exponenta event banner

kpsstest

Проверка КПСС на стационарность

Описание

пример

h = kpsstest(y) возвращает логическое значение (h) с решением об отказе от проведения теста Квятковского, Филлипса, Шмидта и Шина (KPSS) для корня единицы в одномерном временном ряду y.

пример

h = kpsstest(y,Name,Value) использует дополнительные параметры, указанные одним или несколькими Name,Value аргументы пары.

  • При наличии Name,Value аргумент пары является вектором, тогда все Name,Value указанные аргументы пары должны быть векторами одинаковой длины или длиной 1. kpsstest(y,Name,Value) обрабатывает каждый элемент векторного ввода как отдельный тест и возвращает вектор решений об отклонении.

  • При наличии Name,Value аргумент пары является вектором строки, то kpsstest(y,Name,Value) возвращает вектор строки.

пример

[h,pValue] = kpsstest(___) возвращает решение об отклонении и значение p для теста гипотезы, используя любой из входных аргументов в предыдущих синтаксисах.

пример

[h,pValue,stat,cValue,reg] = kpsstest(___) дополнительно возвращает статистику теста, критическое значение и структуру статистики регрессии для теста гипотезы.

Примеры

свернуть все

Воспроизведите первый ряд второй половины таблицы 5 в Kwiatkowski et al., 1992.

Загрузите набор макроэкономических данных серии Нельсона-Плоссера.

load Data_NelsonPlosser

Линеаризация рядов реального валового национального продукта (РГНП).

logGNPR = log(DataTable.GNPR);

Оцените нулевую гипотезу о том, что ряд является стационарным в диапазоне лагов.

lags = (0:8)';
[~,pValue,stats] = kpsstest(logGNPR,'Lags',lags,'Trend',true);
results = [lags pValue stats]
results = 9×3

         0    0.0100    0.6299
    1.0000    0.0100    0.3367
    2.0000    0.0100    0.2421
    3.0000    0.0169    0.1976
    4.0000    0.0276    0.1729
    5.0000    0.0401    0.1578
    6.0000    0.0484    0.1479
    7.0000    0.0589    0.1412
    8.0000    0.0668    0.1370

Тесты, соответствующие 0 lags 2 дают p-значения, которые меньше 0,01. Для lags < 7, тесты показывают достаточные доказательства того, что log rGNP является нестатионным (т.е. не является стационарным трендом) на уровне по умолчанию 5%.

Проверьте, имеет ли ряд зарплат в производственном секторе (1900-1970) корень единицы.

Загрузите набор макроэкономических данных Нельсона-Плоссера.

load Data_NelsonPlosser
wages = DataTable.WN;
T = sum(isfinite(wages)); % Sample size without NaNs
sqrtT = sqrt(T) % See Kwiatkowski et al., 1992
sqrtT = 8.4261

Постройте график серии зарплат.

plot(dates,wages)
title('Wages')
axis tight

Figure contains an axes. The axes with title Wages contains an object of type line.

Сюжет говорит о том, что ряды зарплат растут в геометрической прогрессии.

Линеаризация рядов зарплат.

logWages = log(wages);
plot(dates,logWages)
title('Log Wages')
axis tight

Figure contains an axes. The axes with title Log Wages contains an object of type line.

Сюжет говорит о том, что серия зарплат журнала имеет линейный тренд.

Проверьте гипотезу о том, что серия зарплат журнала - это процесс корня единицы с тенденцией (т.е. разницей стационарной), с альтернативой, что корень единицы отсутствует (т.е. тренд стационарный). Провести испытание, установив диапазон лагов вокруг Т, как предложено в Kwiatkowski et al., 1992.

[h,pValue] = kpsstest(logWages,'lags',[7:10])
h = 1x4 logical array

   0   0   0   0

pValue = 1×4

    0.1000    0.1000    0.1000    0.1000

Все тесты не отвергают нулевую гипотезу о том, что ряды зарплат в журнале являются стационарными.

Значения p больше 0,1. Программное обеспечение сравнивает статистику испытаний с критическими значениями и вычисляет p-значения, которые оно интерполирует из таблиц Kwiatkowski et al., 1992.

Входные аргументы

свернуть все

Одномерный временной ряд, заданный как вектор. Последний элемент - самое последнее наблюдение.

NaNs указывают на отсутствие наблюдений, и kpsstest удаляет их из y. Удаление NaNs уменьшает эффективный размер выборки и может вызвать нерегулярный временной ряд.

Аргументы пары «имя-значение»

Укажите дополнительные пары, разделенные запятыми Name,Value аргументы. Name является именем аргумента и Value - соответствующее значение. Name должен отображаться внутри кавычек. Можно указать несколько аргументов пары имен и значений в любом порядке как Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: 'alpha',0.1,'lags',0:2 указывает три теста, которые включают в себя задержки автоковариации 0, 1 и 2 в оценщике Ньюи-Уэста долгосрочной дисперсии, каждый из которых проводится на 0,1 уровня значимости.

Количество лагов автоковариации для включения в оценку Ньюи-Веста долгосрочной дисперсии, указанной как пара, разделенная запятыми, состоящая из 'lags' и неотрицательное целое число или вектор неотрицательных целых чисел. Используйте вектор для проведения нескольких тестов.

Пример: 'lags',0:2

Типы данных: double

Укажите, включать ли в модель детерминированный трендовый член δt, указанный как разделенная запятыми пара, состоящая из 'trend' и логическое значение или вектор логических значений. Используйте вектор для проведения нескольких тестов.

Пример: 'trend',false

Типы данных: logical

Уровни значимости для тестов гипотезы, определенные как пара, разделенная запятыми, состоящая из 'alpha' и скаляр или вектор. Все значения alpha должно быть от 0,01 до 0,10. Используйте вектор для проведения нескольких тестов.

Пример: 'alpha',0.01

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Решения об отклонении теста, возвращаемые как логическое значение или вектор логических значений с длиной, равной количеству тестов, которые проводит программное обеспечение.

  • h = 1 указывает на отказ от трендостационарного нуль в пользу альтернативы корня единицы.

  • h = 0 указывает на отказ отклонить фиксированное значение NULL тренда.

Проверка статистических значений p, возвращаемых в виде скаляра или вектора с длиной, равной количеству тестов, которые проводит программное обеспечение. Значения p являются вероятностями правого хвоста.

Когда статистика тестирования выходит за пределы табулированных критических значений, kpsstest возвращает максимум (0.10) или минимум (0.01) p-значения.

Статистика тестов, возвращаемая в виде скаляра или вектора с длиной, равной количеству тестов, которые проводит программное обеспечение.

kpsstest вычисляет статистику тестирования с использованием регрессии обычных наименьших квадратов (OLS).

  • Если установить 'trend',false, то программное обеспечение регрессирует y на перехвате.

  • В противном случае происходит регрессия программного обеспечения y по термину перехвата и тренда.

Критические значения, возвращаемые в виде скаляра или вектора с длиной, равной количеству тестов, проводимых программным обеспечением. Критические значения для вероятностей правого хвоста.

Регрессионная статистика для оценки коэффициентов обычных наименьших квадратов (ОЛС) в альтернативной модели возвращается в виде структуры данных или массива структуры данных с длиной, равной количеству тестов, которые проводит программное обеспечение.

Каждая структура данных имеет следующие поля.

ОбластьОписание
numДлина входного ряда с NaNs удалены
sizeЭффективный размер выборки с поправкой на задержки
namesИмена коэффициентов регрессии
coeffОценочные значения коэффициентов
seСтандартные ошибки расчетного коэффициента
CovКовариационная матрица расчетного коэффициента
tStatst статистика коэффициентов и p-значений
FStatF статистика и p-значение
yMuСреднее значение серии входных данных с поправкой на запаздывание
ySigmaСтандартное отклонение серии вводов с регулировкой по запаздыванию
yHatУстановленные значения серии ввода с регулировкой по запаздыванию
resОстатки регрессии
DWStatСтатистика Дурбина - Уотсона
SSRРегрессионная сумма квадратов
SSEОшибочная сумма квадратов
SSTОбщая сумма квадратов
MSEСреднеквадратическая ошибка
RMSEСтандартная ошибка регрессии
RSqR2 статистика
aRSqСкорректированная статистика R2
LLЛогическое обоснование данных по гауссовым инновациям
AICИнформационный критерий Акаике
BICБайесовский (Шварц) информационный критерий
HQCИнформационный критерий Ханнана-Куинна

Подробнее

свернуть все

Тест Квятковского, Филлипса, Шмидта и Шина (KPSS)

Оценивает нулевую гипотезу о том, что одномерный временной ряд является стационарным трендом по сравнению с альтернативой того, что он является нестационарным корневым процессом единицы.

В тесте используется структурная модель:

yt = ct + δt + u1tct = ct − 1 + u2t,

где

  • δ - коэффициент тренда.

  • u1t - стационарный процесс.

  • u2t - независимый и одинаково распределённый процесс со средним значением 0 и дисперсией start2.

Нулевая гипотеза - то, что σ2 = 0, который подразумевает, что случайный термин прогулки (ct) постоянный и действует как образцовая точка пересечения. Альтернативная гипотеза заключается в том, что start2 > 0, что вводит единичный корень в случайной ходьбе.

Статистика теста:

∑t=1TSt2s2T2,

где

  • T - размер выборки.

  • s2 - оценка долгосрочной дисперсии по Ньюи-Уэсту.

  • St = e1 + e2 +... + et.

Совет

  • Для получения действительных выводов из теста KPSS необходимо определить подходящее значение для 'lags'. Эти два метода определяют подходящее количество задержек:

    • Начните с небольшого количества лагов, а затем оцените чувствительность результатов, добавив больше лагов.

    • Квятковски и др. [2] предполагают, что ряд лагов порядка Т, где Т - размер выборки, часто является удовлетворительным как при нулевом значении, так и при альтернативном значении.

    Для согласованности оценки Ньюи-Уэста количество лагов должно приближаться к бесконечности по мере увеличения размера выборки.

  • Необходимо определить значение 'trend' по характеристикам роста временного ряда. Определите его ценность с учетом конкретной стратегии тестирования.

    • Если ряд растет, то включите термин тренда, чтобы обеспечить разумное сравнение стационарного нулевого тренда и корневого процесса единицы с дрейфом. kpsstest наборы 'trend',true по умолчанию.

    • Если серия не демонстрирует долгосрочных характеристик роста, то не включайте срок тренда (т.е. набор 'trend',false).

Алгоритмы

  • kpsstest выполняет регрессию, чтобы найти соответствие обычных наименьших квадратов (OLS) между данными и нулевой моделью.

  • Статистика тестирования следует за нестандартными распределениями при нулевом значении, даже асимптотически. Квятковски и др. [2] используют моделирование Монте-Карло для моделей с трендом и без него для табулирования асимптотических критических значений для стандартного набора уровней значимости между 0,01 и 0,1. kpsstest интерполирует критические значения и значения p из этих таблиц.

Ссылки

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

[2] Квятковский, Д., П. К. Б. Филлипс, П. Шмидт и Я. Шин. «Проверка нулевой гипотезы стационарности против альтернативы корня единицы». Журнал эконометрики. Том 54, 1992, стр. 159-178.

[3] Ньюи, У. К. и К. Д. Уэст. «Простая, положительная семидефинит, гетероскедастичность и автокорреляционная согласованная ковариационная матрица». Эконометрика. Том 55, 1987, стр. 703-708.

Представлен в R2009b