Menggunakan fungsi autokorelasi saat membangun sistem. Fungsi sinyal silang dan autokorelasi. Fungsi korelasi silang dan sifat-sifatnya. Hubungan antara fungsi korelasi silang dan spektrum energi timbal balik

Perkenalan

Ketergantungan periodik adalah tipe umum komponen deret waktu. Dapat dengan mudah dilihat bahwa setiap observasi sangat mirip dengan observasi tetangganya; Selain itu, terdapat komponen periodik berulang, artinya setiap observasi juga serupa dengan observasi yang terjadi pada waktu yang sama pada periode yang lalu. Secara umum, ketergantungan periodik dapat didefinisikan secara formal sebagai ketergantungan korelasi berorde k antara setiap elemen ke-i dari deret tersebut dan elemen ke-(i-k). Hal ini dapat diukur dengan menggunakan autokorelasi (yaitu korelasi antara suku-suku deret itu sendiri); k biasanya disebut lag (terkadang digunakan istilah yang setara: shift, delay). Jika kesalahan pengukuran tidak terlalu besar, maka periodisitas dapat ditentukan secara visual dengan memeriksa perilaku anggota deret setiap k satuan waktu.

Komponen periodik suatu deret waktu dapat ditemukan dengan menggunakan korelogram. Korelogram (autokorelogram) menunjukkan fungsi autokorelasi (ACF) secara numerik dan grafis, dengan kata lain, koefisien autokorelasi untuk rangkaian lag dari rentang tertentu. Korelogram biasanya menunjukkan kisaran dua kesalahan standar pada setiap lag, namun biasanya besaran autokorelasi lebih menarik daripada reliabilitasnya, karena umumnya autokorelasi yang sangat kuat dan oleh karena itu sangat signifikan yang menjadi perhatian.

Saat mempelajari korelogram, harus diingat bahwa autokorelasi dari lag yang berurutan secara formal bergantung satu sama lain. Perhatikan contoh berikut. Jika anggota pertama suatu deret berkerabat dekat dengan anggota kedua, dan anggota kedua dengan anggota ketiga, maka elemen pertama juga harus bergantung pada anggota ketiga, dan seterusnya. Hal ini mengarah pada fakta bahwa ketergantungan periodik dapat berubah secara signifikan setelah autokorelasi orde pertama dihilangkan (yaitu setelah mengambil selisih dengan lag 1).

Tujuan pekerjaan:

1. Memberikan informasi teoritis dasar

2. Berikan contoh penghitungan ACF

Fungsi autokorelasi

Koefisien autokorelasi dan penilaiannya

Untuk sepenuhnya mengkarakterisasi suatu proses acak, ekspektasi matematis dan variansnya saja tidak cukup. Kembali pada tahun 1927, E.E. Slutsky memperkenalkan konsep "deret terkait" untuk observasi dependen: probabilitas terjadinya nilai spesifik tertentu di tempat tertentu bergantung pada nilai apa yang telah diterima variabel acak sebelumnya atau akan diterima nanti. . Dengan kata lain, terdapat bidang hamburan pasangan nilai x(t), x(t+k) dari deret waktu, di mana k adalah interval atau penundaan konstan, yang mencirikan saling ketergantungan implementasi proses selanjutnya dari yang sebelumnya. Kedekatan hubungan ini diperkirakan dengan koefisien autokovarians -

g (k) = E[(x(t) - m)(x(t + k) - m)] -

dan autokorelasi

r (k) = E[(x(t) - m)(x(t + k) - m)] / D ,

dimana m dan D adalah ekspektasi matematis dan varians dari proses acak. Untuk menghitung autokovarians dan autokorelasi proses nyata, diperlukan informasi distribusi probabilitas gabungan level deret p(x(t 1),x(t 2)). Namun, untuk proses stasioner yang berada dalam kesetimbangan statistik tertentu, distribusi probabilitas ini sama untuk semua waktu t 1, t 2, dipisahkan oleh interval yang sama. Karena varians suatu proses stasioner pada setiap waktu (baik pada t maupun t + k) sama dengan D = g(0), maka autokorelasi dengan lag k dapat dinyatakan sebagai

r(k) = g(k)/g(0),

maka r (0) = 1. Pada kondisi stasioneritas yang sama, koefisien korelasi r (k) antara dua nilai suatu deret waktu hanya bergantung pada nilai selang waktu k dan tidak bergantung pada nilai interval waktu k. momen pengamatan itu sendiri. Koefisien autokorelasi juga dapat diperkirakan untuk deret non-stasioner, namun dalam kasus ini interpretasi probabilistiknya hilang.

Dalam statistika, terdapat beberapa contoh perkiraan nilai teoritis autokorelasi r(k) suatu proses selama serangkaian waktu terbatas yang terdiri dari n observasi. Estimasi yang paling populer adalah koefisien autokorelasi non-siklik dengan lag k (Anderson, 1976; Vainu, 1977):

Yang paling penting dari berbagai koefisien autokorelasi adalah yang pertama - r 1, yang mengukur kedekatan hubungan antara level x(1), x(2),..., x(n -1) dan x(2) , x(3), .. ., x(n).

Distribusi koefisien autokorelasi tidak diketahui; oleh karena itu, teori nonparametrik Anderson (1976), yang mengusulkan statistik, kadang-kadang digunakan untuk menilai keandalannya

t = r 1 (n -1) 0,5 ,

yang, dengan sampel yang cukup besar, terdistribusi normal, memiliki mean nol dan varians sama dengan satu (Tintner, 1965).

Teori singkat

Jika terdapat tren dan fluktuasi siklus dalam suatu deret waktu, nilai setiap level berikutnya dalam deret tersebut bergantung pada deret sebelumnya. Ketergantungan korelasi antara tingkat-tingkat yang berurutan dalam suatu deret waktu disebut autokorelasi tingkat-tingkat deret. Hal ini dapat diukur secara kuantitatif dengan menggunakan koefisien korelasi linier antara tingkat deret waktu asli dan tingkat deret waktu yang digeser beberapa langkah dalam waktu.

Jumlah periode dimana koefisien autokorelasi dihitung disebut lag. Ketika lag meningkat, jumlah pasangan nilai yang digunakan untuk menghitung koefisien autokorelasi berkurang. Beberapa penulis menganggap disarankan untuk menggunakan aturan tersebut untuk memastikan keandalan statistik koefisien autokorelasi - lag maksimum tidak boleh lebih besar dari .

Mari kita perhatikan dua sifat penting dari koefisien autokorelasi. Pertama, ini dibangun dengan analogi dengan koefisien korelasi linier dan dengan demikian mencirikan kedekatan hanya hubungan linier antara level deret saat ini dan sebelumnya. Oleh karena itu, dengan koefisien autokorelasi seseorang dapat menilai adanya tren linier (atau mendekati linier). Untuk beberapa deret waktu yang memiliki tren nonlinier kuat (misalnya parabola orde kedua atau eksponensial), koefisien autokorelasi tingkat deret aslinya mungkin mendekati nol.

Kedua, berdasarkan tanda koefisien autokorelasi, tidak dapat disimpulkan adanya tren naik atau turun pada level-level deret tersebut. Sebagian besar data ekonomi time series mengandung tingkat autokorelasi positif, namun mungkin memiliki tren menurun.

Urutan koefisien autokorelasi tingkat orde pertama, kedua, dan seterusnya disebut fungsi autokorelasi waktu rad. Grafik ketergantungan nilainya terhadap nilai lag (urutan koefisien autokorelasi) disebut korelogram.

Analisis fungsi autokorelasi dan korelogram memungkinkan kita untuk menentukan lag di mana autokorelasi paling tinggi, dan oleh karena itu lag di mana hubungan antara level saat ini dan level sebelumnya dari rangkaian tersebut paling dekat, yaitu dengan menganalisis fungsi autokorelasi dan korelogram. , struktur deret dapat diidentifikasi.

Jika koefisien autokorelasi orde pertama ternyata paling tinggi, maka deret yang diteliti hanya memuat tren. Jika koefisien autokorelasi tertinggi berurutan, deret tersebut berisi fluktuasi siklik dengan periodisitas pada titik-titik waktu. Jika tidak ada koefisien autokorelasi yang signifikan, salah satu dari dua asumsi dapat dibuat mengenai struktur rangkaian: rangkaian tersebut tidak mengandung tren dan fluktuasi siklis, atau rangkaian tersebut mengandung tren nonlinier kuat yang memerlukan analisis tambahan untuk mengidentifikasinya. Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan koefisien autokorelasi tingkat dan fungsi autokorelasi untuk mengidentifikasi ada tidaknya komponen tren () dan komponen siklis (musiman) () dalam suatu deret waktu.

Ada beberapa pendekatan untuk menganalisis struktur deret waktu yang mengandung fluktuasi musiman atau siklus. Pendekatan yang paling sederhana adalah dengan menghitung nilai komponen musiman menggunakan metode rata-rata bergerak dan membangun model deret waktu aditif atau perkalian. Pandangan umum model aditif adalah sebagai berikut:

Model ini mengasumsikan bahwa setiap tingkat rangkaian waktu dapat direpresentasikan sebagai jumlah komponen tren, musiman, dan acak. Tampilan umum model perkalian terlihat seperti ini:

Model ini mengasumsikan bahwa setiap tingkat rangkaian waktu dapat direpresentasikan sebagai produk dari komponen tren, musiman, dan acak. Pemilihan salah satu dari dua model tersebut didasarkan pada analisis struktur fluktuasi musiman. Jika amplitudo osilasi kira-kira konstan, model deret waktu aditif dibangun di mana nilai komponen musiman diasumsikan konstan untuk siklus yang berbeda. Jika amplitudo fluktuasi musiman bertambah atau berkurang, model deret waktu perkalian dibangun, yang membuat tingkat deret bergantung pada nilai komponen musiman.

Konstruksi model aditif dan perkalian dilakukan dengan menghitung nilai dan untuk setiap level deret.

Proses pembuatan model mencakup langkah-langkah berikut.

1. Penyelarasan deret asal menggunakan metode moving average.

2. Perhitungan nilai komponen musiman.

3. Penghapusan komponen musiman dari level awal rangkaian dan memperoleh data yang selaras dalam model aditif atau perkalian.

4. Analisa leveling atau perhitungan nilai menggunakan persamaan trend yang dihasilkan.

5. Perhitungan nilai yang diperoleh dari model atau .

6. Perhitungan kesalahan absolut dan/atau relatif.

Jika nilai kesalahan yang diperoleh tidak mengandung autokorelasi, maka nilai tersebut dapat menggantikan level asli dari rangkaian tersebut dan selanjutnya menggunakan deret waktu kesalahan untuk menganalisis hubungan antara deret asli dan deret waktu lainnya.

Contoh penyelesaian masalah

Tugas

Terdapat data bersyarat mengenai volume konsumsi listrik penduduk di wilayah tersebut selama 16 triwulan.

Diperlukan:

1. Membangun fungsi autokorelasi dan menarik kesimpulan tentang adanya fluktuasi musiman.

2. Buatlah model deret waktu aditif (untuk opsi ganjil) atau model deret waktu perkalian (untuk opsi genap).

3. Buatlah ramalan untuk 2 triwulan ke depan.

Untuk memastikan bahwa solusi masalah ekonometrik seakurat dan seakurat mungkin, banyak yang memesan pekerjaan uji dengan harga murah di situs ini. Detail (cara pengajuan lamaran, harga, batas waktu, cara pembayaran) dapat dibaca pada halaman Beli kertas ujian ekonometrik...

1 5.5 9 8.2 2 4.8 10 5.5 3 5.1 11 6.5 4 9.0 12 11.0 5 7.1 13 8.9 6 4.9 14 6.5 7 6.1 15 7.3 8 10.0 16 11.2

Solusi dari masalah tersebut

1) Mari membangun bidang korelasi:

Berdasarkan grafik terlihat jelas bahwa nilai-nilai tersebut membentuk bentuk gigi gergaji. Mari kita hitung beberapa koefisien autokorelasi yang berurutan. Untuk melakukan ini, kita membuat tabel bantu pertama:

1 5.5 --- --- --- --- --- --- 2 4.8 5.5 -2.673 -1.593 4.260 7.147 2.539 3 5.1 4.8 -2.373 -2.293 5.443 5.633 5.259 4 9 5.1 1.527 -1.993 -3.043 2.331 3.973 5 7.1 9 -0.373 1.907 -0.712 0.139 3.635 6 4.9 7.1 -2.573 0.007 -0.017 6.622 0.000 7 6.1 4.9 -1.373 -2.193 3.012 1.886 4.811 8 10 6.1 2.527 -0.993 -2.510 6.384 0.987 9 8.2 10 0.727 2.907 2.112 0.528 8.449 10 5.5 8.2 -1.973 1.107 -2.184 3.894 1.225 11 6.5 5.5 -0.973 -1.593 1.551 0.947 2.539 12 11 6.5 3.527 -0.593 -2.092 12.437 0.352 13 8.9 11 1.427 3.907 5.574 2.035 15.262 14 6.5 8.9 -0.973 1.807 -1.758 0.947 3.264 15 7.3 6.5 -0.173 -0.593 0.103 0.030 0.352 16 11.2 7.3 3.727 0.207 0.770 13.888 0.043 Jumlah 112.1 106.4 0 0 10.507 64.849 52.689 Nilai rata-rata 7.473 7.093

Perlu diperhatikan. bahwa nilai rata-rata diperoleh dengan membagi bukan dengan 16, tetapi dengan 15, karena sekarang kita mempunyai satu observasi yang lebih sedikit.

Koefisien autokorelasi orde pertama:

Kami membuat tabel tambahan untuk menghitung koefisien autokorelasi orde kedua:

1 5.5 --- --- --- --- --- --- 2 4.8 --- --- --- --- --- --- 3 5.1 5.5 -2.564 -1.579 4.048 6.576 2.492 4 9 4.8 1.336 -2.279 -3.044 1.784 5.192 5 7.1 5.1 -0.564 -1.979 1.116 0.318 3.915 6 4.9 9 -2.764 1.921 -5.311 7.641 3.692 7 6.1 7.1 -1.564 0.021 -0.034 2.447 0.000 8 10 4.9 2.336 -2.179 -5.089 5.456 4.746 9 8.2 6.1 0.536 -0.979 -0.524 0.287 0.958 10 5.5 10 -2.164 2.921 -6.323 4.684 8.535 11 6.5 8.2 -1.164 1.121 -1.306 1.356 1.258 12 11 5.5 3.336 -1.579 -5.266 11.127 2.492 13 8.9 6.5 1.236 -0.579 -0.715 1.527 0.335 14 6.5 11 -1.164 3.921 -4.566 1.356 15.378 15 7.3 8.9 -0.364 1.821 -0.664 0.133 3.318 16 11.2 6.5 3.536 -0.579 -2.046 12.501 0.335 Jumlah 107.3 99.1 0 0 -29.721 57.192 52.644 Nilai rata-rata 7.664 7.079

Karena itu:

Demikian pula, kami menemukan koefisien autokorelasi dengan tingkat yang lebih tinggi, dan memasukkan semua nilai yang diperoleh ke dalam tabel ringkasan:

Ketinggalan Tingkat koefisien autokorelasi 1 0.180 2 -0.542 3 0.129 4 0.980 5 0.987 6 -0.686 7 0.019 8 0.958 9 0.117 10 -0.707 11 -0.086 12 0.937

Korelogram:

Analisis korelogram dan grafik tingkat awal deret waktu memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan tentang adanya fluktuasi musiman dengan periodisitas empat perempat dalam deret waktu yang diteliti.

2) Mari kita sejajarkan level awal deret tersebut menggunakan metode rata-rata bergerak. Untuk ini:

Mari kita jumlahkan tingkat deret tersebut secara berurutan untuk setiap empat kuartal dengan pergeseran satu titik waktu dan tentukan volume konsumsi listrik tahunan bersyarat.

Membagi jumlah yang dihasilkan dengan 4, kita menemukan rata-rata bergerak. Nilai selaras yang diperoleh dengan cara ini tidak lagi mengandung komponen musiman.

Mari kita menyamakan nilai-nilai ini dengan titik waktu aktual, di mana kita menemukan nilai rata-rata dari dua rata-rata pergerakan berturut-turut - rata-rata pergerakan terpusat.

Total untuk empat kuartal Rata-rata pergerakan empat kuartal Rata-rata pergerakan terpusat Estimasi komponen musiman 1 5.5 -- -- -- -- 2 4.8 24.4 6.1 -- -- 3 5.1 26 6.5 6.300 -1.200 4 9 26.1 6.525 6.513 2.488 5 7.1 27.1 6.775 6.650 0.450 6 4.9 28.1 7.025 6.900 -2.000 7 6.1 29.2 7.3 7.163 -1.063 8 10 29.8 7.45 7.375 2.625 9 8.2 30.2 7.55 7.500 0.700 10 5.5 31.2 7.8 7.675 -2.175 11 6.5 31.9 7.975 7.888 -1.388 12 11 32.9 8.225 8.100 2.900 13 8.9 33.7 8.425 8.325 0.575 14 6.5 33.9 8.475 8.450 -1.950 15 7.3 --- --- --- --- 16 11.2 --- --- --- ---

Mari kita cari perkiraan komponen musiman sebagai perbedaan antara level aktual dari rangkaian tersebut dan rata-rata pergerakan terpusat. Kami menggunakan perkiraan ini untuk menghitung nilai komponen musiman. Untuk melakukan ini, kami menemukan perkiraan rata-rata komponen musiman untuk setiap kuartal (sepanjang tahun):

Indikator Tahun Nomor seperempat, SAYA II AKU AKU AKU IV 1 --- --- -1.2 2.488 2 0.45 -2 -1.063 2.625 3 0.7 -2.175 -1.388 2.9 4 0.575 -1.95 --- --- Total untuk kuartal ke-i 1.725 -6.125 -3.651 8.013 Estimasi rata-rata komponen musiman untuk triwulan ke-th, 0.575 -2.042 -1.217 2.671 Komponen musiman yang disesuaikan, 0.578 -2.039 -1.213 2.674

Model dengan komponen musiman biasanya berasumsi bahwa pengaruh musiman akan hilang selama suatu periode. Dalam model aditif, hal ini dinyatakan dalam kenyataan bahwa jumlah nilai komponen musiman untuk semua kuartal harus sama dengan nol.

Untuk model ini kami memiliki:

Faktor koreksi:

Kami menghitung nilai yang disesuaikan dari komponen musiman dan memasukkan data yang diperoleh ke dalam tabel.

Mari kita periksa apakah jumlah nilai komponen musiman sama dengan nol:

Mari kita kecualikan pengaruh komponen musiman dengan mengurangkan nilainya dari setiap level deret waktu asli. Mari kita ambil nilainya. Nilai-nilai ini dihitung untuk setiap titik waktu dan hanya berisi tren dan komponen acak.

1 5.5 0.578 4.922 5.853 6.431 -0.931 0.867 3.423 2 4.8 -2.039 6.839 6.053 4.014 0.786 0.618 6.503 3 5.1 -1.213 6.313 6.253 5.040 0.060 0.004 5.063 4 9 2.674 6.326 6.453 9.127 -0.127 0.016 2.723 5 7.1 0.578 6.522 6.653 7.231 -0.131 0.017 0.063 6 4.9 -2.039 6.939 6.853 4.814 0.086 0.007 6.003 7 6.1 -1.213 7.313 7.053 5.840 0.260 0.068 1.563 8 10 2.674 7.326 7.253 9.927 0.073 0.005 7.023 9 8.2 0.578 7.622 7.453 8.031 0.169 0.029 0.722 10 5.5 -2.039 7.539 7.653 5.614 -0.114 0.013 3.423 11 6.5 -1.213 7.713 7.853 6.640 -0.140 0.020 0.723 12 11 2.674 8.326 8.053 10.727 0.273 0.075 13.323 13 8.9 0.578 8.322 8.253 8.831 0.069 0.005 2.403 14 6.5 -2.039 8.539 8.453 6.414 0.086 0.007 0.723 15 7.3 -1.213 8.513 8.653 7.440 -0.140 0.020 0.003 16 11.2 2.674 8.526 8.853 11.527 -0.327 0.107 14.823 Total 1.876 68.500

Mari kita definisikan komponen model ini. Untuk melakukan ini, kami akan melakukan penyelarasan analitis deret tersebut menggunakan tren linier. Hasil penyelarasan analitik adalah sebagai berikut:

Mengganti nilai-nilai ke dalam persamaan ini, kami menemukan level untuk setiap momen dalam waktu

Mari kita cari nilai level deret yang diperoleh dengan menggunakan model aditif. Untuk melakukan ini, kami menambahkan nilai komponen musiman ke level untuk kuartal terkait.

Pada satu grafik kita akan memplot nilai aktual dari tingkat deret waktu dan nilai teoritis yang diperoleh dengan menggunakan model aditif.

Untuk menilai kualitas model yang dibangun, kami menerapkan jumlah kuadrat kesalahan absolut yang diperoleh:

Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa model aditif menjelaskan 99,3% dari total variasi tingkat deret waktu.

3) Nilai perkiraan tingkat deret waktu pada model aditif merupakan penjumlahan dari komponen tren dan musiman. Untuk menentukan komponen tren, kita menggunakan persamaan tren:

Nilai komponen musiman untuk kuartal yang bersangkutan adalah:

Dengan demikian:

Jika Anda mengalami kesulitan dalam memecahkan masalah, situs ini menyediakan bantuan online untuk siswa ekonometrika dengan tes atau ujian.

Rata-rata biaya penyelesaian tes adalah 700 - 1200 rubel (tetapi tidak kurang dari 300 rubel untuk seluruh pesanan). Harga sangat dipengaruhi oleh urgensi keputusan (dari sehari hingga beberapa jam). Biaya bantuan online untuk ujian/tes mulai dari 1000 rubel. untuk memecahkan tiket.

Anda dapat meninggalkan permintaan langsung di obrolan, setelah sebelumnya mengirimkan ketentuan tugas dan memberi tahu Anda tentang tenggat waktu penyelesaian yang Anda perlukan. Waktu respons adalah beberapa menit.

Contoh masalah terkait

Model regresi linier berpasangan
Masalah penghitungan model linier regresi berpasangan. Selama penyelesaian, perhitungan koefisien regresi diberikan, signifikansinya dinilai, kesalahan perkiraan rata-rata dihitung dan perhitungan interval kepercayaan ramalan ditampilkan.

Model regresi linier berganda
Halaman ini berisi solusi yang konsisten dan sistematis terhadap masalah topik analisis korelasi. Model linier regresi berganda dipertimbangkan - perhitungan koefisien regresi dan koefisien persamaan regresi standar. Perhitungan koefisien korelasi berpasangan, parsial dan berganda serta koefisien elastisitas diberikan.

Ketergantungan periodik adalah tipe umum komponen deret waktu. Dapat dengan mudah dilihat bahwa setiap observasi sangat mirip dengan observasi tetangganya; Selain itu, terdapat komponen periodik berulang, artinya setiap observasi juga serupa dengan observasi yang terjadi pada waktu yang sama pada periode yang lalu. Secara umum, ketergantungan periodik dapat didefinisikan secara formal sebagai ketergantungan korelasi berorde k antara setiap elemen ke-i dari deret tersebut dan elemen ke-(i-k). Hal ini dapat diukur dengan menggunakan autokorelasi (yaitu korelasi antara suku-suku deret itu sendiri); k biasanya disebut lag (terkadang digunakan istilah yang setara: shift, delay). Jika kesalahan pengukuran tidak terlalu besar, maka periodisitas dapat ditentukan secara visual dengan memeriksa perilaku anggota deret setiap k satuan waktu.

Komponen periodik suatu deret waktu dapat ditemukan dengan menggunakan korelogram. Korelogram (autokorelogram) menunjukkan fungsi autokorelasi (ACF) secara numerik dan grafis, dengan kata lain, koefisien autokorelasi untuk rangkaian lag dari rentang tertentu. Korelogram biasanya menunjukkan kisaran dua kesalahan standar pada setiap lag, namun biasanya besaran autokorelasi lebih menarik daripada keandalannya karena sebagian besar autokorelasi sangat kuat yang menjadi perhatian.

Saat mempelajari korelogram, harus diingat bahwa autokorelasi dari lag yang berurutan secara formal bergantung satu sama lain. Perhatikan contoh berikut. Jika anggota pertama suatu deret berkerabat dekat dengan anggota kedua, dan anggota kedua dengan anggota ketiga, maka elemen pertama juga harus bergantung pada anggota ketiga, dan seterusnya. Hal ini mengarah pada fakta bahwa ketergantungan periodik dapat berubah secara signifikan setelah autokorelasi orde pertama dihilangkan (yaitu setelah mengambil selisih dengan lag 1).

Tujuan pekerjaan:

1. Memberikan informasi teoritis dasar

2. Berikan contoh penghitungan ACF

Bab 1. Informasi teoritis

Koefisien autokorelasi dan penilaiannya

Untuk sepenuhnya mengkarakterisasi suatu proses acak, ekspektasi matematis dan variansnya saja tidak cukup. Kembali pada tahun 1927, E.E. Slutsky memperkenalkan konsep "deret terkait" untuk observasi dependen: probabilitas terjadinya nilai spesifik tertentu di tempat tertentu bergantung pada nilai apa yang telah diterima variabel acak sebelumnya atau akan diterima nanti. . Dengan kata lain, terdapat bidang hamburan pasangan nilai x(t), x(t+k) dari deret waktu, di mana k adalah interval atau penundaan konstan, yang mencirikan saling ketergantungan implementasi proses selanjutnya dari yang sebelumnya. Kedekatan hubungan ini dinilai dengan koefisien autokovarians –

g (k) = E[(x(t) - m)(x(t + k) - m)] –

dan autokorelasi

r (k) = E[(x(t) - m)(x(t + k) - m)] / D ,

dimana m dan D adalah ekspektasi matematis dan varians dari proses acak. Untuk menghitung autokovarians dan autokorelasi proses nyata, diperlukan informasi distribusi probabilitas gabungan level deret p(x(t 1),x(t 2)). Namun, untuk proses stasioner yang berada dalam kesetimbangan statistik tertentu, distribusi probabilitas ini sama untuk semua waktu t 1, t 2, dipisahkan oleh interval yang sama. Karena varians suatu proses stasioner pada setiap waktu (baik pada t maupun t + k) sama dengan D = g(0), maka autokorelasi dengan lag k dapat dinyatakan sebagai

r(k) = g(k)/g(0),

maka r (0) = 1. Pada kondisi stasioneritas yang sama, koefisien korelasi r (k) antara dua nilai suatu deret waktu hanya bergantung pada nilai selang waktu k dan tidak bergantung pada nilai interval waktu k. momen pengamatan itu sendiri.

Dalam statistika, terdapat beberapa contoh perkiraan nilai teoritis autokorelasi r(k) suatu proses selama serangkaian waktu terbatas yang terdiri dari n observasi. Estimasi yang paling populer adalah koefisien autokorelasi non-siklik dengan lag k (Anderson, 1976; Vainu, 1977):

Yang paling penting dari berbagai koefisien autokorelasi adalah yang pertama - r 1, yang mengukur kedekatan hubungan antara level x(1), x(2),..., x(n -1) dan x(2) , x(3), .. ., x(n).

Distribusi koefisien autokorelasi tidak diketahui; oleh karena itu, teori nonparametrik Anderson (1976), yang mengusulkan statistik, kadang-kadang digunakan untuk menilai keandalannya

t = r 1 (n -1) 0,5 ,

yang, dengan sampel yang cukup besar, terdistribusi normal, memiliki mean nol dan varians sama dengan satu (Tintner, 1965).

Fungsi autokorelasi

Barisan koefisien korelasi r k, dimana k = 1, 2, ..., n, sebagai fungsi interval k antar pengamatan disebut fungsi autokorelasi (ACF).

Jenis fungsi autokorelasi sampel berkaitan erat dengan struktur deretnya.

· Fungsi autokorelasi rk untuk “white noise”, untuk k >0, juga membentuk deret waktu stasioner dengan nilai rata-rata 0.

· Untuk deret stasioner, ACF menurun dengan cepat seiring bertambahnya k. Jika terdapat tren yang jelas, fungsi autokorelasi tampak seperti kurva turun yang sangat lambat.

· Dalam kasus musiman yang jelas, grafik ACF juga berisi outlier untuk lag yang merupakan kelipatan dari periode musiman, namun outlier ini dapat terselubung oleh adanya tren atau sebaran besar komponen acak.

Mari kita lihat contoh fungsi autokorelasi:

· pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan grafik ACF yang ditandai dengan tren sedang dan musim yang tidak jelas;

· beras. Gambar 2 menunjukkan ACF suatu deret yang dicirikan oleh determinan musiman yang fenomenal;

· Grafik rangkaian ACF yang praktis tidak teredam (Gbr. 3) menunjukkan adanya tren yang jelas.




Secara umum dapat diasumsikan bahwa tidak terdapat autokorelasi pada deret yang terdiri dari penyimpangan terhadap trend. Misalnya, pada Gambar. Gambar 4 menunjukkan plot ACF untuk residu yang diperoleh dari pemulusan rangkaian, sangat mengingatkan pada proses “white noise”. Namun, sering kali terdapat kasus di mana residu (komponen acak h) dapat menjadi autokorelasi, misalnya karena alasan berikut:

· Faktor penting tidak diperhitungkan dalam model dinamika deterministik atau stokastik

· model tidak memperhitungkan beberapa faktor yang tidak penting, yang pengaruh timbal baliknya menjadi signifikan karena kebetulan fase dan arah perubahannya;

· jenis model yang dipilih salah (prinsip berlawanan dengan intuisi dilanggar);

· komponen acak memiliki struktur tertentu.


Tes Durbin-Watson

Uji Durbin-Watson (Durbin, 1969) adalah statistik umum yang dirancang untuk menguji adanya autokorelasi orde pertama dalam residu setelah pemulusan seri atau dalam model regresi.

Nilai numerik dari koefisien adalah

d = [(e(2)-e(1)) 2 + ... + (e(n)-e(n -1)) 2 ]/,

dimana e(t) adalah sisanya.

Nilai kriteria yang mungkin berada dalam kisaran dari 0 hingga 4, dan nilai ambang batas yang ditabulasikan untuk berbagai tingkat signifikansi ditabulasikan (Lizer, 1971).

Nilai d mendekati nilai 2*(1 - r 1), dimana r adalah koefisien autokorelasi sampel untuk residu. Dengan demikian, nilai statistik yang ideal adalah 2 (tidak ada autokorelasi). Nilai yang lebih kecil sesuai dengan autokorelasi positif dari residu, nilai yang lebih besar – yang negatif.

Misalnya, setelah deret tersebut dihaluskan, deret residu tersebut mempunyai kriteria d = 1,912. Statistik serupa setelah pemulusan deret - d = 1,638 - menunjukkan beberapa autokorelasi dari residu.

Bab 2. Contoh perhitungan praktis menggunakan makro Excel “Fungsi Autokorelasi”

Semua data diambil dari situs http://e3.prime-tass.ru/macro/

Contoh 1. PDB Rusia

Berikut adalah data PDB Federasi Rusia

Tahun seperempat PDB perbedaan pertama
2001 SAYA 1900,9
II 2105,0 204,1
AKU AKU AKU 2487,9 382,9
IV 2449,8 -38,1
2002 SAYA 2259,5 -190,3
II 2525,7 266,2
AKU AKU AKU 3009,2 483,5
IV 3023,1 13,9
2003 SAYA 2850,7 -172,4
II 3107,8 257,1
AKU AKU AKU 3629,8 522,0
IV 3655,0 25,2
2004 SAYA 3516,8 -138,2
II 3969,8 453,0
AKU AKU AKU 4615,2 645,4
IV 4946,4 331,2
2005 SAYA 4479,2 -467,2
II 5172,9 693,7
AKU AKU AKU 5871,7 698,8
IV 6096,2 224,5
2006 SAYA 5661,8 -434,4
II 6325,8 664,0
AKU AKU AKU 7248,1 922,3
IV 7545,4 297,3
2007 SAYA 6566,2 -979,2
II 7647,5 1081,3

Fungsi autokorelasi(ACF) mencirikan derajat korelasi antara nilai observasi individu, disajikan dalam bentuk proses acak dan terletak pada jarak tertentu satu sama lain.

Dalam kaitannya dengan data geofisika, ACF merepresentasikan karakteristik hubungan antara nilai-nilai bidang yang dipisahkan satu sama lain M- diskrit, mis. diskrit oleh X atau oleh T. ACF adalah fungsi dari argumen atau , dimana adalah langkah sepanjang profil, adalah langkah sepanjang jejak seismogram, yaitu. .

ACF dihitung menggunakan rumus:

(4.1)

di mana nilai bidang masuk Saya-titik profil itu (rute, sumur); N– jumlah titik pengamatan; M– interval yang mengambil nilai berurutan yang menyatakan jarak antara nilai bidang dan ; - nilai bidang rata-rata sepanjang profil, rute, dll.

Untuk M=1, jumlah dalam ekspresi 4.1 adalah jumlah produk dari nilai bidang tengah dari titik profil yang berdekatan:

di sini , yaitu nilai yang dipusatkan pada bidang tersebut Saya- piket profil;

Untuk M=2, jumlah dalam ekspresi 4.1 adalah jumlah produk dari nilai bidang yang dipusatkan, dengan jarak satu piket:

Untuk siapa pun m= k , (k kita punya:

Berdasarkan konstruksinya, ACF merupakan fungsi genap, yaitu . Karena paritas, ACF biasanya dihitung hanya untuk .

Ketika nilai ACF mewakili perkiraan sebaran bidang yang diteliti, ketika ACF menyatakan hubungan antara nilai-nilai lapangan untuk piket tetangga (sampel) dan mewakili perkiraan koefisien korelasi untuk nilai-nilai tersebut, ketika ACF menyatakan hubungan antara nilai-nilai bidang yang diberi jarak satu sama lain oleh dua sampel, dll. d.

Dalam praktiknya, nilai fungsi autokorelasi yang dinormalisasi sering digunakan R n. (M). Dalam hal ini dilakukan normalisasi R(0):

(4.5)

Dapat ditunjukkan bahwa penilaian nilai ternormalisasi fungsi autokorelasi, dengan ukuran sampel yang cukup (jumlah titik pada profil), memiliki sifat sebagai berikut: properti :

3. Fungsi autokorelasi genap yaitu R n. (m)= R n. (-m), oleh karena itu, ketika memperkirakan fungsi autokorelasi, biasanya dibatasi pada nilainya untuk nilai non-negatif dari argumen m>=0.

4. Dua proses acak F 1 =(f 1, f 2,…..f n) dan F 2 =(kf 1, kf 2,…..kf n) hanya berbeda pada konstanta faktor k, mempunyai bentuk yang sama fungsi autokorelasi yang dinormalisasi R n (m).

5. Dua proses acak F 1 =(f 1, f 2,…..f n) dan F 2 =(f 1 +k, f 2 +k,…..f n +k) digeser relatif satu sama lain sebesar konstanta nilai k , memiliki bentuk fungsi autokorelasi ternormalisasi yang sama R n (m).

Menganalisis ekspresi 4.1 dan 4.5, kita dapat menyimpulkan bahwa nilai normal dari fungsi autokorelasi R n. (M) tidak lebih dari koefisien korelasi yang dihitung untuk titik-titik yang berjauhan satu sama lain M piket. Jadi, nilai fungsi korelasi untuk argumen tertentu M menunjukkan seberapa jauh nilai bidang satu sama lain M piket berkorelasi satu sama lain. Jadi jika R(5)=0,85, maka hal ini menunjukkan bahwa nilai bidang yang terletak 5 piket satu sama lain secara umum berkorelasi cukup jika R(9)=0,05, maka nilai lapangan yang dihilangkan sebanyak 9 piket praktis bebas (tidak berkorelasi). Akhirnya, jika, misalnya, R(13)=-0,9, maka terdapat korelasi terbalik yang kuat antara nilai bidang yang berjarak 13 piket. Suatu proses acak yang bahkan dengan satuan perpindahan R(1)<=0 , mendapat namanya proses yang benar-benar tidak berkorelasi (“white noise”) .



Gambar 4.1 menunjukkan contoh penghitungan fungsi autokorelasi ternormalisasi untuk berbagai proses acak yang bentuknya mendekati konstanta (1), sinusoida (2), proses yang benar-benar tidak berkorelasi (3), fungsi kuadrat (4) dan linier (5). Dari gambar kedua dapat disimpulkan bahwa fungsi autokorelasi suatu proses periodik juga bersifat periodik. Dalam hal ini, periode fungsi autokorelasi bertepatan dengan periode proses. Untuk sinyal yang benar-benar tidak berkorelasi, nilai fungsi autokorelasi mendekati nol untuk nilai argumen apa pun selain nol.

Nilai normalisasi fungsi autokorelasi dari suatu proses konstan sama dengan satu, karena untuk setiap perpindahan M nilai-nilai proses acak sepenuhnya bertepatan, yaitu berkorelasi mutlak.

ACF menentukan atribut penting seperti interval korelasi. Di bawah selang atau radius korelasi memahami jarak antara nilai bidang R, mulai dari nilai bidang dan dapat dianggap tidak berkorelasi, dan menurut hukum distribusi normal - tidak bergantung satu sama lain. Berbagai teknik heuristik digunakan untuk memperkirakan interval korelasi. Teknik yang paling umum adalah memperkirakan nilai r dari suatu nilai tertentu, dimana . Di mana R diambil sama dengan argumen ACF, M, dimulai dari mana relasi terpenuhi.

Untuk memperkirakan interval korelasi, hubungan berikut juga digunakan:

atau .

Dalam praktiknya, radius korelasi diperkirakan dengan nilai minimum argumen M, dimana fungsi autokorelasi memotong sumbu x untuk pertama kalinya.

Bentuk ACF dan interval korelasi digunakan untuk menyelesaikan berbagai permasalahan pengolahan data geofisika, yang kami soroti sebagai berikut:

1) Penilaian sifat korelasi sinyal dan noise. Dengan tidak adanya korelasi antara sinyal dan noise, yang biasanya didalilkan, yaitu. kemunculan sinyal tidak bergantung pada interferensi, ACF diwakili oleh jumlah ACF sinyal dan ACF noise, karena:

Dari ungkapan ini dapat disimpulkan bahwa ketika intensitas interferensi rendah dibandingkan dengan intensitas sinyal, ACF mewakili penilaian sifat korelasi sinyal, dan sebaliknya, dalam interval di mana tidak ada sinyal, ACF memperkirakan sifat-sifat interferensi;

2) ACF sinyal dan noise menjadi dasar perhitungan seluruh filter optimal yang dibahas pada Bab VII;

3) Jika bentuk sinyal dan bentuk ACF derau bertepatan, tidak ada pemrosesan tambahan untuk memisahkannya yang akan menimbulkan sesuatu yang baru, karena dalam hal ini rentang frekuensi sinyal dan derau sepenuhnya tumpang tindih;

4) Pembagian menjadi wilayah yang homogen secara statistik untuk tujuan pemetaan geologi. Untuk tujuan ini, nilai rata-rata, varians dan interval korelasi, yang dihitung dalam jendela geser, biasanya digunakan secara bersamaan;

5) Estimasi resolusi rekaman seismik berdasarkan rasio , Di mana T- periode perekaman. Pada N, mendekati kesatuan, resolusi tinggi, dengan N£0,5 - rendah;

6) Menggunakan interval korelasi untuk memperkirakan kedalaman penguburan H objek berdasarkan bidang potensial.

Tentang hubungan sederhana antara kedalaman H dan interval korelasi R, tepatnya dilakukan untuk objek dalam bentuk silinder dengan ekstensi tak terbatas, metode gravitasi, yang diusulkan oleh A.M. Petrishchevsky, dan korelasi, yang diusulkan oleh A.V. Petrov, didasarkan pada penginderaan medan potensial;

7) Estimasi durasi implementasi, misalnya panjang profil yang ACF dihitung. Secara umum, dispersi ACF ditentukan oleh ekspresi , yang darinya dimungkinkan untuk memperkirakan durasi pelaksanaan itu sendiri N.

Ketergantungan periodik adalah tipe umum komponen deret waktu. Dapat dengan mudah dilihat bahwa setiap observasi sangat mirip dengan observasi tetangganya; Selain itu, terdapat komponen periodik berulang, artinya setiap observasi juga serupa dengan observasi yang terjadi pada waktu yang sama pada periode yang lalu. Secara umum, ketergantungan periodik dapat didefinisikan secara formal sebagai ketergantungan korelasi berorde k antara setiap elemen ke-i dari deret tersebut dan elemen ke-(i-k). Hal ini dapat diukur dengan menggunakan autokorelasi (yaitu korelasi antara suku-suku deret itu sendiri); k biasanya disebut lag (terkadang digunakan istilah yang setara: shift, delay). Jika kesalahan pengukuran tidak terlalu besar, maka periodisitas dapat ditentukan secara visual dengan memeriksa perilaku anggota deret setiap k satuan waktu.

Komponen periodik suatu deret waktu dapat ditemukan dengan menggunakan korelogram. Korelogram (autokorelogram) menunjukkan fungsi autokorelasi (ACF) secara numerik dan grafis, dengan kata lain, koefisien autokorelasi untuk rangkaian lag dari rentang tertentu. Korelogram biasanya menunjukkan kisaran dua kesalahan standar pada setiap lag, namun biasanya besaran autokorelasi lebih menarik daripada keandalannya karena sebagian besar autokorelasi sangat kuat yang menjadi perhatian.

Saat mempelajari korelogram, harus diingat bahwa autokorelasi dari lag yang berurutan secara formal bergantung satu sama lain. Perhatikan contoh berikut. Jika anggota pertama suatu deret berkerabat dekat dengan anggota kedua, dan anggota kedua dengan anggota ketiga, maka elemen pertama juga harus bergantung pada anggota ketiga, dan seterusnya. Hal ini mengarah pada fakta bahwa ketergantungan periodik dapat berubah secara signifikan setelah autokorelasi orde pertama dihilangkan (yaitu setelah mengambil selisih dengan lag 1).

Tujuan pekerjaan:

1. Memberikan informasi teoritis dasar

2. Berikan contoh penghitungan ACF

Bab 1. Informasi teoritis

Koefisien autokorelasi dan penilaiannya

Untuk sepenuhnya mengkarakterisasi suatu proses acak, ekspektasi matematis dan variansnya saja tidak cukup. Kembali pada tahun 1927, E.E. Slutsky memperkenalkan konsep "deret terkait" untuk observasi dependen: probabilitas terjadinya nilai spesifik tertentu di tempat tertentu bergantung pada nilai apa yang telah diterima variabel acak sebelumnya atau akan diterima nanti. . Dengan kata lain, terdapat bidang hamburan pasangan nilai x(t), x(t+k) dari deret waktu, di mana k adalah interval atau penundaan konstan, yang mencirikan saling ketergantungan implementasi proses selanjutnya dari yang sebelumnya. Kedekatan hubungan ini dinilai dengan koefisien autokovarians –

g (k) = E[(x(t) - m)(x(t + k) - m)] –

dan autokorelasi

r (k) = E[(x(t) - m)(x(t + k) - m)] / D ,

dimana m dan D adalah ekspektasi matematis dan varians dari proses acak. Untuk menghitung autokovarians dan autokorelasi proses nyata, diperlukan informasi distribusi probabilitas gabungan level deret p(x(t 1),x(t 2)). Namun, untuk proses stasioner yang berada dalam kesetimbangan statistik tertentu, distribusi probabilitas ini sama untuk semua waktu t 1, t 2, dipisahkan oleh interval yang sama. Karena varians suatu proses stasioner pada setiap waktu (baik pada t maupun t + k) sama dengan D = g(0), maka autokorelasi dengan lag k dapat dinyatakan sebagai

r(k) = g(k)/g(0),

maka r (0) = 1. Pada kondisi stasioneritas yang sama, koefisien korelasi r (k) antara dua nilai suatu deret waktu hanya bergantung pada nilai selang waktu k dan tidak bergantung pada nilai interval waktu k. momen pengamatan itu sendiri.

Dalam statistika, terdapat beberapa contoh perkiraan nilai teoritis autokorelasi r(k) suatu proses selama serangkaian waktu terbatas yang terdiri dari n observasi. Estimasi yang paling populer adalah koefisien autokorelasi non-siklik dengan lag k (Anderson, 1976; Vainu, 1977):

Yang paling penting dari berbagai koefisien autokorelasi adalah yang pertama - r 1, yang mengukur kedekatan hubungan antara level x(1), x(2),..., x(n -1) dan x(2) , x(3), .. ., x(n).

Distribusi koefisien autokorelasi tidak diketahui; oleh karena itu, teori nonparametrik Anderson (1976), yang mengusulkan statistik, kadang-kadang digunakan untuk menilai keandalannya

t = r 1 (n -1) 0,5 ,

yang, dengan sampel yang cukup besar, terdistribusi normal, memiliki mean nol dan varians sama dengan satu (Tintner, 1965).

Fungsi autokorelasi

Barisan koefisien korelasi r k, dimana k = 1, 2, ..., n, sebagai fungsi interval k antar pengamatan disebut fungsi autokorelasi (ACF).

Jenis fungsi autokorelasi sampel berkaitan erat dengan struktur deretnya.

· Fungsi autokorelasi rk untuk “white noise”, untuk k >0, juga membentuk deret waktu stasioner dengan nilai rata-rata 0.

· Untuk deret stasioner, ACF menurun dengan cepat seiring bertambahnya k. Jika terdapat tren yang jelas, fungsi autokorelasi tampak seperti kurva turun yang sangat lambat.

· Dalam kasus musiman yang jelas, grafik ACF juga berisi outlier untuk lag yang merupakan kelipatan dari periode musiman, namun outlier ini dapat terselubung oleh adanya tren atau sebaran besar komponen acak.

Mari kita lihat contoh fungsi autokorelasi:

· pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan grafik ACF yang ditandai dengan tren sedang dan musim yang tidak jelas;

· beras. Gambar 2 menunjukkan ACF suatu deret yang dicirikan oleh determinan musiman yang fenomenal;

· Grafik rangkaian ACF yang praktis tidak teredam (Gbr. 3) menunjukkan adanya tren yang jelas.

Secara umum dapat diasumsikan bahwa tidak terdapat autokorelasi pada deret yang terdiri dari penyimpangan terhadap trend. Misalnya, pada Gambar. Gambar 4 menunjukkan plot ACF untuk residu yang diperoleh dari pemulusan rangkaian, sangat mengingatkan pada proses “white noise”. Namun, sering kali terdapat kasus di mana residu (komponen acak h) dapat menjadi autokorelasi, misalnya karena alasan berikut:

· Faktor penting tidak diperhitungkan dalam model dinamika deterministik atau stokastik

· model tidak memperhitungkan beberapa faktor yang tidak penting, yang pengaruh timbal baliknya menjadi signifikan karena kebetulan fase dan arah perubahannya;

· jenis model yang dipilih salah (prinsip berlawanan dengan intuisi dilanggar);

· komponen acak memiliki struktur tertentu.

Tes Durbin-Watson

Uji Durbin-Watson (Durbin, 1969) adalah statistik umum yang dirancang untuk menguji adanya autokorelasi orde pertama dalam residu setelah pemulusan seri atau dalam model regresi.

Nilai numerik dari koefisien adalah

d = [(e(2)-e(1)) 2 + ... + (e(n)-e(n -1)) 2 ]/,

dimana e(t) adalah sisanya.

Nilai kriteria yang mungkin berada dalam kisaran dari 0 hingga 4, dan nilai ambang batas yang ditabulasikan untuk berbagai tingkat signifikansi ditabulasikan (Lizer, 1971).

Nilai d mendekati nilai 2*(1 - r 1), dimana r adalah koefisien autokorelasi sampel untuk residu. Dengan demikian, nilai statistik yang ideal adalah 2 (tidak ada autokorelasi). Nilai yang lebih kecil sesuai dengan autokorelasi positif dari residu, nilai yang lebih besar – yang negatif.

Misalnya, setelah deret tersebut dihaluskan, deret residu tersebut mempunyai kriteria d = 1,912. Statistik serupa setelah pemulusan deret - d = 1,638 - menunjukkan beberapa autokorelasi dari residu.

Bab 2. Contoh perhitungan praktis menggunakan makro Excel “Fungsi Autokorelasi”

Semua data diambil dari situs http://e3.prime-tass.ru/macro/

Contoh 1. PDB Rusia

Berikut adalah data PDB Federasi Rusia

perbedaan pertama

Mari kita jelajahi serial ini

Diagram menunjukkan: deret asli (atas) dan fungsi autokorelasi hingga lag 9 (bawah). Pada diagram di bawah, garis putus-putus menunjukkan tingkat "white noise" - batas signifikansi statistik dari koefisien korelasi. Dapat dilihat bahwa terdapat korelasi yang kuat antara anggota deret yang bertetangga dengan orde ke-1 dan ke-2, tetapi juga berjarak 1 satuan waktu satu sama lain. Koefisien korelasi secara signifikan melebihi tingkat “white noise”. Berdasarkan grafik autokorelasi, kita melihat adanya trend yang jelas.

Di bawah ini adalah nilai fungsi autokorelasi dan tingkat white noise

kesalahan ACF

Jika kita tertarik pada dinamika internal suatu deret, kita perlu mencari perbedaan pertama suku-sukunya, yaitu. Untuk setiap triwulan, carilah perubahan nilainya dibandingkan triwulan sebelumnya. Untuk perbedaan pertama, kami membuat fungsi autokorelasi.

Contoh 2: Impor

arti

perbedaan

Mari kita membangun fungsi autokorelasi

kesalahan ACF

Kita melihat adanya autokorelasi pada orde 1 dan 2. Grafik menunjukkan adanya tren. Autokorelasi positif disebabkan oleh pemilihan spesifikasi yang salah, karena Tren linier tidak cocok di sini; tren ini cenderung eksponensial. Oleh karena itu, kita membuat deret tersebut stasioner dengan mengambil selisih pertama.

kesalahan ACF

Kami melihat adanya autokorelasi orde ke-4, yang sesuai dengan korelasi data yang dipisahkan satu tahun. Kami tidak memiliki autokorelasi orde pertama.

Statistik Durbin-Watson (DW) = 2,023

Contoh 3: Ekspor

Mari kita berikan datanya

arti

perbedaan


Untuk seri aslinya kami memiliki:

kesalahan ACF

Jelas terlihat adanya tren yang jelas; koefisien autokorelasi pada orde 1 dan 2 adalah signifikan. Untuk perbedaan pertama

kesalahan ACF

Kita tidak lagi melihat autokorelasi; residu didistribusikan sebagai “white noise”.

Kesimpulan

Metode lain yang berguna untuk mempelajari periodisitas adalah dengan menguji fungsi autokorelasi parsial (PACF), yang merupakan perpanjangan dari konsep fungsi autokorelasi biasa. Dalam PACF, ketergantungan antara pengamatan perantara (pengamatan dalam satu lag) dihilangkan. Dengan kata lain, autokorelasi parsial pada lag tertentu mirip dengan autokorelasi biasa, hanya saja perhitungannya menghilangkan pengaruh autokorelasi dengan lag yang lebih pendek. Pada lag 1 (ketika tidak ada elemen perantara di dalam lag), autokorelasi parsial jelas sama dengan autokorelasi biasa. Faktanya, autokorelasi parsial memberikan gambaran yang lebih jelas tentang ketergantungan periodik.

Seperti disebutkan di atas, komponen periodik untuk lag k tertentu dapat dihilangkan dengan mengambil selisih urutan yang sesuai. Artinya, elemen ke (i-k) dikurangkan dari setiap elemen ke-i pada deret tersebut. Ada dua argumen yang mendukung transformasi tersebut. Pertama, dengan cara ini dimungkinkan untuk menentukan komponen periodik yang tersembunyi dari deret tersebut. Ingatlah bahwa autokorelasi pada lag yang berurutan bersifat dependen. Oleh karena itu, menghilangkan beberapa autokorelasi akan mengubah autokorelasi lain yang mungkin telah menekan autokorelasi tersebut dan membuat beberapa komponen musiman lainnya menjadi lebih menonjol. Kedua, penghilangan komponen periodik menjadikan deret tersebut stasioner, yang diperlukan untuk penerapan beberapa metode analisis.

literatur

1.Gmurman V.E. Teori Probabilitas dan Statistik Matematika. M.: Sekolah Tinggi, 1977.

2. Gmurman V.E. Panduan untuk memecahkan masalah dalam teori probabilitas dan statistik matematika. M.: Sekolah Tinggi, 1997.

3. Kalinina V.N., Pankin V.F. Statistik matematika. M.: Sekolah Tinggi, 1994.

4. Matskevich I.P., Svirid G.P., Buldyk G.M. Kumpulan soal dan latihan matematika tingkat tinggi (Teori probabilitas dan statistik matematika). Minsk: Sekolah Tinggi, 1996.

5. Timofeeva L.K., Sukhanova E.I., Safiulin G.G. Kumpulan Soal Teori Probabilitas dan Statistik Matematika / Samarsk. ekonomi. ke dalam. Samara, 1992.

6. Timofeeva L.K., Sukhanova E.I., Safiulin G.G. Teori probabilitas dan statistik matematika / Samarsk. negara ekonomi. acad. Samara, 1994.

7. Timofeeva L.K., Sukhanova E.I. Matematika untuk ekonom. Kumpulan soal teori probabilitas dan statistik matematika. –M.: UMIIC “Sastra Pendidikan”, 1998.


Dan, oleh karena itu, sangat signifikan

Koefisien autokorelasi juga dapat diperkirakan untuk deret non-stasioner, namun dalam kasus ini interpretasi probabilistiknya hilang.

Faktanya, prinsip kemahakuasaan dilanggar