利用python:已知某超市月销售额数据为“123.xlsx”,近似服从AR(2)模型为:xt=10+0.6xt-1+0.3xt-2+εt,εt~N(0,36),某年第一季度该超市销售额分别为101万元,96万元,97.2万元,确定该超市第二季度每月销售额约95%的置信区间。
时间: 2024-10-29 08:20:43 浏览: 29
基于Python实现随机森林分类模型(RandomForestClassifier)项目实战
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首先,我们需要使用Python的数据分析库如pandas来读取Excel文件,并对数据进行预处理。然后我们将假设给定的AR(2)模型是正确的,这意味着销售额的变化受到前两个月销售的影响,并有一定的随机成分。
以下是步骤概述:
1. **导入必要的库**:
```python
import pandas as pd
import numpy as np
from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA
from scipy.stats import norm, t
```
2. **加载数据**:
```python
df = pd.read_excel('123.xlsx')
sales_data = df['销售额'].values
```
3. **检查并初步拟合AR(2)模型**:
```python
model = ARIMA(sales_data, order=(2, 0, 0)) # ARIMA(p,d,q)模型,d=0因为数据是非季节性的
model_fit = model.fit()
```
4. **估计模型参数**:
```python
params = model_fit.params
intercept = params[0]
phi1, phi2 = params[1], params[2] # φ1 和 φ2 分别对应AR(1)和AR(2)项的系数
sigma2 = model_fit.sigma2 # 方差估计
```
5. **计算预测值**:
使用ARIMA的`forecast()`函数得到第二季度每个月的预测销售额。
```python
prediction = model_fit.forecast(steps=len(sales_data))[0].tolist()
```
6. **置信区间的计算**:
根据ARIMA模型预测的方差σ^2,利用正态分布的性质和t分布,可以计算95%置信区间的上、下限。由于我们有n-1个独立观测值,需要使用t分布而不是标准正态分布的z分数。
```python
confidence_level = 0.95
degrees_of_freedom = len(sales_data) - model_fit.k_ar - 1 # n-2 for ARIMA
z_critical = t.ppf((1 + confidence_level) / 2, degrees_of_freedom)
margin_of_error = sigma2 * np.sqrt(model_fit.sigma2) * z_critical / np.sqrt(len(prediction))
lower_bound = [prediction[i] - margin_of_error for i in range(len(prediction))]
upper_bound = [prediction[i] + margin_of_error for i in range(len(prediction))]
```
7. **结果呈现**:
```python
print(f"第二季度每月销售额的95%置信区间大约是:{np.round(lower_bound, 2)}万元至{np.round(upper_bound, 2)}万元")
```
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