
- •Вопрос 1. Книга 8-19. Вопрос 2. Книга 159-160
- •Вопрос 1. Книга 55-71. Вопрос 2. 127-129.
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 1. Модели авторегрессии-скользящего среднего.
- •Вопрос 1. Гост р исо 11648-2-2009
- •Вопрос 1. Гост р исо 11648-2-2009
- •Вопрос 1.
- •Вопрос2
- •Вопрос 1. Гост 18242-72???
- •Вопрос 2.
БИЛЕТ 1.
Вопрос 1. Книга 8-19. Вопрос 2. Книга 159-160
БИЛЕТ 2. У Колька.
БИЛЕТ 3.
Вопрос 1. Книга 55-71. Вопрос 2. 127-129.
БИЛЕТ 4.
Вопрос 1.
Простейший вариант авторегрессионного процесса - модель авторегрессии первого порядка:
,
(5.9)
где
α – коэффициент, не превосходящий по
абсолютной величине единицу
;
-
последовательность случайных величин
образующих белый шум.
В соответствии с определением «белого шума» ошибка - характеризуется следующими свойствами:
,
,
Модель (5.9) называют также марковским процессом. Рассмотрим основные свойства марковского процесса.
Представим выражение (5.9) в виде
Из
выражения видно, что текущее значение
наблюдения
зависит
от всех предыдущих ошибок
.
Так как среднее значение «белого шума»
равно нулю
,
то
.
Дисперсия марковского процесса определяется как:
.
(5.10)
Из
выражения (5.10) следует, что при
близком
к единице дисперсия
будет
намного больше дисперсии белого шума
.
Это значит, что в случае сильной корреляции
последовательных значений ряда
,
даже слабые возмущения
будут
порождать размашистые колебания
.
Автоковариационная функция определяется:
,
следовательно, автокорреляционная функция как
.
Степень
тесноты корреляционной связи между
уровнями ряда экспоненциально убывает
по мере их взаимного удаления друг от
друга по времени. Значение первого
коэффициента автокорреляции равно
и
все автокорреляции марковского процесса
можно выразить через автокорреляцию
первого порядка.
Значения частной автокорреляционной функции равны нулю для всех лагов τ=2,3,… Это свойство можно использовать при подборе модели, если выборочные частные коэффициенты автокорреляции статистически незначимо отличаются от нуля при τ۟≥2, то использование модели авторегрессии первого порядка не противоречит исходным данным.
Характеристическое уравнение для модели авторегрессии первого порядка имеет вид:
.
Исходя
из требования к корням характеристического
уравнении
,
определяются требования к коэффициенту α:
.
Процесс случайного блуждания или броуновское движение задается моделью:
,
(5.11)
где
-
белый шум. Этот процесс можно рассматривать
как авторегрессию первого порядка с
коэффициентом α=1.
Математическое ожидание случайного
блуждания
,
т.е. математическое ожидание удовлетворяет
условию стационарности. Дисперсия
случайного блуждания равная
не
постоянна, она меняется со временем,
более того она растет пропорционально
времени. Поэтому процесс случайного
блуждания является нестационарным.
Процессы с |α|>1 также нестационарные. Такие ряды маловероятны в реальных финансово-экономических процессах, так как это подразумевает взрывные ряды, а давление экономической среды не позволяет показателям принимать бесконечно большие значения.
Перепишем уравнение (5.11) в виде
или
.
Первую
разность процесса случайного блуждания
можно рассматривать как другой временной
ряд
,
который будет стационарным.
Модель авторегрессии второго порядка (процессы Юла) определяется выражением
,
где - последовательность случайных величин образующих белый шум.
Можно
получить систему уравнений, связывающих
между собой параметры модели α1, α2 с
дисперсией
и
первыми двумя ковариациями
моделируемого
процесса:
.
Разделив
оба уравнения на
,
получим:
,
или
.
(5.12)
Эта
систему называют системой Юла-Уокера
(Yule Walker). Разрешая систему (512)
относительно
и
получим:
Из системы (5512 можно выразить два первых коэффициента автокорреляции:
(5.13)
Используя рекуррентное соотношение
можно вычислить значения автокорреляционной функции процесса Юла для τ=3,4,….
Соотношение,
связывающее между собой дисперсию
моделируемого процесса
и
дисперсию белого шума
имеет
вид:
Условия
стационарности процесса Юла могут быть
получены из естественных требований к
первым двум коэффициентам автокорреляции
:
.
Откуда следуют необходимые и достаточные условия стационарности данного процесса:
.
(5.14)
Те
же самые условия стационарности
получаются из требования, чтобы все
корни характеристического уравнения
лежали
вне единичного круга.
Из
условий стационарности (5.14) и выражений
(5.13) для
следует,
что не всякие значения
подходят
для описания процесса Юла. Допустимые
значения
должны
удовлетворять неравенствам:
.
Частная автокорреляционная функция процесса Юла начиная с лага τ=3,4,… будет равна нулю. Отметим, что этот результат верен для теоретической частной автокорреляционной функции и может не выполняться для выборочной частной автокорреляционной функции. На практике следует ожидать резкое убывание ЧАКФ до значений, близких к нулю при лагах выше 2.
Рассмотрев свойства авторегрессионных моделей, сформулируем практические рекомендации по их идентификации, основанные на изучении АКФ и ЧАКФ.
1. У моделей авторегрессии АR(р) значения коэффициентов АКФ экспоненциально затухают (либо монотонно, либо попеременно меняя знак);
2. ЧАКФ для моделей авторегрессии АR(р) имеет выбросы на первых р- лагах, а значения коэффициентов для лагов, больших порядка авторегрессии, они статистически незначимы. Это свойство ЧАКФ используется при подборе порядка р в модели авторегрессии для конкретных анализируемых рядов.
Построение модели АR(р), адекватной реальному временному ряду, предполагает решение двух взаимосвязанных задач: определение порядка модели (величины р) и оценки значений ее коэффициентов.
Рекуррентное соотношение, позволяющее последовательно вычислять любой коэффициент АКФ АR-процесса по ее первым коэффициентам имеет вид:
.
(5.15)
Последовательно
подставляя в (5.15) вместо истинных значений
коэффициентов автокорреляции
процесса
их выборочные оценки
,
получим следующую систему линейных
уравнений:
,
в
которой известными являются оценки
коэффициентов автокорреляции
,
а неизвестными – оценки коэффициентов
модели АR(р)
.
Эта система уравнений Юла-Уокера, частный
случай этих уравнений рассмотрен
в АR(2)- процессах.
Полученные на ее основе значения
называют
оценками коэффициентов модели
авторегрессии АR(р) Юла-Уокера.
Оценки
могут
быть получены либо с использованием
определителей либо на основе
векторно-матричной формы записи системы.