当违反恒定方差假设时可以使用什么模型?

机器算法验证 时间序列 造型 预测 有马
2022-03-16 09:01:10

由于在违反常数方差假设时我们无法拟合 ARIMA 模型,那么可以使用什么模型来拟合单变量时间序列?

3个回答

有许多建模选项可以解释非常量方差,例如 ARCH(和 GARCH,以及它们的许多扩展)或随机波动率模型。

ARCH 模型使用平方误差项的附加时间序列方程扩展了 ARMA 模型。它们往往很容易估计(例如 fGRACH R 包)。

SV 模型通过附加时间序列方程(通常为 AR(1))扩展了 ARMA 模型,用于时间相关方差的对数。我发现这些模型最好使用贝叶斯方法进行估计(OpenBUGS 过去对我来说效果很好)。

您可以拟合 ARIMA 模型,但首先您需要通过应用合适的变换来稳定方差。您还可以使用 Box-Cox 变换。这已在Time Series Analysis: With Applications in R,第 99 页一书中完成,然后他们使用 Box-Cox 变换。检查此链接Box-Jenkins 建模 另一个参考资料是第 169 页,时间序列和预测简介,Brockwell 和 Davis,“一旦数据被转换(例如,通过 Box–Cox 和差分转换的某种组合或通过去除趋势和季节成分)到转换后的序列 X_t 可能会被一个零均值 ARMA 模型拟合,我们面临为 p 和 q 阶选择合适值的问题。” 因此,您需要在拟合 ARIMA 模型之前稳定方差。

在我放弃该方法之前,我首先会问为什么 ARIMA 模型的残差没有恒定的方差。残差本身是否没有相关结构?如果确实如此,则可能需要将一些移动平均项合并到模型中。

但是现在让我们假设残差似乎没有任何自相关结构。那么方差以何种方式随时间变化(增加、减少或上下波动)?方差变化的方式可能是现有模型存在问题的线索。也许有与这个时间序列互相关的协变量。在这种情况下,可以将协变量添加到模型中。然后,残差可能不再表现出非常量的方差。

您可能会说,如果序列与显示在残差自相关中的协变量交叉相关。但如果相关性大多处于滞后 0,情况就不会如此。

如果移动平均项的添加和协变量的引入都不能帮助解决问题,您也许可以考虑根据一些参数确定残差方差的时变函数。然后可以将该关系合并到似然函数中以修改模型估计。