I.<br />
<br />
Chương 9<br />
<br />
PHÂN TÍCH CHU I<br />
TH I GIAN<br />
<br />
Chu i th i gian là gì ?<br />
<br />
Chu i th i gian là s li u c a m t bi n s ñư c quan<br />
sát và ghi nh n theo trình t th i gian<br />
Phân tích chu i th i gian là nghiên c u hành vi, khuôn<br />
m u trong quá kh c a m t bi n s và s d ng nh ng<br />
thông tin này ñ d ñoán nh ng giá tr hay nh ng thay<br />
ñ i c a bi n s ñó trong tương lai<br />
Có nhi u phương pháp ñ phân tích chu i th i gian<br />
nhưng thư ng g p nh t là phương pháp Box - Jenkins<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
1.ð nh nghĩa chu i d ng và chu i không d ng<br />
Chu i Yt ñư c g i là chu i d ng (Stationary process)<br />
n u kỳ v ng, phương sai và hi p phương sai không ñ i<br />
theo th i gian<br />
E(Yt)<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
2.Ki m ñ nh tính d ng c a chu i<br />
Khi kh o sát các tính d ng c a chu i th i gian, ngư i ta có<br />
th dùng các cách sau :<br />
<br />
= µ ( const)<br />
<br />
Dùng ñ th c a Yt theo th i gian<br />
<br />
var(Yt) = σ2 (const)<br />
<br />
Dùng bi u ñ t tương quan riêng c a m u<br />
<br />
cov(Yt,Yt+k) = γk ( ch ph thu c vào k,<br />
<br />
Dùng ki m ñ nh bư c ng u nhiên<br />
<br />
không ph thu c vào t)<br />
Chu i Yt ñư c g i là không d ng (nonstationary<br />
process) n u vi ph m ít nh t m t trong 3 ñi u ki n trên<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
2.Ki m ñ nh tính d ng c a chu i<br />
<br />
a. Dùng ñ th c a Yt<br />
<br />
a. Dùng ñ th c a Yt<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
<br />
Series1<br />
<br />
10<br />
5<br />
0<br />
1<br />
<br />
9<br />
<br />
17<br />
<br />
25<br />
<br />
33<br />
<br />
41<br />
<br />
49<br />
<br />
57<br />
<br />
65<br />
<br />
ð th c a m t chu i d ng<br />
<br />
73<br />
<br />
81<br />
<br />
89<br />
<br />
97 105 113 121<br />
<br />
a. Dùng ñ th c a Yt<br />
<br />
a. Dùng ñ th c a Yt<br />
<br />
ð th c a m t chu i không d ng<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
2.Ki m ñ nh tính d ng c a chu i<br />
b. Dùng ñ th c a t tương quan m u<br />
Khi kh o sát các tính d ng c a chu i th i gian, ngư i ta<br />
xây d ng hàm t tương quan (Autoregressive Correlation<br />
Function - AFC) như sau :<br />
<br />
ACF ( k ) = ρ k =<br />
<br />
γ k cov( Yt , Yt + k )<br />
=<br />
γ0<br />
var( Yt )<br />
<br />
Ngoài ra còn tính h s tương quan riêng (partial<br />
autoregression correlation function - PACF)<br />
<br />
b. Dùng ñ th c a t tương quan m u<br />
<br />
Sau khi nh p d li u, vào Quick/Series Statistics/<br />
Correlogram<br />
<br />
R t khó phân bi t<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
2.Ki m ñ nh tính d ng c a chu i<br />
b. Dùng ñ th c a t tương quan m u<br />
Khi ñó ACF ño h s tương quan gi a Yt và Yt+k<br />
Trong khi PACF ñánh giá m c ñ tương quan gi a Yt và<br />
Yt+k khi b qua các yêu t trung gian<br />
Các ph n m m th ng kê ng d ng và kinh t lư ng ñ u<br />
tính ñư c ACF và PACF v i các ñ tr khác nhau và v<br />
lư c ñ tương quan tương ng<br />
<br />
b. Dùng ñ th c a t tương quan m u<br />
<br />
b. Dùng ñ th c a t tương quan m u<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
b. Dùng ñ th c a t tương quan m u<br />
<br />
c. Dùng ki m ñ nh bư c ng u nhiên<br />
<br />
2.Ki m ñ nh tính d ng c a chu i<br />
c. Dùng ki m ñ nh bư c ng u nhiên<br />
Ki m ñ nh gi thi t sau v i ñ tin c y (1- α)<br />
H0 : Yt là chu i không d ng<br />
H1: Yt là chu i d ng<br />
Ta dùng Eviews ñ th c hi n ki m ñ nh này<br />
<br />
Trong lư c ñ Correlogram, nh n vào<br />
View \ Unit Root Test<br />
<br />
c. Dùng ki m ñ nh bư c ng u nhiên<br />
<br />
c. Dùng ki m ñ nh bư c ng u nhiên<br />
<br />
Vì | τ | > | τα | nên ta bác b H0, ch p nh n H1, t c chu i<br />
ñang xét là chu i d ng<br />
Ch n các thông s thích h p<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
2.Chuy n chu i không d ng thành chu i d ng<br />
Gi s ta có chu i th i gian Yt là không d ng<br />
=> L y sai phân b c nh t, b c 2 ho c b c k thì s ñư c<br />
chu i d ng<br />
Ký hi u ∆ là toán t sai phân<br />
Sai phân c p 1 : ∆Yt =Vt= Yt – Yt-1<br />
Sai phân c p 2 : ∆2(Yt) = ∆(∆Yt) = Vt – Vt-1<br />
.....<br />
Sai phân c p k : ∆k(Yt)<br />
<br />
II. Chu i th i gian d ng và không d ng<br />
<br />
2.Chuy n chu i không d ng thành chu i d ng<br />
Yt ñư c g i là liên k t b c nh t, I(1), n u ∆Yt là chu i d ng<br />
Yt ñư c g i là liên k t b c hai, I(2), n u ∆2(Yt) là chu i d ng<br />
...............................<br />
Yt ñư c g i là liên k t b c d, I(d), n u ∆d(Yt) là chu i d ng<br />
N u d = 0 thì Yt ñang xét là chu i d ng<br />
Như v y, I(0) t c là Yt là chu i d ng<br />
I(1) thì ∆Yt là chu i d ng ....<br />
ð ki m ñ nh sai phân b c k c a Y có là chu i d ng hay<br />
không thì ta ki m ñ nh tương t như ph n trư c<br />
<br />
III. Mô hình ARIMA , phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
1.Mô hình AR, MA, ARMA và ARIMA<br />
N u m t chu i th i gian có tính d ng, ta có th bi u di n<br />
nó thành các mô hình sau :<br />
a. Mô hình AR (Auto-Regressive)<br />
Quá trình t h i quy b c p có d ng :<br />
<br />
III. Mô hình ARIMA , phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
1.Mô hình AR, MA, ARMA và ARIMA<br />
b. Mô hình MA (Moving - Average)<br />
Yt là quá trình trung bình trư t b c p n u Yt có d ng :<br />
<br />
Yt = θ 0 + U t + θYt −1 + θYt −2 + ... + θYt − p<br />
<br />
Yt = φ0 + φ1Yt −1 + φ2Yt − 2 + ... + φ pYt − p + U t<br />
Trong ñó Ut là ph n dư th a các gi thi t c a mô hình<br />
c ñi n<br />
<br />
III. Mô hình ARIMA , phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
1.Mô hình AR, MA, ARMA và ARIMA<br />
c. Mô hình ARMA<br />
Là k t h p c a mô hình AR và MA<br />
M t quá trình ARMA(p,q) s có p s h ng t h i quy<br />
(AR) và q s h ng trung bình trư t<br />
Ví d n u Yt tuân theo quá trình ARMA(1,1)<br />
<br />
Yt = θ 0 + α1Yt −1 + β 0U t + β1U t −1<br />
<br />
III. Mô hình ARIMA , phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
1.Mô hình AR, MA, ARMA và ARIMA<br />
c. Mô hình ARIMA<br />
Gi s Yt là liên k t b c d, I(d), áp d ng mô hình<br />
ARMA(p,q) cho sai phân b c d c a Yt thì ta có quá trình<br />
ARIMA(p,d,q)<br />
Trong ñó : p là b c t h i quy<br />
d b c sai phân<br />
q là b c trung bình trư t<br />
<br />
III. Mô hình ARIMA , phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
1.Mô hình AR, MA, ARMA và ARIMA<br />
c. Mô hình ARIMA<br />
<br />
III. Mô hình ARIMA , phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
2.Phương pháp Box-Jenkins<br />
Phương pháp BOX-JENKINS xem xét d li u theo th i<br />
gian c a m t bi n, xây d ng mô hình ARIMA thích h p<br />
<br />
AR(p) có th vi t l i là ARIMA(p,0,0)<br />
<br />
và dùng mô hình ARIMA ñó ñ d báo<br />
<br />
MA(q) có th vi t l i là ARIMA(0,0,q)<br />
ARIMA(2,1,2) có phương trình h i quy như sau<br />
<br />
∆Yt = θ 0 + α1Yt −1 + α 2Yt − 2 + β 0U t + β1U t −1 + β 2U t − 2<br />
<br />
Phương pháp BOX-JENKINS ñư c phát tri n b i 2 nhà<br />
th ng kê G.E.P Box và G.M. Jenkins<br />
Theo Box-Jenkins thì m i chu i th i gian ñ u có th bi u<br />
di n theo mô hình ARIMA(p,d,q) v i các thông s phù<br />
h p.<br />
<br />
III. Mô hình ARIMA , phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
a)Nh n d ng<br />
<br />
2.Phương pháp Box-Jenkins<br />
Phương pháp Box-Jenkins g m 4 bư c<br />
<br />
Tìm p,d,q trong mô hình ARIMA(p,d,q)<br />
<br />
Nh n d ng<br />
<br />
p : d a vào PACF<br />
q : d a vào ACF<br />
<br />
Ư c lư ng<br />
<br />
d : s l n l y sai phân ñ ñư c chu i d ng<br />
<br />
Ki m ñ nh<br />
Chưa ñ t<br />
<br />
Ch n mô hình AR(p) n u PACF có giá tr cao t i ñ tr<br />
1,2,...p; gi m nhanh v 0 sau p và có ACF gi m d n v<br />
0<br />
Ch n mô hình MA(q) n u ñ th ACF có giá tr cao t i<br />
ñ tr 1,2,...q ; gi m nhanh v 0 sau q và có PACF gi m<br />
d nv 0<br />
<br />
ð t<br />
D<br />
<br />
báo<br />
<br />
2.Phương pháp Box-Jenkins<br />
a)Nh n d ng<br />
Lo i mô<br />
hình<br />
<br />
D ng tiêu bi u c a ACF<br />
<br />
2.Phương pháp Box-Jenkins<br />
<br />
2.Phương pháp Box-Jenkins<br />
a)Nh n d ng<br />
D ng tiêu bi u c a<br />
PACF<br />
<br />
AR(p)<br />
<br />
Suy gi m d n hay có d ng Suy gi m ñ t ng t v 0<br />
sóng hình sin gi m d n<br />
sau ñ tr p<br />
<br />
MA(q)<br />
<br />
Suy gi m ñ t ng t v 0<br />
sau ñ tr q<br />
<br />
Suy gi m d n hay có d ng<br />
sóng hình sin<br />
<br />
ARMA(p,q)<br />
<br />
Suy gi m nhanh v 0<br />
<br />
Suy gi m nhanh v 0<br />
<br />
Ví d , n u Yt là d ng có ñ th Correlogram như sau<br />
AC gi m nhanh<br />
v 0 sau 1 ñ tr<br />
=> q =1<br />
PAC gi m<br />
nhanh v 0 sau 1<br />
ñ tr => p =1<br />
Mô hình thích h p<br />
là ARIMA(1,0,1)<br />
<br />
dang hàm : Yt = θ 0 + α1Yt −1 + β 0U t + β1U t −1<br />
<br />