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拓端数据(tecdat):R语言ARIMA,SARIMA预测道路

拓端数据(tecdat):R语言ARIMA,SARIMA预测道路

作者: 拓端tecdat | 来源:发表于2021-02-24 16:06 被阅读0次

    原文链接:http://tecdat.cn/?p=20434

    本文从实践角度讨论了季节性单位根。我们考虑一些时间序列

    ,例如道路上的交通流量,

    > plot(T,X,type="l")

    > reg=lm(X~T)

    > abline(reg,col="red")

    如果存在趋势,我们应该将其删除,然后处理残差

    > Y=residuals(reg)

    > acf(Y,lag=36,lwd=3)

    我们可以看到这里有一些季节性。第一个策略可能是假设存在季节性单位根,因此我们考虑

    ,我们尝试找到ARMA模型。考虑时间序列的自相关函数,

    > Z=diff(Y,12)

    > acf(Z,lag=36,lwd=3)

    或偏自相关函数

    第一个图可能建议MA(1),而第二个图可能建议AR(1)时间序列。我们都尝试。

    arima

    Coefficients:

              ma1  intercept

          -0.2367  -583.7761

    s.e.  0.0916  254.8805

    sigma^2 estimated as 8071255:  log likelihood = -684.1,  aic = 1374.2

    可以认为是白噪声(如果您不确定,请尝试Box-Pierce或Ljung-Box测试)。

    arima

    Coefficients:

              ar1  intercept

          -0.3214  -583.0943

    s.e.  0.1112  248.8735

    sigma^2 estimated as 7842043:  log likelihood = -683.07,  aic = 1372.15

    也可以视为白噪声。到目前为止,我们有

    对于一些白噪声

    。这表明以下的SARIMA结构

    arima

    Coefficients:

              ar1

          -0.2715

    s.e.  0.1130

    sigma^2 estimated as 8412999:  log likelihood = -685.62,  aic = 1375.25

    现在,如果我们认为我们没有季节性单位根,而在AR结构中只是一个大的自回归系数。让我们尝试类似

    自然而然的猜测是该系数应该(可能)接近于1。让我们尝试一下

    arima

    Coefficients:

              ar1    sar1  intercept

          -0.1629  0.9741  -684.9455

    s.e.  0.1170  0.0115  3064.4040

    sigma^2 estimated as 8406080:  log likelihood = -816.11,  aic = 1640.21

    这与我们先前(以某种方式)获得的结果具有可比性,因此我们可以假设该模型是一个有趣的模型。我们将进一步讨论:第一个系数可能是不重要的。

    这两个模型有什么区别?

    从(非常)长期的角度来看,模型是完全不同的:一个模型是平稳的,因此预测将趋向于平均值,而另一个模型则是按季节的,因此置信区间将增加。我们得到

    > pre(model2,600,b=60000)

    对于平稳的

    > prev(model3,600,b=60000)

    但是,使用这些模型进行的预测仅适用于短期范围。在这种情况下,这里的预测几乎相同,

    > pre(model2,36,b=60000)

    > pre(model3,36,b=60000)

    现在,如果我们回到第二个模型,自回归系数可能被认为是不重要的。如果我们将其删除怎么样?

    Call:

    seasonal = list(order = c(1, 0, 0)

    Coefficients:

            sar1  intercept

          0.9662  -696.5661

    s.e.  0.0134  3182.3017

    sigma^2 estimated as 8918630:  log likelihood = -817.03,  aic = 1640.07

    如果我们看一下(短期)预测,我们得到

    > pre(model,36,b=32000)

    有什么区别吗?如果我们看一下预测结果数字,我们会得到

    数字不同,但差异不大(请注意置信区间的大小)。这可以解释为什么在R中,当我们在自回归过程时 ,得到一个模型要估计的参数

    ,即使其中不重要,我们通常也会保留它们来预测。

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