ARIMA

适用情形:平稳的时间序列

平稳性和差分

[[平稳性]]:平稳的时间序列的性质不随观测时间变化而变化,具有 {{c1 趋势性或季节性}} 的时间序列是非平稳的。

  • 白噪声序列是平稳的,也是 {{c1 随机不可}} 预测的。
  • 平稳的时间序列的ACF会 {{c1 快速下降到接近0}}。
  • [[单位根检测]]是一种常用的判断数据是否平稳的方法。

[[差分]] 计算了观测值之间的差值,衡量的是两者间的 {{c1 变化/斜率}},经过一次或多次差分后可以得到平稳的时间序列

  • 在点预测时只需要进行 {{c1 差分的逆运算}} 就行,分布预测的情况会更复杂一些。

一种常用的变换是对数变化,它可以用于平稳时间序列的方差,在时间图中方差可以理解为 {{c1 上下波动}} 的程度。

[[延迟算子]] 表示时间序列的延迟,由于符合代数变换的规则,可以方便地表示 → 差分的组合。

  • 一次运算 → Byt=yt1B y_t=y_{t-1}
  • 两次运算 → B(Byt)=B2yt=yt2\quad B\left(B y_t\right)=B^2 y_t=y_{t-2}
  • 一阶差分 → yt=ytyt1=ytByt=(1B)yt\quad y_t^{\prime}=y_t-y_{t-1}=y_t-B y_t=(1-B) y_t
  • 二阶差分 → yt=yt2yt1+yt2=(12B+B2)yt=(1B)2yt\quad y_t^{\prime \prime}=y_t-2 y_{t-1}+y_{t-2}=\left(1-2 B+B^2\right) y_t=(1-B)^2 y_t
  • d 阶差分 → (1B)dyt(1-B)^d y_t
  • 季节差分>一阶差分 #card
    • \begin{aligned}

& =y_t-y_{t-1}-y_{t-m}+y_{t-m-1}
\end{aligned}

![image.png](https://media.xiang578.com/5fd56709c598-image_1742025679738_0.png) 步骤 #card + 对序列进行 ADF 检验,观察序列是否平稳 + 对于非平稳的时间序列 → 要先进行 d 阶差分,转化为平稳时间序列 + 对平稳的时间序列分别求 ACF 和PACF,两个图求出最佳阶数 p、q #card + 拖尾指序列以指数率单调递减或震荡衰减,而截尾指序列从某个时点变得非常小 ![image.png](https://media.xiang578.com/5ce0667acd9e-image_1745505396376_0.png) + 平衡预测误差与模型复杂度 + ((67013dd3-9f3c-4c2d-84d9-3aaf1bf66223)) + ((67013dd3-ad5b-4c95-9221-51ca98037966)) + 根据 p d q 得到模型,对模型的结果进行校验

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作者

Ryen Xiang

发布于

2026-02-17

更新于

2026-02-17

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