全文下載連結:http://tecdat.cn/?p=22511
最近我們被客戶要求撰寫關於ARIMAX的研究報告,包括一些圖形和統計輸出。
標準的ARIMA(移動平均自回歸模型)模型允許只根據預測變量的過去值進行預測 。
該模型假定一個變量的未來的值線性地取決於其過去的值,以及過去(隨機)影響的值。ARIMAX模型是ARIMA模型的一個擴展版本。它還包括其他獨立(預測)變量。該模型也被稱為向量ARIMA或動態回歸模型。
ARIMAX模型類似於多變量回歸模型,但允許利用回歸殘差中可能存在的自相關來提高預測的準確性。
本文提供了一個進行ARIMAX模型預測的練習。還檢查了回歸係數的統計學意義。
這些練習使用了冰淇淋消費數據。該數據集包含以下變量。
- 冰淇淋消費(人均)
- 每周的平均家庭收入
- 冰淇淋的價格
- 平均溫度。
觀測數據的數量為30個。它們對應的是1951年3月18日至1953年7月11日這一時間段內的四周時間。
練習1
加載數據集,並繪製變量cons(冰淇淋消費)、temp(溫度)和收入。
ggplot(df, aes(x = X, y = income)) +
ylab("收入") +
xlab("時間") +
grid.arrange(p1, p2, p3, ncol=1, nrow=3)
點擊標題查閱往期內容
R語言使用ARIMAX預測失業率經濟時間序列數據
左右滑動查看更多
01
02
03
04
練習 2
對冰淇淋消費數據估計ARIMA模型。然後將該模型作為輸入傳給預測函數,得到未來6個時期的預測數據。
auto.arima(cons)
fcast_cons <- forecast(fit_cons, h = 6)
練習3
繪製得到的預測圖。
點擊標題查閱往期內容
Python中的ARIMA模型、SARIMA模型和SARIMAX模型對時間序列預測
左右滑動查看更多
01
02
03
04
練習4
找出擬合的ARIMA模型的平均絕對誤差(MASE)。
accuracy
練習5
為消費數據估計一個擴展的ARIMA模型,將溫度變量作為一個額外的回歸因子(使用auto.arima函數)。然後對未來6個時期進行預測(注意這個預測需要對期望溫度進行假設;假設未來6個時期的溫度將由以下向量表示:
fcast_temp <- c(70.5, 66, 60.5, 45.5, 36, 28))
繪製獲得的預測圖。
練習6
輸出獲得的預測摘要。找出溫度變量的係數,它的標準誤差,以及預測的MASE。將MASE與初始預測的MASE進行比較。
summary(fca)
溫度變量的係數是0.0028
該係數的標準誤差為0.0007
平均絕對比例誤差為0.7354048,小於初始模型的誤差(0.8200619)。
練習7
檢查溫度變量係數的統計意義。該係數在5%的水平上是否有統計學意義?
test(fit)
練習8
估計ARIMA模型的函數可以輸入更多的附加回歸因子,但只能以矩陣的形式輸入。創建一個有以下幾列的矩陣。
溫度變量的值。
收入變量的值。
滯後一期的收入變量的值。
滯後兩期的收入變量的值。
輸出該矩陣。
注意:最後三列可以通過在收入變量值的向量中添加兩個NA來創建,並將得到的向量作為嵌入函數的輸入(維度參數等於要創建的列數)。
vars <- cbind(temp, income)
print(vars)
練習9
使用獲得的矩陣來擬合三個擴展的ARIMA模型,使用以下變量作為額外的回歸因子。
溫度、收入。
溫度、收入的滯後期為0、1。
溫度,滯後期為0、1、2的收入。
檢查每個模型的摘要,並找到信息準則(AIC)值最低的模型。
注意AIC不能用於比較具有不同階數的ARIMA模型,因為觀察值的數量不同。例如,非差分模型ARIMA(p,0,q)的AIC值不能與差分模型ARIMA(p,1,q)的相應值進行比較。
auto.arima(cons, xreg = var)
print(fit0$aic)
可以使用AIC,因為各模型的參數階數相同(0)。
AIC值最低的模型是第一個模型。
它的AIC等於-113.3。
練習10
使用上一練習中發現的模型對未來6個時期進行預測,並繪製預測圖。預測需要一個未來6個時期的期望溫度和收入的矩陣;使用temp變量和以下期望收入值創建矩陣:91, 91, 93, 96, 96, 96。
找出該模型的平均絕對比例誤差,並與本練習集中前兩個模型的誤差進行比較。
帶有兩個外部回歸因子的模型具有最低的 平均絕對比例誤差(0.528)
本文摘選 《R語言****ARIMA模型,ARIMAX模型預測冰淇淋消費時間序列數據 》 ,點擊「閱讀原文」獲取全文完整資料。
點擊標題查閱往期內容
時間序列分析:ARIMA GARCH模型分析股票價格數據
多元時間序列滾動預測:ARIMA、回歸、ARIMAX模型分析
【視頻】時間序列分析:ARIMA-ARCH / GARCH模型分析股票價格
時間序列GARCH模型分析股市波動率
PYTHON用GARCH、離散隨機波動率模型DSV模擬估計股票收益時間序列與蒙特卡洛可視化
極值理論 EVT、POT超閾值、GARCH 模型分析股票指數VaR、條件CVaR:多元化投資組合預測風險測度分析
Garch波動率預測的區制轉移交易策略
金融時間序列模型ARIMA 和GARCH 在股票市場預測應用
時間序列分析模型:ARIMA-ARCH / GARCH模型分析股票價格
R語言風險價值:ARIMA,GARCH,Delta-normal法滾動估計VaR(Value at Risk)和回測分析股票數據
R語言GARCH建模常用軟體包比較、擬合標準普爾SP 500指數波動率時間序列和預測可視化
Python金融時間序列模型ARIMA 和GARCH 在股票市場預測應用
MATLAB用GARCH模型對股票市場收益率時間序列波動的擬合與預測R語言GARCH-DCC模型和DCC(MVT)建模估計
Python 用ARIMA、GARCH模型預測分析股票市場收益率時間序列
R語言中的時間序列分析模型:ARIMA-ARCH / GARCH模型分析股票價格
R語言ARIMA-GARCH波動率模型預測股票市場蘋果公司日收益率時間序列
Python使用GARCH,EGARCH,GJR-GARCH模型和蒙特卡洛模擬進行股價預測
R語言時間序列GARCH模型分析股市波動率
R語言ARMA-EGARCH模型、集成預測算法對SPX實際波動率進行預測
matlab實現MCMC的馬爾可夫轉換ARMA - GARCH模型估計
Python使用GARCH,EGARCH,GJR-GARCH模型和蒙特卡洛模擬進行股價預測
使用R語言對S&P500股票指數進行ARIMA + GARCH交易策略
R語言用多元ARMA,GARCH ,EWMA, ETS,隨機波動率SV模型對金融時間序列數據建模
R語言股票市場指數:ARMA-GARCH模型和對數收益率數據探索性分析
R語言多元Copula GARCH 模型時間序列預測
R語言使用多元AR-GARCH模型衡量市場風險
R語言中的時間序列分析模型:ARIMA-ARCH / GARCH模型分析股票價格
R語言用Garch模型和回歸模型對股票價格分析
GARCH(1,1),MA以及歷史模擬法的VaR比較
matlab估計arma garch 條件均值和方差模型R語言POT超閾值模型和極值理論EVT分析