Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 ·...

47
Лекция по эконометрике №7, модуль 4 Временные ряды - 4 Демидова Ольга Анатольевна https://www.hse.ru/staff/demidova_olga E-mail:[email protected] 07.05.2020 Demidova Olga, HSE, Moscow, 07.05.2020 www.hse.ru Временные ряды - 4 1

Upload: others

Post on 05-Oct-2020

28 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Лекция по эконометрике №7,

модуль 4

Временные ряды - 4

Демидова

Ольга Анатольевна

https://www.hse.ru/staff/demidova_olga

E-mail:[email protected]

07.05.2020

Demidova Olga, HSE, Moscow, 07.05.2020

www.hse.ru

Временные ряды - 4

1

Page 2: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

План лекции

1) Модели ARIMA с сезонностью

2) Модели SARIMA

3) Оценка моделей SARIMA в пакете STATA

4) Моделирование сезонности в пакете Eviews

2

photo

4) Моделирование сезонности в пакете Eviews

2

Page 3: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 1

400

500

600

Airline Passengers (1949-1960)

3

photo

3

График авиаперевозок пассажиров в США

100

200

300

Airline Passengers (1949-1960)

1948m1 1950m1 1952m1 1954m1 1956m1 1958m1 1960m1date

Page 4: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 1

m

t 2.660329 .0529682 50.23 0.000 2.555546 2.765113

air Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]

Total 2058044.16 143 14391.9172 Root MSE = 26.33

Adj R-squared = 0.9518

Residual 90819.9923 131 693.282384 R-squared = 0.9559

Model 1967224.17 12 163935.347 Prob > F = 0.0000

F(12, 131) = 236.46

Source SS df MS Number of obs = 144

. reg air t b12.m

4

photo

4

Включение набора дамми-переменных (в данном случае для каждого

месяца, кроме одного)

_cons 54.32765 8.651184 6.28 0.000 37.21355 71.44176

11 -26.33967 10.74941 -2.45 0.016 -47.60457 -5.074769

10 10.07066 10.7498 0.94 0.351 -11.19502 31.33634

9 48.56432 10.75046 4.52 0.000 27.29735 69.83129

8 99.89132 10.75137 9.29 0.000 78.62254 121.1601

7 102.8016 10.75254 9.56 0.000 81.53055 124.0727

6 65.79531 10.75398 6.12 0.000 44.52137 87.06924

5 28.6223 10.75567 2.66 0.009 7.345014 49.8996

4 26.53263 10.75763 2.47 0.015 5.251474 47.81379

3 32.2763 10.75985 3.00 0.003 10.99075 53.56184

2 -.2300408 10.76232 -0.02 0.983 -21.52049 21.0604

1 9.180288 10.76506 0.85 0.395 -12.11557 30.47615

m

Page 5: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 1

MacKinnon approximate p-value for Z(t) = 0.0002

Z(t) -4.474 -3.496 -2.887 -2.577

Statistic Value Value Value

Test 1% Critical 5% Critical 10% Critical

Interpolated Dickey-Fuller

Dickey-Fuller test for unit root Number of obs = 143

. dfuller res1

. predict res1, resid

1.00

1.00

5

photo

5

-0.50

0.00

0.50

1.00

Autocorrelations of res1

0 10 20 30 40Lag

Bartlett's formula for MA(q) 95% confidence bands

-0.50

0.00

0.50

1.00

Partial autocorrelations of res1

0 10 20 30 40Lag

95% Confidence bands [se = 1/sqrt(n)]

Page 6: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 1

Total 1746991.72 131 13335.8147 Root MSE = 15.965

Adj R-squared = 0.9809

Residual 32880.9644 129 254.891197 R-squared = 0.9812

Model 1714110.76 2 857055.378 Prob > F = 0.0000

F(2, 129) = 3362.44

Source SS df MS Number of obs = 132

. reg air t L12.air

6

photo

6

Или использование Y(-12)

_cons 13.02969 3.780029 3.45 0.001 5.550815 20.50857

L12. 1.057987 .033313 31.76 0.000 .9920765 1.123898

air

t .0448647 .0928653 0.48 0.630 -.1388715 .2286009

air Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]

Page 7: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 1

MacKinnon approximate p-value for Z(t) = 0.0001

Z(t) -4.780 -3.500 -2.888 -2.578

Statistic Value Value Value

Test 1% Critical 5% Critical 10% Critical

Interpolated Dickey-Fuller

Dickey-Fuller test for unit root Number of obs = 131

. dfuller res

(12 missing values generated)

. predict res, resid

1.00

1.00

7

photo

7

-0.50

0.00

0.50

1.00

Partial autocorrelations of res

0 10 20 30 40Lag

95% Confidence bands [se = 1/sqrt(n)]

-0.50

0.00

0.50

1.00

Autocorrelations of res

0 10 20 30 40Lag

Bartlett's formula for MA(q) 95% confidence bands

Page 8: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 1

. wntestq res

Prob > chi2(40) = 0.0000

Portmanteau (Q) statistic = 409.2973

Portmanteau test for white noise

. wntestq res1

8

photo

8

Prob > chi2(40) = 0.0000

Portmanteau (Q) statistic = 392.1467

Portmanteau test for white noise

. wntestq res

Page 9: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 2

60

80

100

120

wpi

9

photo

9

20

40

1960q1 1970q1 1980q1 1990q1t

График Y = WPI (USA Wholesale Price Index)

Page 10: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример 2

4.5

5ln_wpi

10

photo

10

3.5

4

1960q1 1970q1 1980q1 1990q1t

График ln(WPI)

Page 11: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Диагностика моделей с помощью ACF и PACF0.0

00.5

01.0

0Auto

correlations o

f ln_wpi

0.00

0.50

1.00

Partial autocorrelations of ln_wpi

11

photo

11

-1.0

0-0

.50

Auto

correlations o

f ln_wpi

0 10 20 30 40Lag

Bartlett's formula for MA(q) 95% confidence bands

-0.50

0.00

Partial autocorrelations of ln_wpi

0 10 20 30 40Lag

95% Confidence bands [se = 1/sqrt(n)]

Page 12: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Тест Дики-Фуллера

Statistic Value Value Value

Test 1% Critical 5% Critical 10% Critical

Interpolated Dickey-Fuller

Dickey-Fuller test for unit root Number of obs = 123

. dfuller ln_wpi, trend reg

12

photo

12

_cons .0713837 .0332088 2.15 0.034 .0056327 .1371348

_trend .0003318 .000146 2.27 0.025 .0000427 .0006208

L1. -.0202237 .0104403 -1.94 0.055 -.0408947 .0004473

ln_wpi

D.ln_wpi Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]

MacKinnon approximate p-value for Z(t) = 0.6352

Z(t) -1.937 -4.032 -3.447 -3.147

Page 13: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

График разностей

.04

.06

.08

D.ln_wpi

13

photo

13

-.02

0.02D.ln_wpi

1960q1 1970q1 1980q1 1990q1t

Page 14: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Диагностика ряда разностей, ACF, PACF0.0

00.20

0.40

0.60

Autocorrelations of D.ln_wpi

0.20

0.40

0.60

Partial autocorrelations of D.ln_wpi

14

photo

14

-0.40

-0.20

0.0

0Autocorrelations of D.ln_wpi

0 10 20 30 40Lag

Bartlett's formula for MA(q) 95% confidence bands-0.20

0.00

Partial autocorrelations of D.ln_wpi

0 10 20 30 40Lag

95% Confidence bands [se = 1/sqrt(n)]

Page 15: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Тест Дики-Фуллера для ряда разностей

Statistic Value Value Value

Test 1% Critical 5% Critical 10% Critical

Interpolated Dickey-Fuller

Dickey-Fuller test for unit root Number of obs = 122

. dfuller D.ln_wpi, trend reg

15

photo

15

_cons .002853 .0021538 1.32 0.188 -.0014117 .0071176

_trend .0000246 .0000296 0.83 0.408 -.0000341 .0000833

L1. -.388898 .0730963 -5.32 0.000 -.5336359 -.2441601

D.ln_wpi

D2.ln_wpi Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]

MacKinnon approximate p-value for Z(t) = 0.0001

Z(t) -5.320 -4.033 -3.447 -3.147

Page 16: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Информационные критерии для выбора

параметров

.lnˆln

:)('

.2ˆln

:)('

2

2

Tqp

BIC

BICCriterionnInformatioBayesiansSchwarz

T

qpAIC

AICCriterionnInformatiosAkaike

++=

++=

σ

σ

16

photo

16

.lnˆln 2 TT

qpBIC

++= σ

1) P =1, q = 1, AIC = -756.8543, BIC. -745.6055

2) P =2, q = 1, -754.8543 -740.7934

3) P =1, q = 2, -754.8543 -740.7934

4) P =3, q = 1, -752.9963 -736.1232

5) P =2, q = 2, -756.8913 -742.8304

6) P =1, q = 4 -758.535 -738.8497

Page 17: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Процесс ARIMA(1,1,1)

ln_wpi

D.ln_wpi Coef. Std. Err. z P>|z| [95% Conf. Interval]

OPG

Log likelihood = 382.4271 Prob > chi2 = 0.0000

Wald chi2(2) = 509.04

Sample: 1960q2 - 1990q4 Number of obs = 123

1717

/sigma .0107717 .0004533 23.76 0.000 .0098832 .0116601

L1. -.4771587 .0920432 -5.18 0.000 -.65756 -.2967573

ma

L1. .8832466 .0428881 20.59 0.000 .7991874 .9673058

ar

ARMA

_cons .0108226 .0054612 1.98 0.048 .0001189 .0215263

ln_wpi

Page 18: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Процесс ARIMA(1,1,1)-0.10

0.00

0.10

0.20

Autocorrelations of resarima1

-0.10

0.00

0.10

0.20

Partial autocorrelations of resarima1

1818

-0.20

-0.10

Autocorrelations of resarima1

0 10 20 30 40Lag

Bartlett's formula for MA(q) 95% confidence bands

-0.20

-0.10

Partial autocorrelations of resarima1

0 10 20 30 40Lag

95% Confidence bands [se = 1/sqrt(n)]

Prob > chi2(36) = 0.6148

Portmanteau (Q) statistic = 32.9419

Portmanteau test for white noise

. wntestq resarima1, lags(36)

Page 19: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Процесс ARIMA(1,1,4)

D.ln_wpi Coef. Std. Err. z P>|z| [95% Conf. Interval]

OPG

Log likelihood = 386.0336 Prob > chi2 = 0.0000

Wald chi2(3) = 333.60

Sample: 1960q2 - 1990q4 Number of obs = 123

ARIMA regression

1919

/sigma .0104394 .0004702 22.20 0.000 .0095178 .0113609

L4. .3090813 .1200945 2.57 0.010 .0737003 .5444622

L1. -.3990039 .1258753 -3.17 0.002 -.6457149 -.1522928

ma

L1. .7806991 .0944946 8.26 0.000 .5954931 .965905

ar

ARMA

_cons .0110493 .0048349 2.29 0.022 .0015731 .0205255

ln_wpi

D.ln_wpi Coef. Std. Err. z P>|z| [95% Conf. Interval]

Page 20: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Коррелограмма, проверка белошумности остатков 0.00

0.10

0.20

Autocorrelations of resarima

0.00

0.10

0.20

Partial autocorrelations of resarima

2020

-0.20

-0.10

Autocorrelations of resarima

0 10 20 30 40Lag

Bartlett's formula for MA(q) 95% confidence bands

-0.20

-0.10

Partial autocorrelations of resarima

0 10 20 30 40Lag

95% Confidence bands [se = 1/sqrt(n)]

Prob > chi2(40) = 0.8754

Portmanteau (Q) statistic = 29.9919

Portmanteau test for white noise

. wntestq resarima

Page 21: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Модели ARIMA и SARIMA

ARIMA(1,1,4) = additive SARIMA

2121

Multiplicative SARIMA

Page 22: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

SARIMA

2222

Page 23: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

SARIMA с квартальными данными

2323

Page 24: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Общий вид multiplicative SARIMA

2424

Page 25: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

SARIMA с месячными данными

400

500

600

Airline Passengers (1949-1960)

2525

100

200

300

Airline Passengers (1949-1960)

0 50 100 150t

График Y = AIR = число пассажиров с 01.1949 по 12.1960

Page 26: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

SARIMA с месячными данными

5.5

66.5

lnair

2626

График ln(AIR)

4.5

5

0 50 100 150t

Page 27: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

SARIMA с месячными данными

2727

Page 28: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

SARIMA с месячными данными

Iteration 8: log likelihood = 244.69651

Iteration 7: log likelihood = 244.69651

Iteration 6: log likelihood = 244.69647

Iteration 5: log likelihood = 244.69431

(switching optimization to BFGS)

Iteration 4: log likelihood = 244.68945

Iteration 3: log likelihood = 244.65895

Iteration 2: log likelihood = 244.10265

Iteration 1: log likelihood = 239.80405

Iteration 0: log likelihood = 223.8437

(setting optimization to BHHH)

. arima lnair, arima(0,1,1) sarima(0,1,1,12) noconstant

2828

/sigma .0367167 .0020132 18.24 0.000 .0327708 .0406625

L1. -.5569342 .0963129 -5.78 0.000 -.745704 -.3681644

ma

ARMA12

L1. -.4018324 .0730307 -5.50 0.000 -.5449698 -.2586949

ma

ARMA

DS12.lnair Coef. Std. Err. z P>|z| [95% Conf. Interval]

OPG

Log likelihood = 244.6965 Prob > chi2 = 0.0000

Wald chi2(2) = 84.53

Sample: 14 - 144 Number of obs = 131

ARIMA regression

Page 29: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

SARIMA с месячными данными

2929

Page 30: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Моделирование сезонности в пакете Eviews

3030

Page 31: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Моделирование сезонности в пакете Eviews

3131

Page 32: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

STL Decomposition в пакете Eviews

3232

Page 33: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

STL Decomposition в пакете Eviews

3333

Page 34: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

STL Decomposition в пакете Eviews

3434

Page 35: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Hodrick–Prescott filter

3535

Page 36: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Hodrick–Prescott filter

3636

Page 37: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Hodrick–Prescott filter

3737

Page 38: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Hodrick–Prescott filter

3838

Page 39: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример на сравнение

3939

Page 40: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример на сравнение

4040

Page 41: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример на сравнение

4141

Page 42: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример на сравнение

4242

Page 43: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример на сравнение

4343

Page 44: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Пример на сравнение

4444

Page 45: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Прогнозирование в пакете Eviews

4545

Page 46: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

Прогнозирование в пакете Eviews

4646

Page 47: Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные ряды -4 · Лекция по эконометрике №7, модуль4 Временные

47

20, Myasnitskaya str., Moscow, Russia, 101000

Tel.: +7 (495) 628-8829, Fax: +7 (495) 628-7931

www.hse.ru