laarin wọn (wọn gbe papọ), eyi ni a pe ni iṣọpọ ati pe o le ṣe apẹrẹ pẹlu awoṣe atunse aṣiṣe (ECM). Nitorinaa ojutu naa kii ṣe “iyatọ ki o jabọ alaye naa”; ni lati ṣe idanwo iṣọpọ ni akọkọ. Iyatọ yii ṣe iyatọ ipadasẹhin spurious lati ibaramu igba pipẹ tootọ ati pe o jẹ akiyesi imọ-jinlẹ ti AI ko le pinnu funrararẹ.

afiwe chart

Ipo

aami aisan

ọtun ona

adaduro jara

Itumọ igbagbogbo / iyatọ

ARCHING taara

Pẹlu aṣa (gbòngbo ẹyọkan)

Tesiwaju dide, ADF jẹ asan

Iyatọ, lẹhinna awoṣe

Meji ti kii-adaduro jara

R² giga le jẹ iro

Ni akọkọ, idanwo iṣọpọ

ti igba

Apẹrẹ atunwi lododun

SARIMA / ti igba iyato

isinmi igbekale

Iyipada ipele / ite lojiji

Idanwo fifọ, idajọ amoye

Mẹrin daakọ ta

1. Ṣiṣayẹwo iduro:

Rẹ ipa: akoko jara Iranlọwọ. Mo fẹ koodu R, Emi ko pin data naa. 'jara' ni a oṣooṣu akoko jara (ts ohun). Iṣẹ-ṣiṣe: (1) fa jara ati awọn aworan adaṣe (ACF/PACF), (2) lo awọn idanwo ADF ati KPSS, (3) ṣe alaye bi o ṣe le tumọ awọn abajade papọ. Emi yoo ṣe ipinnu lati ya iyatọ; O ṣe iwadii aisan kan.

2. Ilé awoṣe (abojuto):

Mi jara han adaduro ni akọkọ iyato. Ṣe imọran awoṣe pẹlu auto.arima ṣugbọn: (1) ṣe alaye awọn aṣẹ ti o yan (p, d, q) ati IDI ti wọn fi yan, (2) ṣafikun koodu lati ṣe idanwo boya awọn iyokù jẹ ariwo funfun pẹlu Ljung-Box, (3) leti mi lati maṣe gba ifọju laifọwọyi yiyan.

3. Ikilọ ipadasẹhin iro:

Mo fẹ lati ṣeto soke padaseyin laarin mi meji akoko jara (X, Y) sugbon ti won ti wa ni mejeji detrended. Kọ koodu ṣiṣiṣẹsẹhin ti o ṣayẹwo eewu ti ipadasẹhin spurious: akọkọ ṣe idanwo iduro ti awọn mejeeji, lẹhinna lo idanwo iṣọpọ kan (Engle-Granger tabi Johansen). Ṣaaju ki Mo to ṣiṣẹ lm () taara, da mi duro ki o ṣalaye idi ti o fi lewu.

4. Asọtẹlẹ ati aidaniloju:

Kọ koodu kan ti o ṣe agbejade asọtẹlẹ iwaju oṣu 12 pẹlu awoṣe ARIMA ti Mo ṣẹda; Idite iṣiro naa pẹlu 80% ati 95% awọn aaye igbẹkẹle rẹ. Ṣafikun akọsilẹ kan ni isalẹ chart ti asọtẹlẹ naa da lori awọn ilana ti o kọja ati pe o le di aiṣedeede ni iṣẹlẹ ti isinmi igbekalẹ/awọ.

Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia

Ibere ​​ailagbara:

Wa ibatan ti awọn jara meji wọnyi pẹlu ipadasẹhin ati asọtẹlẹ ọdun to nbọ.

Ipepe yii jẹ ifiwepe si pakute ipadasẹhin eke: ti o ba ṣeto ifasilẹlẹ laisi ṣayẹwo fun iduro, R-squared ti o ga ṣugbọn “ibasepo” ti ko ni itumọ ati idiyele ti ko ni idaniloju farahan.

Ibere ​​ti o lagbara:

Rẹ ipa: ṣọra akoko jara Iranlọwọ. Tẹsiwaju ni igbese nipa igbese: (1) ṣe idanwo iduro ti awọn jara mejeeji ati ijabọ, (2) ti wọn ko ba duro, MAA ṢE ṣe ipadasẹhin taara, idanwo iṣakojọpọ akọkọ, (3) ti o ba gbejade asọtẹlẹ kan, rii daju lati ṣafikun aarin igbẹkẹle ati kọ ikilọ isinmi igbekale kan. Fi ipinnu silẹ fun mi ni gbogbo igbesẹ; laifọwọyi itesiwaju.

Iyatọ: ibeere ti o lagbara nilo iduro ati iṣọpọ ṣaaju ipadasẹhin, fifihan iṣiro naa pẹlu aidaniloju.

mẹta mini igba

Ọran 1 - Spurious padasẹyin. Oluyanju kan rii R² = 0.91, p<0.001 laarin awọn ọna meji ti o dide (iyipada ti eka kan ati agbara agbara ti orilẹ-ede miiran) ati kọ “ibasepo to lagbara”. Nigbati oludamọran rẹ beere fun idanwo iduro, o rii pe awọn mejeeji ni awọn gbongbo ẹyọkan, ati nigbati awọn iyatọ wọn ba mu, ibatan naa (r = 0.04) parẹ patapata. Awọn ga R-squared je jo ohun iruju ti wọpọ aṣa. Ẹkọ: ipadasẹhin lẹsẹsẹ akoko ko ni igbẹkẹle laisi idanwo fun iduro.

Ọran 2 - Igbẹkẹle afọju ni awoṣe adaṣe. Ọmọ ile-iwe lo awoṣe ti a yan nipasẹ auto.arima lai ṣe ayẹwo rẹ; o ko si ohun to woye significant seasonality ti o ku ninu rẹ onínọmbà. Awoṣe fi eto ṣe aibikita awọn oṣu ooru. Idanwo Ljung-Box ṣe afihan isọdọkan ni awọn iyokù. Ọna ti o pe: ni lati ṣafikun paati asiko (SARIMA). Ẹkọ: aṣayan aifọwọyi jẹ ibẹrẹ, kii ṣe ọrọ ikẹhin; Awọn iyokù gbọdọ wa ni ṣayẹwo.

Ọran 3 - Asọtẹlẹ ṣubu ni isinmi igbekale. Awoṣe kan sọ asọtẹlẹ ibeere 2020 pẹlu data 2019; aarin igbekele dín, ti siro wà igboya. Iyalẹnu nla (ajakaye-arun) ti 2020 fẹ asọtẹlẹ naa patapata nitori awoṣe nikan mọ ilana ti o kọja. Ẹkọ: asọtẹlẹ jara akoko dawọle pe ohun ti o kọja yoo jẹ iru si ọjọ iwaju; Ni awọn akoko idaamu / didenukole, idajọ amoye wa si iwaju.

Awọn aṣiṣe ti o wọpọ

  • Ṣiṣeto ipadasẹhin laisi ṣayẹwo fun iduro. Spurious regression fun wa kan to ga R-squared sugbon insignificant ibasepo; Waye ADF/KPSS ni akọkọ.
  • Iyatọ ati sisọpọ iṣọpọ. Ti o ba ti wa ni a gidi gun-igba ibasepo, titọ mu iyato ju alaye; Idanwo iṣọpọ akọkọ.
  • Lilo awoṣe aifọwọyi laisi ṣayẹwo rẹ. auto.arima jẹ ibẹrẹ ti o dara ṣugbọn ti ko ni igbẹkẹle laisi ṣayẹwo awọn iyokù (Ljung-Box).
  • Fifihan iṣiro bi ila kan. Ifoju lai a igbekele aarin ṣẹda eke konge; Fi aidaniloju han nigbagbogbo.
  • Fojusi isinmi igbekale. Idaamu / iyipada ijọba nfa ilana ti o ti kọja; Awọn awoṣe ko le mọ eyi, idajọ amoye ni a nilo.
Imọran: Ṣaaju ki o to kikọ wiwa jara akoko kan, wo lẹẹkansi ni aworan aise ti jara naa. Aṣa ti o han gbangba tabi fifọ ti o rii pẹlu awọn oju tirẹ jẹ ikilọ ti o lagbara julọ pe ko si idanwo ti o yẹ ki o gbagbe.

Ni akojọpọ

Ni awọn itupalẹ jara akoko, awọn akiyesi ko ni ominira; Eyi mejeeji funni ni agbara asọtẹlẹ ati ṣẹda awọn ọfin bii ipadasẹhin spurious. Idanwo adaduro (ADF/KPSS) ṣaaju ṣiṣe awoṣe; idanwo iṣọpọ kuku ju idasile ipadasẹhin taara laarin jara ti kii ṣe iduro; Ṣayẹwo awọn iyokù ti awoṣe ARIMA/SARIMA titi ti ariwo funfun yoo fi wa; Ṣe afihan iṣiro nigbagbogbo pẹlu aarin igbẹkẹle kan. AI ṣe ipilẹṣẹ koodu fun gbogbo awọn igbesẹ wọnyi, ṣugbọn onimọran n ṣakoso yiyan awoṣe adaṣe, ipinnu iṣọpọ, ati itumọ fifọ igbekale. Asọtẹlẹ da lori awọn ti o ti kọja; Ni awọn akoko idaamu, idajọ eniyan ni ipinnu ikẹhin.

Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe

Yan jara akoko kan (oṣooṣu tabi mẹẹdogun). Ṣaaju AI, beere ati ṣiṣe awọn iwadii aisan iduro (ayaya, ACF/PACF, ADF, KPSS) ati ṣe iyasọtọ jara naa bi iduro/ti kii ṣe iduro. Ṣe iyatọ ti o ba jẹ dandan, ṣeto awoṣe ARIMA/SARIMA ki o ṣayẹwo awọn iyokù pẹlu Ljung-Box. Ṣe agbejade asọtẹlẹ akoko 6-12 kan ki o ṣe igbero rẹ pẹlu aarin igbẹkẹle kan. Ni ipari, ronu ninu paragi kan bii asọtẹlẹ rẹ le jẹ aṣiṣe ti o ba wa ni isinmi igbekale ninu data rẹ.

akojọ ayẹwo

  • [] Mo ṣe ipinnu jara ati ni oju wo awọn aṣa, akoko ati awọn isinmi.
  • [] Mo ṣe idanwo iduro pẹlu ADF ati KPSS; Mo ni iyatọ ti a beere.
  • [] Mo yago fun ipadasẹhin taara ati isọdọkan idanwo laarin jara ti kii ṣe iduro.
  • [] Mo ti ṣayẹwo awọn iṣẹku awoṣe (Ljung-Box) ati ki o jerisi pe o je funfun ariwo.
  • [] Mo ṣe afihan iṣiro naa pẹlu aarin igbẹkẹle; Emi ko fun ni bi ila kan.
  • [] Mo ṣe akiyesi awọn opin ti asọtẹlẹ ni ọran ti fifọ igbekale / idaamu.