一、基本知識
時間序列:在規則的、連續的時間間隔內,對同一指標進行測量所得到的數據序列。
經濟時間序列及特點:反映經濟現象的時間序列稱為經濟時間序列。經濟時間序列的重要特點包括:趨勢、轉折點和指標間的一致性。趨勢是指隨著時間的延續序列的數值是增還是降;轉折點是指序列曲線走勢在該點由上升(或下降)變為下降(或上升),或者上升(或下降)的速度比此前更快(或更慢)。指標間的一致性是指不同行業(如製造業、零售業和建築業)主要指標之間的比例關係是否合理,或者同一指標月度、季度和年度數據是否協調等。
時間序列因素分解。一個經濟時間序列(以後簡稱時間序列)通常受多種因素影響,一般地,我們可以把這些因素分解為趨勢-循環因素、季節因素、不規則因素、交易日和移動假日因素等。趨勢-循環因素反映序列的基本水平,較平滑,包括長於一年的變動和循環,可能含轉折點。季節因素反映序列在不同年份的相同季節(同一月,同一季)所呈現出的周期性變化,它存在的主要原因是自然因素,另外還有行政或法律規定以及社會/文化/宗教的傳統等因素(如固定假日、假期的時間等)。不規則因素在什麼時間出現、影響程度和持續時間都不可預測,存在不規則因素的原因可能是不合季節的天氣/自然災害、罷工、樣本誤差和非樣本誤差等。其它影響:一是交易日(一段時間內工作日或交易日的天數);二是移動假日(定期出現的事件,但不一定出現在每年的同一時間)。由於交易日和移動假日影響是長期存在、可預測的、是與日曆相關的影響因素,所以常把它們和季節影響組合在一起考慮。
在下面的內容中,為了簡化文字和書寫方便,我們會用到一些符號,此處略作說明:Yt=原始序列;Tt=趨勢-循環因素;St=季節因素;It=不規則因素;At=調整後的序列。
下標t表示時刻,t=1,2,3,…N,N表示數據個數。
如:Yt表示原始序列在t時刻的對應數值。
根據前面的介紹,Yt可以分解為Tt,St和It的組合,這種組合通常有兩種形式:
乘法模型Y=St*Tt*It,At=Tt*It(各部分之間滿足乘法關係)
對任何時刻t滿足:EIt=1,VarIt=σ2(常數),ΣSt+i=1
最後的求和式中i從1取到L-1,L為季節周期長度(對於月度數據L=12,季度數據L=4)
加法模型Y=St+Tt+It,At=Yt+It(各部分之間滿足加法關係)
對任何時刻t滿足:EIt=0,VarIt=σ2(常數),且ΣSt+i=0,I的取值和L的意義同上。
利用對數變換,可將乘法模型變為加法模型。
二、季節調整:
季節調整就是將季節因素從原序列中除去。季節調整通常有現成的程式:主要有X-11或X-12-ARIMA(美國商務部普查局),X-11-ARIMA(加拿大統計局),Decomp,SABL,STAMP,TRAMO/SEATS(西班牙銀行)。
X-12特性:估計趨勢和季節因素,處理野值、趨勢和季節估計中許多可選的過濾,得到判斷結果。
X-11/X-12的演變過程:
普查局模型I(1955年)-Shiskin
X-0,X-1,X-2,X-3等
X-11(1965年)-美國普查局:Shiskin,Young和Musgrave
X-11-ARIMA(1980,1988,2000)-加拿大統計局:Dagum
X-12-ARIMA(1990-????)-美國普查局:Findley,Monsell,Bell,Otto
X-11模組的主要作用:一是估計趨勢和季節因素,二是用自動過濾選擇模式選擇季節和趨勢過濾(對序列結尾有專門的過濾),三是調整異常值(功能較強)。
X-11方法的基本步驟:第一步,估計趨勢;第二步,消除序列中的趨勢;第三步,估計季節因素;重複1-3步,然後估計最終的趨勢因素和不規則因素。
X-11和X-12用移動平均過濾的方法來平滑數據。
例如:(1)2×12過濾
××××××××××××
××××××××××××
JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecJan
(2)重寫為季度數據,2×4趨勢過濾:
1989.3+1989.4+1990.1+1990.2+
1989.4+1990.1+1990.2+1990.3
8
(3)3×3過濾
1988.1+1989.1+1990.1+
1989.1+1990.1+1991.1+
1990.1+1991.1+1992.1
9
權重:
0.1110.2220.3330.2220.111
(4)3×5過濾
1988.1+1989.1+1990.1+1991.1+1992.1
1989.1+1990.1+1991.1+1992.1+1993.1
1990.1+1991.1+1992.1+1993.1+1994.1
15
權重:
0.0670.1330.20.20.20.1330.067
X-11用的過濾:
•趨勢過濾:(1)2×12(或2×4)初步的趨勢估計;
(2)最終趨勢估計的Handerson過濾。
•季節過濾(自動):(1)3×3初步的季節估計;
(2)3×3,3×5或3×9的最終季節估計。
注意:如果我們指定一個過濾,X-11對每個過程都用這個過濾。
最終判斷的自動季節過濾選擇:全程移動季節比率(MSR)被用作選擇最終季節過濾;MSR是個信噪比(I/S)。
季節過濾的選擇:
MSR≤2.5用3×3
3.5<MSR≤5.5用3×5
MSR>6.5用3×9
如果MSR在灰色區域,X-12從序列結尾去掉一年,然後重新計算MSR;如果MSR仍然在灰色區域,重複以上做法(最多去掉五年),直到MSR不在灰色區域中;如果上述做法無效,則用3×5。
如何選擇季節過濾:多數情況選擇3×5;當季節模式迅速變化時,用3×3;當季節模式不是正在變化或不規則因素影響很大時,用3×9;當極端值影響平均水平時,多用3×5。
消除極端值的強大功能:(1)估計不規則因素的標準差;(2)比較標準差,去掉大的不規則點的影響。(3)默認設定:不規則點小於標準差1.5倍時,不被替代;不規則點大於標準差2.5倍時,被完全替代;在1.5倍和2.5倍之間時,被部分替代。什麼時候值被替代呢?一般來看,替代值來自於最近的2個預測點的平均值,下面2個最近的點權重為1;如果在最近的年沒有足夠的值,用另外的權重為1的點。
X-11
簡介
康維爾公司研製的 X-11 是 SM-65“阿特拉斯”洲際彈道飛彈的前身,用以蒐集後者研製過程中所必須的試驗技術數據,是發展“阿特拉斯”飛彈的關鍵試驗設備。“阿特拉斯”是美國部署的第一種洲際彈道飛彈,其後續派生型號直到今天也還作為民用/軍用空間探測發射運載工具使用。
X-11 為康維爾公司兩級火箭計畫的首個產品,長度為 29.26 米,直徑為 3.66 米。X-11 安裝有一台北美 XLR43-NA-5 火箭發動機,最大速度高達 10.6 馬赫。總共製造了 8 枚 X-11,先後參與了“阿特拉斯”洲際彈道飛彈和“水星”載人軌道飛行計畫。