掌握R语言ARIMA模型构建:时间序列分析完全指南

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资源摘要信息:"该资源是一篇关于如何使用R语言建立ARIMA(自回归积分滑动平均)模型的指南。ARIMA模型是一种流行的时间序列预测模型,广泛应用于经济学、金融学以及气象学等领域。通过这篇文章,用户将能够了解到如何在R环境中实现ARIMA模型的构建,包括模型的识别、估计、诊断检查以及预测等关键步骤。以下是文章中可能涉及的关键知识点: 1. 时间序列分析基础:首先,资源可能会对时间序列分析进行简要的介绍,包括时间序列数据的特点、类型(如平稳和非平稳)以及基本的图形分析方法。 2. ARIMA模型理论:接着,文章将深入讲解ARIMA模型的基本概念和结构,ARIMA模型是由自回归(AR)部分、差分(I)部分和移动平均(MA)部分组成,每个部分都是模型的重要组成部分,并对时间序列数据进行建模。 3. 模型的识别:在ARIMA模型的建立过程中,第一步是确定模型的参数,即自回归项的阶数(p)、差分阶数(d)和移动平均项的阶数(q)。文章可能会介绍如何通过ACF(自相关函数)和PACF(偏自相关函数)图来识别这些参数。 4. 模型的估计:确定好模型参数后,接下来是使用最大似然估计或者其他估计方法对模型的系数进行估计。资源中可能会包含如何在R语言中实现这一过程的具体代码和说明。 5. 模型的诊断检查:模型建立之后,需要对其进行诊断检查以确保模型的合理性和准确性。文章中可能会包含残差分析的方法,如残差的正态性检验、自相关性检验等,以及如何通过这些诊断来改进模型。 6. 模型的预测:最后,资源会介绍如何利用建立好的ARIMA模型进行未来时间点的预测,包括点预测和区间预测。这通常涉及到如何在R中使用forecast包进行预测。 7. 实例演示:文章中可能会包含一个或多个实例分析,通过具体的例子来展示ARIMA模型在时间序列数据上的应用过程,从而帮助读者更好地理解和掌握整个建模流程。 8. R语言编程技巧:鉴于本资源是关于使用R语言建立ARIMA模型的,因此在文章中可能会涉及到R语言的基础编程知识,如数据处理、循环控制、函数编写等,这些都对于初学者而言是非常宝贵的知识点。 通过这篇资源的深入学习,读者将能够掌握如何在R语言环境下运用ARIMA模型进行时间序列分析,并能够独立完成从数据准备到模型建立再到预测的一整套分析流程。对于数据分析师、统计学家以及相关领域的研究人员来说,这是一篇极具参考价值的学习资料。"

import itertools import warnings import pandas as pd import numpy as np import statsmodels.api as sm from datetime import datetime from statsmodels.tsa.arima.model import ARIMA from statsmodels.graphics.tsaplots import plot_acf, plot_pacf from statsmodels.stats.diagnostic import acorr_ljungbox from sklearn.model_selection import train_test_split data = pd.read_csv('data.csv', parse_dates=['x'], index_col='x') train_data1, test_data = train_test_split(data1, test_size=0.3, shuffle=False) data['lag1'] = data['y'].shift(1) data['lag2'] = data['y'].shift(2) data['lag3'] = data['y'].shift(3) data['lag4'] = data['y'].shift(4) data['lag5'] = data['y'].shift(5) data['lag6'] = data['y'].shift(6) data['lag7'] = data['y'].shift(7) data.dropna(inplace=True) train_data, test_data1 = train_test_split(data, test_size=0.3, shuffle=False) g=int(input("输入P的峰值: ")) h=int(input("输入D的峰值: ")) i=int(input("输入Q的峰值: ")) p = range(0, g) d = range(0, h) q = range(0, i) pdq = list(itertools.product(p, d, q)) best_pdq = None best_aic = np.inf for param in pdq: model = sm.tsa.ARIMA(data['y'], exog=data[['lag1', 'lag2', 'lag3', 'lag4', 'lag5', 'lag6', 'lag7']], order=param) results = model.fit() aic = results.aic if aic < best_aic: best_pdq = param best_aic = aic a=best_pdq[0] b=best_pdq[1] c=best_pdq[2] model = ARIMA(data['y'], exog=data[['lag1', 'lag2', 'lag3', 'lag4', 'lag5', 'lag6', 'lag7']], order=(a,b,c)) results = model.fit() max_lag = model.k_ar model_fit = model.fit() resid = model_fit.resid lb_test = acorr_ljungbox(resid) p_value=round(lb_test['lb_pvalue'][max_lag],4) if p_value>0.05: forecast = results.forecast(steps=1, exog=data[['lag1', 'lag2', 'lag3', 'lag4', 'lag5', 'lag6', 'lag7']].iloc[-1:]) forecast.index[0].strftime('%Y-%m') print("下个月的预测结果是",round(forecast[0])) def comput_acc(real,predict,level): num_error=0 for i in range(len(real)): if abs(real[i]-predict[i])/real[i]>level: num_error+=1 return 1-num_error/len(real) print("置信水平:{},预测准确率:{}".format(0.2,comput_acc(test_x,y_pred,0.2))) else: print('输入的数据不适合使用arima模型进行预测分析,请尝试其他模型')如何修改代码使其正常运行

2023-05-24 上传