本書系統(tǒng)地闡述了線性平穩(wěn)和非平穩(wěn)時間序列分析的基本理論、建模方法和預(yù)測理論,并且介紹了幾種比較流行的非線性時間序列分析方法和常見的確定性時間序列分析方法.結(jié)合作者多年的時間序列分析教學(xué)和研究的體會,書中各種模型的理論闡述較為全面而深入,但又沒有過多的數(shù)學(xué)推導(dǎo).每類模型都配備有例題、習(xí)題和實際應(yīng)用案例,幾乎所有實際應(yīng)用案例使用的都是最新的實際數(shù)據(jù),并在附錄中解讀了建模的軟件操作步驟.學(xué)習(xí)本書,讀者可以快速掌握各種時間序列分析方法的核心,并能將它們運用于實踐.本書可以作為統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)等專業(yè)高年級本科生或低年級研究生的學(xué)習(xí)時間序列分析的教材,也可以作為數(shù)據(jù)分析從業(yè)人員的參考書.
本書遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫而成。踐行四新理念,融入思政元素,注重理論與實踐相結(jié)合。
前言
數(shù)據(jù)已是當(dāng)今社會最有價值的資源之一,數(shù)據(jù)分為與時間有關(guān)的(或者說與次序有關(guān)的)數(shù)據(jù)和與時間無關(guān)的(即與次序無關(guān)的)數(shù)據(jù),時間序列分析就是研究與時間有關(guān)的數(shù)據(jù)規(guī)律的學(xué)科,可見十分重要.時間序列分析起源于20世紀(jì)30年代,學(xué)科體系在20世紀(jì)70年代初步形成.雖然發(fā)展的時間不算長,但目前該學(xué)科已具有深入的理論研究體系和廣泛的實際應(yīng)用.
國內(nèi)第一批時間序列分析教材大約是在2000年出現(xiàn),它們對時間序列分析課程教學(xué)起到很大的幫助和推動作用.近年來新編的教材,更加側(cè)重于介紹各種軟件的操作實現(xiàn),為時間序列分析的實際應(yīng)用提供方便.作者從事時間序列分析課程教學(xué)二十余年,在學(xué)習(xí)國內(nèi)外教材和著作的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)中遇到的問題和體會,編寫了本書,希望它能夠更加全面、系統(tǒng)、新穎和前沿.
本書的全面性體現(xiàn)在書中既包含隨機性時間序列分析,又包含確定性時間序列分析;既包含線性時間序列分析,又包含非線性時間序列分析等.本書的系統(tǒng)性體現(xiàn)在,書中對于每種模型的理論闡述都較為系統(tǒng)和深入,但又沒有陷入過多的數(shù)學(xué)推導(dǎo),以便讀者在較短的時間內(nèi)掌握多種模型的核心知識,并能夠運用它們解決實際問題.本書的新穎和前沿性體現(xiàn)在,書中首次引入現(xiàn)在盛行的非線性時間序列機器學(xué)習(xí)方法,并且注意說明各種方法的區(qū)別和可能的結(jié)合應(yīng)用等.書中所有模型都配備有實際應(yīng)用案例,幾乎所有的應(yīng)用案例都是對近幾年的實際數(shù)據(jù)的建模分析.這些應(yīng)用案例的原始數(shù)據(jù)和主要的軟件操作步驟在附錄中,供讀者實踐操作.
本書共有7章,第1章概述時間序列分析中的概念和方法等.第3章至第6章是本書的主要內(nèi)容,敘述經(jīng)典的一元隨機線性時間序列分析.第3章系統(tǒng)闡述平穩(wěn)可逆線性時間序列模型的基本理論,它們?yōu)榈?章的樣本數(shù)據(jù)建模提供理論基礎(chǔ).第4章詳細論述ARMA模型的樣本建模方法,并給出若干實際應(yīng)用案例.事實上,閱讀至此,讀者就可以初步掌握線性時間序列的建模分析方法了.然而,實際中大多數(shù)序列是非平穩(wěn)的,不平穩(wěn)的原因常常是序列中存在趨勢或者周期.于是第5章討論平穩(wěn)性,并講解了幾種常見的非平穩(wěn)隨機時間序列模型的建模方法.其中的組合模型是隨機模型與確定性模型的結(jié)合,而對于確定性時間序列分析,我們在第2章中專門予以陳述.時間序列分析的一個主要目的就是預(yù)測時間序列,關(guān)于模型的預(yù)測知識在
第6章中進行介紹.隨著時間序列分析學(xué)科的發(fā)展,非線性時間序列分析已經(jīng)成為時間序列分析的主流方向.因此,編者在第7章中引入幾種流行的非線性時間序列分析方法.本書中每一章的后面都準(zhǔn)備有適量的習(xí)題,供大家閱讀后練習(xí).
本書可以作為統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)等專業(yè)高年級本科生或低年級研究生學(xué)習(xí)時間序列分析的教材,也可以作為數(shù)據(jù)分析從業(yè)人員的參考書.
非常感謝在本書編寫過程中給予我們鼓勵和幫助的老師和同學(xué)們,特別感謝編輯湯嘉耐心細致的指導(dǎo).由于作者學(xué)識有限,書中錯誤和疏漏之處在所難免,還望廣大讀者不吝賜教,批評指正.
編者
高等院校教師
目錄
前言
第1章引言1
1.1時間序列的概念1
1.2時間序列分析方法概述6
1.3時間序列的采集和整理8
第2章確定性時間序列分析13
2.1移動平均和指數(shù)平滑13
2.2時間回歸法20
2.3季節(jié)的提取26
第3章平穩(wěn)線性時間序列模型理論34
3.1ARMA模型34
3.2平穩(wěn)解與格林函數(shù)41
3.3可逆性和逆函數(shù)54
3.4自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)61
第4章平穩(wěn)線性時間序列樣本建模75
4.1模型的參數(shù)估計75
4.2模型的識別88
4.3模型的診斷檢驗98
4.4建模舉例102
第5章非平穩(wěn)時間序列分析116
5.1平穩(wěn)性檢驗116
5.2平穩(wěn)化方法123
5.3ARIMA模型131
5.4組合模型140
5.5乘積季節(jié)模型145
第6章模型的預(yù)測154
6.1預(yù)測的三種形式154
6.2適時修正預(yù)測166
第7章非線性時間序列模型170
7.1門限自回歸模型170
7.2條件異方差模型177
7.3長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)189
附錄197
附錄A數(shù)據(jù)197
附錄BEViews操作202
參考文獻217