利用arima函数建立SARIMA模型

ARIMA（自回归积分滑动平均模型）是一种经典的时间序列分析方法，用于对非平稳时间序列进行建模和预测。

SARIMA（季节性自回归积分滑动平均模型）是在ARIMA模型的基础上增加了季节性因素的影响，用于对具有季节性变化的时间序列进行建模和预测。

建立SARIMA模型的一般步骤如下：

1. 数据预处理：对原始时间序列进行平稳性检验，并进行差分或其他方法使其平稳化。

2. 模型识别：根据平稳性检验结果和自相关函数（ACF）和偏自相关函数（PACF）的图形来确定模型的阶数。

3. 参数估计：使用最大似然估计（MLE）方法来估计模型的参数。

4. 模型检验：对模型进行残差检验，判断其是否符合正态分布和白噪声假设。

5. 模型预测：用已有数据拟合SARIMA模型，然后对未来的时间序列进行预测。

下面是一个使用Python中的statsmodels库来建立SARIMA模型的例子：

import pandas as pd
import numpy as np
import statsmodels.api as sm

# 读入数据
data = pd.read_csv('data.csv', index_col=0, parse_dates=True)

# 平稳性检验
result = sm.tsa.stattools.adfuller(data['value'])
if result[1] > 0.05:
    data_diff = data.diff().dropna()
else:
    data_diff = data

# 确定模型阶数
acf = sm.graphics.tsa.plot_acf(data_diff, lags=20)
pacf = sm.graphics.tsa.plot_pacf(data_diff, lags=20)

# 建立SARIMA模型
model = sm.tsa.SARIMAX(data, order=(1,1,1), seasonal_order=(0,1,1,12))

# 参数估计
result = model.fit()

# 残差检验
resid = result.resid
sm.stats.diagnostic.normal_ad(resid)

# 模型预测
forecast = result.forecast(steps=12)

在上面的代码中，首先读入数据，并进行平稳性检验。如果数据不平稳，就进行一阶差分。然后，根据ACF和PACF图形来确定模型的阶数，这里选择ARIMA(1,1,1)模型。接着，建立SARIMA模型，使用MLE方法对其参数进行估计，然后对残差进行正态性检验。最后，使用模型来预测未来12个月的时间序列。