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ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列

蓮花仙者

蓮花仙者

发布时间:2025-07-13 10:32:20

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来源于php中文网

原创

原文链接:http://tecdat.cn/?p=25180 时间序列分析

对于时间序列分析,有两种数据格式: ts (时间序列)和 xts (可扩展时间序列)。前者不需要时间戳,可以直接从向量转换。后者非常重视日期和时间,因此只能使用日期和/或时间列来定义。我们涵盖了基本的时间序列模型,即 arima、garch 和 var。

时间序列数据

函数 ts 将任何向量转换为时间序列数据。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">price</code>
ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列

我们首先为估计定义一个时间序列(ts)对象。请注意, ts 与 xts类似, 但没有日期和时间。

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<code class="javascript">df <- ts(df)df</code>
ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列
可扩展的时间序列数据xts

要处理高频数据(分秒),我们需要包 xts。该包定义可扩展时间序列 ( xts ) 对象。

以下代码安装并加载 xts 包。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">library(xts)</code>

考虑我们的可扩展时间序列的以下数据

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">date  time  price</code>

现在我们准备定义 xts 对象。代码 as.POSIXct() 将字符串转换为带有分钟和秒的日期格式。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">df <-data.framedf$daime <-pastedf$dttime <-as.POSIXctdf <- xts</code>

对于仅使用日期的转换,我们使用 POSIXlt() 而不是 POSIXct()。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">df$date <- as.POSIXctdf$price <-as.numericprice <-xts</code>
自回归移动平均模型arima

可以使用 arima() 函数估计自回归移动平均模型。

以下代码估计了一个 AR(1) 模型:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript"> AR1</code>
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以下代码估计了一个 AR(2) 模型:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">AR2 <- arimaAR2</code>
ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列

以下代码估计一个 MA(1) 模型:

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<code class="javascript">MA1 <- arimaMA1</code>
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以下代码估计一个 MA(2) 模型:

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<code class="javascript">MA2 <- arima</code>
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以下代码估计了一个 ARMA(1,1) 模型:

人民网AIGC-X
人民网AIGC-X

国内科研机构联合推出的AI生成内容检测工具

下载
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<code class="javascript">ARMA11 <- arima</code>
ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列

有时,我们只想保留系数。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">coef #得到系数</code>
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以下代码显示了残差图。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">plot</code>
ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列

R 有一个方便的函数来 autofit() 拟合ARIMA 模型的参数。

现在寻找最好的 ARIMA 模型了。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">autoarma</code>
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时间序列模型的一项重要功能是预测。以下代码给出了两步的预测:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">teFoast <-predict</code>

下面显示了预测图。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">plot.ts#可视化预测</code>
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ARCH 和 GARCH模型

要估计 ARCH 和 GARCH 模型,我们需要安装garch。

我们将在生成随机数时使用 ARMA(1,1) 估计 GARCH(1,1)

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">a <- runif #随机数Spec <-ugarchspec</code>
ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列
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ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列

为了获得 GARCH 模型的具体结果,我们使用以下代码:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">coffnt <-coefvoy <- sigma</code>
VAR模型

以下数据将用于估计 VAR 模型。

以下代码估计 VAR(2) 模型。

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
<code class="javascript">abr<-VAR #运行 VAR(2)coef       #VAR的系数公式</code>
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ARIMA、GARCH 和 VAR模型估计、预测ts 和 xts格式时间序列
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<code class="javascript">summary   #VAR的摘要</code>
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生成系数图

以下代码为 VAR 模型生成系数图:

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<code class="javascript">plot</code>
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