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数理统计知识-时间序列平稳性检测及平滑预测方法.docx
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数理统计知识-时间序列平稳性检测及平滑预测方法.docx
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时间序列的平滑预测模型
1. 时间序列的平稳性
https://www.zhihu.com/question/21982358
1.1. 平稳性
在时间序列分析中,我们考虑了很多合理且可以简化问题的假设。而其中最重要的假设
就是平稳,平稳的基本思想是:时间序列的行为并不随时间改变。
(1)强平稳过程
对于所有可能的 n,所有可能的 t1,t2,...tn 和所有可能的 k,当 Zt1, Zt2, Ztn 的联合分布
与 Zt1-k, Zt2-k, Ztn-k 相同时,我们称其强平稳。
(2)弱平稳过程
当均值函数是常数函数且协方差函数仅与时间差相关,我们才称其为弱平稳。
严平稳要求比较严格,需要所有的统计性质(也就是其有限维分布函数族)都是关于时间
平移不变的,而弱平稳只需要一阶矩与二阶矩(以及协方差)是时间平移不变的。
1.2. 为什么需要平稳的时间序列
为什么我们需要时间序列的统计性质关于时间平移不变呢?因为我们研究时间序列很
重要的一个应用(或者出发点),是希望通过时间序列的历史数据来得到其未来的一些预测。
换句话说,我们希望时间序列在历史数据上的一些性质,在将来保持不变。
其次,时间序列里面还有一个(与平稳性关系密切)很重要的概念:遍历性。遍历性对于
时间序列的意义类似于大数定理对于一般随机变量的意义。
要从差分方程的角度来看,才能把系统均衡点、数据平稳性、单位根联系起来。平稳的
本质是让系统稳定,让变量收敛。
1.3. 平稳时间序列与非平稳时间序列
(1)平稳时间序列
① 白噪声:具有零均值同方差的独立同分布序列
② 非白噪声
(2)非平稳时间序列
① 随机游走:yt = yt-1 + et, 其中 et 是白噪声
② 带漂移项的随机游走:yt = yt-1 + et + c, 其中 c 是常数
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