【判断平稳性的过程例子?】在时间序列分析中,判断一个序列是否平稳是进行建模和预测的重要前提。平稳性意味着数据的统计特性(如均值、方差和自相关)在时间上保持不变。下面将通过一个具体例子,总结判断时间序列平稳性的基本过程。
一、判断平稳性的主要步骤
1. 观察原始数据图:直观判断数据是否存在趋势或季节性。
2. 计算统计量:查看均值、方差随时间的变化情况。
3. 使用单位根检验:如ADF检验、PP检验等,判断序列是否具有单位根。
4. 差分处理:若非平稳,尝试对序列进行差分使其变为平稳。
5. 再次检验:对差分后的序列重新进行平稳性检验。
二、案例说明
假设我们有一个月度销售额数据,共60个月的数据,如下所示:
时间 | 销售额 |
1 | 100 |
2 | 110 |
3 | 120 |
... | ... |
60 | 220 |
步骤1:绘制时间序列图
从图中可以看出,销售额呈现逐年上升的趋势,说明可能存在趋势性不平稳。
步骤2:计算均值与方差
- 前30个月的平均销售额为110,后30个月的平均销售额为160,明显上升。
- 方差也随着时间增加而变大,说明方差不恒定。
步骤3:单位根检验(ADF检验)
执行ADF检验,得到p值为0.89,大于0.05,因此不能拒绝“存在单位根”的原假设,说明序列非平稳。
步骤4:差分处理
对原始序列进行一阶差分,得到新的序列:
$$
\text{差分值} = \text{当前值} - \text{前一值}
$$
差分后序列的均值和方差趋于稳定,趋势被消除。
步骤5:再次检验
对差分后的序列再次进行ADF检验,得到p值为0.02,小于0.05,拒绝原假设,说明差分后的序列平稳。
三、总结表格
判断步骤 | 内容描述 |
观察原始数据图 | 发现数据有明显上升趋势,可能存在非平稳性 |
计算统计量 | 均值和方差随时间变化,显示非平稳 |
单位根检验 | ADF检验p值>0.05,说明存在单位根,非平稳 |
差分处理 | 对序列进行一阶差分,去除趋势 |
再次检验 | 差分后序列ADF检验p值<0.05,表明已平稳 |
通过上述步骤,我们可以系统地判断一个时间序列是否平稳,并根据需要进行调整。平稳性是许多时间序列模型(如ARIMA)的基础,因此这一过程在实际数据分析中非常重要。