ARIMA过程的Box-Jenkins方法到底是什么?


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维基百科页面称,箱詹金斯是拟合的ARIMA模型对于时间序列的方法。现在,如果我想将ARIMA模型拟合到一个时间序列,我将打开SAS,调用proc ARIMA,提供参数,SAS会给我AR和MA系数。现在,我可以尝试使用和SAS的不同组合,每种情况下给我一组系数。我选择Akaike信息准则最低的集合。p,d,qp,d,q

我的问题是:在上述过程中,我在哪里使用Box-Jenkins?我是否应该使用Box-Jenkins得出初始估计?还是SAS内部使用了它?p,d,q

Answers:


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Box和Jenkins本身并未使用AIC。他们的书是根据以前开发的方法于1970年出版的,而Akaike关于AIC的论文是在书出版后不久(不久)出现的。

他们的方法在他们的书中有概述[1],但是今天在“ Box-Jenkins”的领导下包含的内容有些广泛,并且因人而异。

Box和Jenkins自己给出了一个简单的模型识别流程图,可以将其视为他们用来识别模型的过程的有用总结。(如果可以的话,我建议您看书-大多数体面的大学图书馆都应该有这本书。)

他们合并了模型识别,估计和诊断检查/确认的各个阶段(如果模型不充分,则包括返回第一阶段),然后一旦确定了适当的模型,就可以对模型进行预测。

此处的Wikipedia页面概述了所涉及的事物,但是它包含了自本书问世以来人们倾向于添加的许多事物。实际上,这些天来描述Box-Jenkins方法论的大量文档都将包括AIC或类似数量的使用。

另请参见此处的讨论。

最近的书籍(例如,请参见上面的维基百科页面)提供了通用方法的“现代”版本。

最后,如果您想了解Box-Jenkins方法论真正是什么,我会说“从他们的书开始”。失败的是,ARIMA模型的许多较新的处理方法都涵盖了大致相似的方法-尝试涵盖ARIMA模型的任何数量合理的时间序列书籍。

[1]:Box,乔治;Jenkins,Gwilym(1970),
时间序列分析:预测和控制
旧金山:Holden-Day


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Box-Jenkins方法论是可用于构建ARIMA模型的策略或过程。该方法在《时间序列分析:预测和控制》(George EP Box和Gwilym M. Jenkins)一书中概述,该书最初于1970年出版-存在更多最新版本。

通过打开SAS,调用proc ARIMA以及提供p,d和q的编号,您仅估算了ARIMA模型。盲目地做到这一点,也就是说,不使用任何公认的特殊方法来识别ARIMA模型本身,就像玩火柴一样-软件的危险!

如果您继续重复此过程-估计很多ARIMA模型-您最终将能够从Akaike信息准则中选择最低的模型(从您估计的模型集中)。在这种情况下,一种更系统的方法是使用一种算法,该算法基于比较各种不同模型的AIC值来自动为您选择ARIMA模型,例如R中的预测包提供的模型-相关函数名是auto.arima()

无论如何,您概述的过程都涉及基于最小化某些信息准则(在这种情况下为AIC,但还有其他措施)来选择ARIMA模型。这是一种特殊的方法,但不是Box-Jenkins方法。替代。

Box-Jenkins方法论包括五个阶段(尽管有时据说只涉及三个阶段):

  1. 检查平稳性或非平稳性,并在必要时转换数据;
  2. 确定合适的ARMA模型;
  3. 估计所选模型的参数;
  4. 对模型适当性进行诊断检查;和
  5. 预测或重复步骤2至5。

值得注意的是,这是一个反复的过程,需要模型构建者做出一些判断-这是方法学的一个方面,被认为是一个缺点。判断部分特别是在解释两个工具时起作用。即,(估计的)自相关函数(ACF)和部分自相关函数(PACF)。

如果您想成为Box-Jenkins方法学的从业者,我建议您查阅原始文本(您会惊讶于现代教科书遗漏了!)以及可以找到的任何现代变体。艾伦·潘克拉茨(Alan Pankratz)有几本出色的教科书,我也强烈推荐它们。例如,使用单变量Box-Jenkins模型进行预测:概念和案例

经验告诉我,“ Box-Jenkins方法论”一词的用法很宽松,因为我听说有人用它来简单地指代建立ARIMA模型,而不是指建立ARIMA模型的实际过程。 -当其他人使用它来引用1970年出版的内容的修改版本时。正如@Glen_b指出的那样,“如今有许多描述Box-Jenkins方法的文档,其中包括对AIC或类似数量的使用” 。

问:您是否应该使用Box-Jenkins方法得出p,d,q的初始估计?

正如已经提到的,有不同的模型选择策略,因此答案是否定的。不一定非要采用Box-Jenkins方法,而是如果需要的话。

问:SAS是否以某种方式在内部使用它?

除非该软件提供了非常复杂的功能,否则可能性很小!有关该软件的功能或功能的详细信息,请查阅SAS官方文档。如果它是R,则可以查看源代码,但是我怀疑SAS是否可以使用它。

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