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拓端tecdat|R語言ARIMA、GARCH 和 VAR模型估計、預測ts 和 xts格式時間序列

原文連結:http://tecdat.cn/?p=25180

原文出處:拓端資料部落公眾號

時間序列分析

對於時間序列分析,有兩種資料格式:ts(時間序列)和xts(可擴充套件時間序列)。前者不需要時間戳,可以直接從向量轉換。後者非常重視日期和時間,因此只能使用日期和/或時間列來定義。我們涵蓋了基本的時間序列模型,即 ARMA、GARCH 和 VAR。

時間序列資料

函式ts將任何向量轉換為時間序列資料。

  1. price

我們首先為估計定義一個時間序列(ts)物件。請注意,tsxts類似,但沒有日期和時間。

  1. df <- ts(df)
  2. df

可擴充套件的時間序列資料xts

要處理高頻資料(分秒),我們需要包xts。該包定義可擴充套件時間序列 (xts) 物件。

以下程式碼安裝並載入xts包。

library(xts) 

考慮我們的可擴充套件時間序列的以下資料

  1. date
  2. time
  3. price

現在我們準備定義xts物件。程式碼as.POSIXct()將字串轉換為帶有分鐘和秒的日期格式。

  1. df <-data.frame
  2. df$daime <-paste
  3. df$dttime <-as.POSIXct
  4. df <- xts

對於僅使用日期的轉換,我們使用POSIXlt()而不是POSIXct()

  1. df$date <- as.POSIXct
  2. df$price <-as.numeric
  3. price <-xts

自迴歸移動平均模型arima

可以使用arima()函式估計自迴歸移動平均模型。

以下程式碼估計了一個 AR(1) 模型:

  1. AR1

以下程式碼估計了一個 AR(2) 模型:

  1. AR2 <- arima
  2. AR2

以下程式碼估計一個 MA(1) 模型:

  1. MA1 <- arima
  2. MA1

以下程式碼估計一個 MA(2) 模型:

MA2 <- arima

以下程式碼估計了一個 ARMA(1,1) 模型:

ARMA11 <- arima

有時,我們只想保留係數。

coef #得到係數

以下程式碼顯示了殘差圖。

plot

R 有一個方便的函式來autofit() 擬合ARIMA 模型的引數。

現在尋找最好的 ARIMA 模型了。

autoarma

時間序列模型的一項重要功能是預測。以下程式碼給出了兩步的預測:

teFoast <-predict

下面顯示了預測圖。

plot.ts#視覺化預測

ARCH 和 GARCH模型

要估計 ARCH 和 GARCH 模型,我們需要安裝和載入包rugarch

我們將在生成隨機數時使用 ARMA(1,1) 估計 GARCH(1,1)

  1. a <- runif #隨機數
  2. Spec <-ugarchspec

為了獲得 GARCH 模型的具體結果,我們使用以下程式碼:

  1. coffnt <-coef
  2. voy <- sigma
  3. logr.vrae <- uncvariance

VAR模型

以下資料將用於估計 VAR 模型。

要估計 VAR 模型,我們需要安裝和載入vars

以下程式碼估計 VAR(2) 模型。

  1. abr<-VAR #執行 VAR(2)
  2. coef #VAR的係數公式
summary   #VAR的摘要

要生成係數圖,我們需要安裝並載入包:

以下程式碼為 VAR 模型生成係數圖:

plot

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