exponenta event banner

импульс

Генерировать одномерную авторегрессивную интегрированную функцию импульсной характеристики (IRF) модели скользящего среднего (ARIMA)

Описание

impulse генерирует или строит график функции импульсной характеристики (IRF) одномерного процесса авторегрессионного интегрированного скользящего среднего (ARIMA), определенного arima объект модели.

Кроме того, можно использовать armairf для генерации или построения графика IRF процесса ARMA, заданного полиномиальными коэффициентами оператора задержки AR и MA.

пример

impulse(Mdl) строит график дискретного стебля IRF одномерной модели ARIMA Mdl к текущему окну фигуры. impulse строит график динамических откликов, начиная с периода 0, в течение которого impulse применяет единичный шок к нововведению.

пример

impulse(Mdl,numObs) строит графики numObs динамические ответы из периодов от 0 до numObs – 1.

пример

y = impulse(___) возвращает IRF y модели ARIMA, используя любую из комбинаций входных аргументов в предыдущих синтаксисах.

Примеры

свернуть все

Создание модели AR (2)

yt = 0 .5yt-1-0.7yt-2 + αt,

где αt - стандартный гауссовский процесс.

Mdl = arima('AR',{0.5,-0.7},'Constant',0)
Mdl = 
  arima with properties:

     Description: "ARIMA(2,0,0) Model (Gaussian Distribution)"
    Distribution: Name = "Gaussian"
               P: 2
               D: 0
               Q: 0
        Constant: 0
              AR: {0.5 -0.7} at lags [1 2]
             SAR: {}
              MA: {}
             SMA: {}
     Seasonality: 0
            Beta: [1×0]
        Variance: NaN

Постройте график IRF yt.

impulse(Mdl)

Figure contains an axes. The axes with title Impulse Response contains an object of type stem.

IRF имеет длину 26; начинается в период 0, в течение которого impulse применяет единичный шок к нововведению и заканчивается в период 25. impulse вычисляет IRF, инвертируя лежащий в основе полином оператора задержки AR. Длина IRF равна 26, поскольку динамические множители после периода 25 ниже допусков алгоритма деления.

Модель неподвижна; функция импульсной характеристики затухает с синусоидальным рисунком.

Можно изменить характеристики графика, настроив свойства нижележащего графика. Объект-ручка осей хранит ручку графика штока в Children собственность.

Увеличьте толщину линии (по умолчанию - 0,5). Также измените цвет штативного графика на красный, используя значение цвета RGB.

h = gca; % Current axes handle
stemh = h.Children;
stemh.LineWidth = 5;
stemh.Color = [1 0 0];

Figure contains an axes. The axes with title Impulse Response contains an object of type stem.

Загрузка ежеквартального набора данных по ВВП США.

load Data_GDP

Для получения подробной информации о данных введите Description в командной строке.

Расчет темпов роста ВВП.

y = price2ret(Data);

Рассмотрим модель ARMA (2,2) для рядов ставок ВВП. Создание arima шаблон модели для оценки.

Mdl = arima(2,0,2)
Mdl = 
  arima with properties:

     Description: "ARIMA(2,0,2) Model (Gaussian Distribution)"
    Distribution: Name = "Gaussian"
               P: 2
               D: 0
               Q: 2
        Constant: NaN
              AR: {NaN NaN} at lags [1 2]
             SAR: {}
              MA: {NaN NaN} at lags [1 2]
             SMA: {}
     Seasonality: 0
            Beta: [1×0]
        Variance: NaN

NaN значения в свойствах являются местозаполнителями для оцениваемых параметров модели.

Поместите модель во всю серию.

EstMdl = estimate(Mdl,y)
 
    ARIMA(2,0,2) Model (Gaussian Distribution):
 
                  Value       StandardError    TStatistic      PValue  
                __________    _____________    __________    __________

    Constant     0.0036702     0.00058179        6.3084      2.8185e-10
    AR{1}            1.372       0.089005        15.415      1.3049e-53
    AR{2}          -0.8069       0.069497       -11.611      3.6412e-31
    MA{1}          -1.1432        0.10159       -11.253       2.247e-29
    MA{2}          0.67355        0.08512        7.9129       2.515e-15
    Variance    8.3071e-05     5.9331e-06        14.001      1.5322e-44
EstMdl = 
  arima with properties:

     Description: "ARIMA(2,0,2) Model (Gaussian Distribution)"
    Distribution: Name = "Gaussian"
               P: 2
               D: 0
               Q: 2
        Constant: 0.00367019
              AR: {1.37199 -0.806899} at lags [1 2]
             SAR: {}
              MA: {-1.14315 0.673547} at lags [1 2]
             SMA: {}
     Seasonality: 0
            Beta: [1×0]
        Variance: 8.30707e-05

Оценочная модель AR (2) для рядов ставок ВВП составляет

yt = 0,004 + 1 .372yt-1-0.807yt-2 + αt-1.143αt-1 + 0 .674αt-2,

где αt - гауссов ряд со средним значением 0 и дисперсией 0,00008.

Вычислите IRF расчетной модели за 50 периодов.

impulse(EstMdl,50)

Figure contains an axes. The axes with title Impulse Response contains an object of type stem.

Динамическая реакция на первоначальный инновационный шок рассеивается примерно через 35 кварталов.

Создание модели ARMA (1,1)

yt = 0 .7yt-1 + αt + 0 .2αt-1.

Mdl = arima('AR',0.7,'MA',0.2,'Constant',0);

Верните IRF на 15 периодов.

numObs = 15;
periods = 0:(numObs-1);
y = impulse(Mdl,numObs);
irf = table(periods',y,'VariableNames',["Period" "y"])
irf=15×2 table
    Period       y    
    ______    ________

       0             1
       1           0.9
       2          0.63
       3         0.441
       4        0.3087
       5       0.21609
       6       0.15126
       7       0.10588
       8      0.074119
       9      0.051883
      10      0.036318
      11      0.025423
      12      0.017796
      13      0.012457
      14       0.00872

y(0), которая является динамической реакцией системы в то время impulse шокирует инновации, 1.

Входные аргументы

свернуть все

Полностью заданная модель ARIMA, заданная как arima объект модели, созданный arima или estimate.

Свойства Mdl не может содержать NaN значения.

Количество периодов, включаемых в IRF (количество периодов, для которых impulse вычисляет IRF), указанное как положительное целое число.

При указании numObs, impulse вычисляет IRF путем фильтрации единичного импульса, за которым следует вектор нулей длины numObs - 1, через модель Mdl. В этом случае алгоритм фильтрации эффективен.

По умолчанию impulse определяет длину IRF, реализуя следующий алгоритм:

  1. Представить процесс ARIMA как чистый процесс MA, применяя многочленовое деление оператора запаздывания.

  2. Усечение результирующего полинома МА путем применения допусков по умолчанию.

Дополнительные сведения см. в разделе mldivide.

Совет

  • Если Mdl содержит многочлен AR или разностный полином (сезонный или несезонный), представление MA модели имеет бесконечный порядок запаздывания. Рассмотрите возможность указания numObs в данном случае.

  • Если Mdl содержит только многочлены MA, IRF имеет длину Mdl.Q + 1.

Пример: 10

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

IRF, возвращаемый в виде числового вектора столбца. При указании numObs, Y имеет длину numObs. Если не указать numObs, допуски лежащего в основе алгоритма полиномиального деления операторов запаздывания определяют длину y.

y(j) - импульсная характеристика yt в периоде j – 1. y(0) представляет импульсную характеристику в течение периода, в котором impulse применяет единичный шок к нововведению (α0 = 1).

Подробнее

свернуть все

Функция импульсной характеристики

Функция импульсной характеристики (IRF) одномерного процесса ARIMAX является динамической реакцией системы на один импульс (инновационный шок).

Рассмотрим модель ARIMAX, выраженную как процесс MA

yt = mt +

где:

  • ψ (L) - ψ0 +ψ1L +ψ2L2 полиномиала оператора задержки МА бесконечной степени +... со скалярными коэффициентами/j, j = 0,1,2,... и λ 0 = 1.

  • mt - детерминированное, свободное от инноваций условное среднее значение процесса в момент времени t.

  • IRF измеряет изменение периодов j ответа в будущем из-за изменения нововведения в момент t, для j = 0,1,2,.... Символически IRF в периоде j

    ∂yt+j∂εt=ψj.

    Последовательность динамических мультипликаторов [3], (0), (1), (2), (...) измеряет чувствительность процесса к чисто переходному изменению инновационного процесса, при этом прошлые ответы и будущие инновации устанавливаются в 0. Поскольку частная производная берется по отношению к нововведению, наличие детерминированных терминов в модели, таких как константа и экзогенная регрессионная составляющая, не оказывает влияния на импульсные реакции.

    Свойства IRF определяют характеристики процесса:

    • Если последовательность является абсолютно суммируемой, yt является ковариационно-стационарным стохастическим процессом [5]. Для стационарного стохастического процесса воздействие на процесс вследствие изменения δ t не является постоянным, а эффект импульса распадается до нуля.

    • В противном случае процесс yt является нестационарным, и на процесс постоянно влияет изменение αt.

    Поскольку инновации могут быть интерпретированы как ошибки прогноза на один шаг вперед, импульсная характеристика также известна как импульсная характеристика ошибки прогноза.

    Совет

    • Чтобы повысить производительность алгоритма фильтрации, укажите количество периодов для включения в IRF numObs. Если не указано numObs, impulse вычисляет IRF с использованием относительно медленного алгоритма полиномиального деления оператора запаздывания для представления входной модели Mdl как усечённая, бесконечно-градусная, модель скользящего среднего. Длина полученной IRF обычно неизвестна.

    Ссылки

    [1] Бокс, Джордж Э. П., Гвилим М. Дженкинс и Грегори К. Рейнсель. Анализ временных рядов: прогнозирование и контроль. 3-й ред. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл, 1994.

    [2] Эндерс, Уолтер. Применяемый эконометрический временной ряд. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., 1995.

    [3] Гамильтон, Джеймс Д. Анализ временных рядов. Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press, 1994.

    [4] Люткеполь, Гельмут. Новое введение в анализ нескольких временных рядов. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Спрингер-Верлаг, 2007.

    [5] Wold, H. Исследование в анализе стационарных временных рядов. Уппсала, Швеция: Almqvist & Wiksell, 1938.

    Представлен в R2012a