ARIMAモデルの周期的動作の条件


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私は季節ではなく周期的な時系列をモデル化して予測しようとしています(つまり、季節に似たパターンがありますが、一定の期間ではありません)。これは、予測のセクション8.5で説明されているように、ARIMAモデルを使用して実行できるはずです。

データがサイクルを示す場合、の値は重要です。環状の予測を得るために、有することが必要であるP ≥ 2のパラメータのいくつかの追加の条件と一緒。AR(2)モデルの場合、サイクリック動作は、場合に発生φ 2 1 + 4 φ 2 < 0。pp≥2ϕ12+4ϕ2<0

一般的なARIMA(p、d、q)の場合のパラメーターのこれらの追加条件は何ですか?私はどこにもそれらを見つけることができませんでした。


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あなたは多項式の複素根に見てきましたすべての?これは引用が言っていることかもしれないようです。ϕ(B)
— Jason

回答:


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グラフィカルな直観

ではARモデル、巡回行動は特性多項式に複素共役根から来ます。最初に直感を与えるために、以下のインパルス応答関数を2つのサンプルAR(2)モデルにプロットしました。

  1. 複雑なルーツを持つ永続的なプロセス。
  2. 本当のルーツを持つ永続的なプロセス。

j=1…,p、特性多項式の根は1λjλ1,…,λpAλ=reiωtλ¯=re−iωtrr∈[0,1)ω

詳細なAR(2)の例

AR(2)があるとしましょう:

yt=ϕ1yt−1+ϕ2yt−2+ϵt

任意のAR(p)をVAR(1)として書き込むことができます。この場合、VAR(1)表現は次のとおりです。

[ytyt−1]⏟Xt=[ϕ1ϕ210]⏟A[yt−1yt−2]⏟Xt−1+[ϵt0]⏟Ut
AXtytA
λ2−ϕ1λ−ϕ2=0
A
λ1=ϕ1+ϕ12+4ϕ22λ2=ϕ1−ϕ12+4ϕ22
A
v1=[λ11]v2=[λ21]

E⁡[Xt+k∣Xt,Xt−1,…]=AkXtAk

Ak=[λ1λ211][λ1k00λ2k][1λ1−λ2−λ2λ1−λ2−1λ1−λ2λ1λ1−λ2]

λλk

ϕ12+4ϕ2<0

ϕ12+4ϕ2<0A

ct=λλ−λ¯yt−λλ¯λ−λ¯yt−1

E⁡[yt+k∣yt,yt−1,…]

E⁡[yt+k∣yt,yt−1,…]=ctλk+c¯tλ¯k=atrkcos⁡(ωk+θt)

0≤r<1

rωatθtreiθ=rcos⁡θ+rsin⁡θ

λ=reiωλ¯=re−iωr=|λ|=−ϕ2
ω=atan2⁡(imag⁡λ,real⁡λ)=atan2⁡(12−ϕ12−4ϕ2,12ϕ1)

at=2|ct|θt=atan2⁡(imag⁡ct,real⁡ct)

付録

注:用語の混乱を招く警告!Aの特性多項式をAR(p)の特性多項式に関連付ける

別の時系列のトリックは、ラグ演算子を使用してAR(p)を次のように記述することです。

(1−ϕ1L−ϕ2L2−…−ϕpLp)yt=ϵt

Lz1−ϕ1z−…−ϕpzpAz=1λz|λ|<1|z|>1

参考文献

プラド、ラケル、マイクウェスト、時系列:モデリング、計算、推論、2010


現時点で私が唯一の賛成票であることに驚いています。いい答えです!
— テイラー

@テイラーそれは古くて非アクティブな質問です。:)
— Matthew Gunn
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