import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from statsmodels.tsa.stattools import adfuller from statsmodels.stats.diagnostic import acorr_ljungbox from arch import arch_model from pmdarima.arima import auto_arima # 读取Excel数据 data = pd.read_excel('三个-负向标准化-二分.xlsx') data2 = pd.read_excel # 将数据转换为时间序列 data['DATE'] = pd.to_datetime(data['DATE']) # data.set_index('DATE', inplace=True) data = data['F4'] # ADF检验 ADFresult = adfuller(data) print('ADF Statistic: %f' % ADFresult[0]) print('p-value: %f' % ADFresult[1]) if ADFresult[1] > 0.05: # 进行差分 diff_data = data.diff().dropna() # 再次进行ADF检验 AADFresult = adfuller(diff_data) print('ADF Statistic after differencing: %f' % AADFresult[0]) print('p-value after differencing: %f' % AADFresult[1]) data = diff_data # Ljung-Box检验 # result = acorr_ljungbox(data, lags=10) # print('Ljung-Box Statistics: ', result[0]) # print('p-values: ', result[1]) # 使用auto_arima函数选择最佳ARIMA模型 stepwise_model = auto_arima(data, start_p=0, start_q=0, max_p=15, max_q=15, start_P=0, seasonal=False, d=1, D=1, trace=True, error_action='ignore', suppress_warnings=True, stepwise=False) model_resid = stepwise_model.resid() print(stepwise_model.summary()) # # 计算ARIMA-GARCH组合模型的参数 # model = arch_model(model_resid, mean='AR', lags=2, vol='GARCH', p=2, o=0, q=1) # AGresult = model.fit(disp='off') # print(AGresult.summary()) model = arch_model(model_resid, mean='AR', lags=2, vol='GARCH', o=0) # 使用 auto_arima 函数自动确定 p 和 q 的值 stepwise_fit = auto_arima(model_resid, start_p=0, start_q=0, max_p=5, max_q=5, start_P=0, seasonal=True, d=1, D=1, trace=True, error_action='ignore', suppress_warnings=True, stepwise=False) # 根据自动确定的 p 和 q 的值来拟合模型 model = arch_model(model_resid, mean='AR', lags=2, vol='GARCH', p=stepwise_fit.order[1], q=stepwise_fit.order[2], o=0) AGresult = model.fit(disp='off') print(AGresult.summary())后面加上对最终残差进行检验的代码

可以加上以下代码来对最终的残差进行检验：

# 残差序列的Ljung-Box检验
resid_lb = acorr_ljungbox(AGresult.resid, lags=10)
print('Ljung-Box Statistics of Residuals: ', resid_lb[0])
print('p-values of Residuals: ', resid_lb[1])

# 残差序列的自相关图和偏自相关图
fig, ax = plt.subplots(nrows=2, figsize=(10, 8))
fig.subplots_adjust(hspace=0.5)
ax[0].plot(AGresult.resid)
ax[0].set_title('Residuals of ARIMA-GARCH Model')
ax[1] = plot_acf(AGresult.resid, ax=ax[1], lags=10)
plt.show()

其中，acorr_ljungbox() 函数用于进行 Ljung-Box 检验，plot_acf() 函数用于绘制自相关图和偏自相关图。通过这些检验和图形可以对模型的残差进行评估，判断模型是否具有良好的拟合效果。

相关问题

import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from statsmodels.tsa.stattools import adfuller from statsmodels.stats.diagnostic import acorr_ljungbox from arch import arch_model from pmdarima.arima import auto_arima # 读取Excel数据 data = pd.read_excel('三个-负向标准化-二分.xlsx') data2 = pd.read_excel # 将数据转换为时间序列 data['DATE'] = pd.to_datetime(data['DATE']) # data.set_index('DATE', inplace=True) data = data['F4'] # ADF检验 ADFresult = adfuller(data) print('ADF Statistic: %f' % ADFresult[0]) print('p-value: %f' % ADFresult[1]) if ADFresult[1] > 0.05: # 进行差分 diff_data = data.diff().dropna() # 再次进行ADF检验 AADFresult = adfuller(diff_data) print('ADF Statistic after differencing: %f' % AADFresult[0]) print('p-value after differencing: %f' % AADFresult[1]) data = diff_data# 计算ARIMA-GARCH组合模型的参数 model = arch_model(data, mean='AR', lags=2, vol='GARCH', p=1, o=0, q=1) AGresult = model.fit(disp='off') print(AGresult.summary())在代码后面加上计算预测值和真实值的MSE

由于该代码没有进行ARIMA模型的训练，因此无法对模型进行预测。在进行模型预测之前，需要使用ARIMA模型对时间序列进行训练，然后再使用模型进行预测。

以下是一个可能的代码示例，用于训练ARIMA模型并对未来30个时间点进行预测，然后计算预测值和真实值的MSE：

import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from statsmodels.tsa.stattools import adfuller
from statsmodels.stats.diagnostic import acorr_ljungbox
from arch import arch_model
from pmdarima.arima import auto_arima

# 读取Excel数据
data = pd.read_excel('三个-负向标准化-二分.xlsx')
data['DATE'] = pd.to_datetime(data['DATE'])
data = data.set_index('DATE')
data = data['F4']

# ADF检验
ADFresult = adfuller(data)
print('ADF Statistic: %f' % ADFresult[0])
print('p-value: %f' % ADFresult[1])
if ADFresult[1] > 0.05:
    # 进行差分
    diff_data = data.diff().dropna()
    # 再次进行ADF检验
    AADFresult = adfuller(diff_data)
    print('ADF Statistic after differencing: %f' % AADFresult[0])
    print('p-value after differencing: %f' % AADFresult[1])
    data = diff_data

# 使用auto_arima函数选择最佳ARIMA模型
stepwise_model = auto_arima(data, start_p=0, start_q=0, max_p=15, max_q=15,
                            start_P=0, seasonal=False, d=1, D=1, trace=True,
                            error_action='ignore', suppress_warnings=True, stepwise=True)

# 计算预测值和真实值的MSE
train_data = data[:-30]  # 选取训练数据，最后30个数据作为测试数据
test_data = data[-30:]
model_fit = stepwise_model.fit(train_data)
forecast = model_fit.predict(n_periods=30)
mse = np.mean((forecast - test_data) ** 2)
print('Mean Squared Error:', mse)

# 计算ARIMA-GARCH组合模型的参数
model_resid = model_fit.resid()
model = arch_model(model_resid, mean='AR', lags=2, vol='GARCH', p=1, o=0, q=1)
AGresult = model.fit(disp='off')
print(AGresult.summary())

这段代码首先对时间序列进行ADF检验和差分处理，然后使用`auto_arima`函数选择最佳的ARIMA模型。接着，将数据分成训练数据和测试数据，使用训练数据对ARIMA模型进行训练，并对未来30个时间点进行预测，最后计算预测值和真实值的MSE。最后，使用ARIMA模型的残差数据训练ARIMA-GARCH组合模型，并输出模型的参数信息。

优化这段代码import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from statsmodels.tsa.stattools import adfuller from statsmodels.stats.diagnostic import acorr_ljungbox from arch import arch_model from pmdarima.arima import auto_arima # 读取Excel数据 data = pd.read_excel('三个-负向标准化-二分.xlsx') data2 = pd.read_excel # 将数据转换为时间序列 data['DATE'] = pd.to_datetime(data['DATE']) # data.set_index('DATE', inplace=True) data = data['F4'] # ADF检验 ADFresult = adfuller(data) print('ADF Statistic: %f' % ADFresult[0]) print('p-value: %f' % ADFresult[1]) if ADFresult[1] > 0.05: # 进行差分 diff_data = data.diff().dropna() # 再次进行ADF检验 AADFresult = adfuller(diff_data) print('ADF Statistic after differencing: %f' % AADFresult[0]) print('p-value after differencing: %f' % AADFresult[1]) data = diff_data # Ljung-Box检验 # result = acorr_ljungbox(data, lags=10) # print('Ljung-Box Statistics: ', result[0]) # print('p-values: ', result[1]) # 使用auto_arima函数选择最佳ARIMA模型 stepwise_model = auto_arima(data, start_p=0, start_q=0, max_p=15, max_q=15, start_P=0, seasonal=False, d=1, D=1, trace=True, error_action='ignore', suppress_warnings=True, stepwise=True) model_resid = stepwise_model.resid() print(stepwise_model.summary()) # 计算ARIMA-GARCH组合模型的参数 model = arch_model(model_resid, mean='AR', lags=2, vol='GARCH', p=1, o=0, q=1) AGresult = model.fit(disp='off') print(AGresult.summary())

这段代码已经比较简洁，但是以下是我觉得可以进一步优化的地方：

1. 将函数封装：可以将AD检验、差分、Ljung-Box检验、选择最佳ARIMA模型和计算ARIMA-GARCH组合模型的参数这些操作封装成函数，这样可以提高代码的复用性和可读性。

2. 使用变量名：变量名应该是有意义的，这样可以提高代码的可读性。例如，可以将data改为ts_data，AADFresult改为diff_ADF_result等。

3. 移除注释：注释是很有用的，但是在代码中过多的注释会让代码难以看懂。移除一些不必要的注释可以提高代码的可读性。

4. 只保留需要的模块：在这段代码中，虽然导入了许多模块，但是实际上只使用了其中的一部分。可以只导入需要的模块，避免浪费资源。

优化后的代码如下：

import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from statsmodels.tsa.stattools import adfuller
from arch import arch_model
from pmdarima.arima import auto_arima


def adf_test(data):
    """进行ADF检验"""
    result = adfuller(data)
    print('ADF Statistic: %f' % result[0])
    print('p-value: %f' % result[1])
    if result[1] > 0.05:
        # 进行差分
        diff_data = data.diff().dropna()
        # 再次进行ADF检验
        diff_ADF_result = adfuller(diff_data)
        print('ADF Statistic after differencing: %f' % diff_ADF_result[0])
        print('p-value after differencing: %f' % diff_ADF_result[1])
        data = diff_data
    return data


def arima_model(data):
    """使用auto_arima函数选择最佳ARIMA模型"""
    stepwise_model = auto_arima(data, start_p=0, start_q=0, max_p=15, max_q=15,
                                start_P=0, seasonal=False, d=1, D=1, trace=True,
                                error_action='ignore', suppress_warnings=True, stepwise=True)
    print(stepwise_model.summary())
    return stepwise_model


def garch_model(data):
    """计算ARIMA-GARCH组合模型的参数"""
    model_resid = arima_model(data).resid()
    model = arch_model(model_resid, mean='AR', lags=2, vol='GARCH', p=1, o=0, q=1)
    result = model.fit(disp='off')
    print(result.summary())


if __name__ == '__main__':
    # 读取Excel数据
    ts_data = pd.read_excel('三个-负向标准化-二分.xlsx', usecols=['DATE', 'F4'])
    # 将数据转换为时间序列
    ts_data['DATE'] = pd.to_datetime(ts_data['DATE'])
    ts_data.set_index('DATE', inplace=True)
    # ADF检验
    ts_data = adf_test(ts_data)
    # 计算ARIMA-GARCH组合模型的参数
    garch_model(ts_data)

优化后的代码更加简洁明了，同时也提高了可读性和可维护性。