用python进行时间序列分析的方法-创新互联

这篇文章主要讲解了用python进行时间序列分析的方法,内容清晰明了,对此有兴趣的小伙伴可以学习一下,相信大家阅读完之后会有帮助。

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什么是时间序列

时间序列简单的说就是各时间点上形成的数值序列,时间序列分析就是通过观察历史数据预测未来的值。在这里需要强调一点的是,时间序列分析并不是关于时间的回归,它主要是研究自身的变化规律的(这里不考虑含外生变量的时间序列)。

为什么用python

  用两个字总结“情怀”,爱屋及乌,个人比较喜欢python,就用python撸了。能做时间序列的软件很多,SAS、R、SPSS、Eviews甚至matlab等等,实际工作中应用得比较多的应该还是SAS和R,前者推荐王燕写的《应用时间序列分析》,后者推荐“基于R语言的时间序列建模完整教程”这篇博文(翻译版)。python作为科学计算的利器,当然也有相关分析的包:statsmodels中tsa模块,当然这个包和SAS、R是比不了,但是python有另一个神器:pandas!pandas在时间序列上的应用,能简化我们很多的工作。

环境配置

  python推荐直接装Anaconda,它集成了许多科学计算包,有一些包自己手动去装还是挺费劲的。statsmodels需要自己去安装,这里我推荐使用0.6的稳定版,0.7及其以上的版本能在github上找到,该版本在安装时会用C编译好,所以修改底层的一些代码将不会起作用。

时间序列分析

1.基本模型

  自回归移动平均模型(ARMA(p,q))是时间序列中最为重要的模型之一,它主要由两部分组成: AR代表p阶自回归过程,MA代表q阶移动平均过程,其公式如下:

用python进行时间序列分析的方法

用python进行时间序列分析的方法

   依据模型的形式、特性及自相关和偏自相关函数的特征,总结如下:

用python进行时间序列分析的方法

在时间序列中,ARIMA模型是在ARMA模型的基础上多了差分的操作。

2.pandas时间序列操作

大熊猫真的很可爱,这里简单介绍一下它在时间序列上的可爱之处。和许多时间序列分析一样,本文同样使用航空乘客数据(AirPassengers.csv)作为样例。

数据读取:

# -*- coding:utf-8 -*-
import numpy as np
import pandas as pdfrom datetime import datetimeimport matplotlib.pylab as plt
# 读取数据,pd.read_csv默认生成DataFrame对象,需将其转换成Series对象df = pd.read_csv('AirPassengers.csv', encoding='utf-8', index_col='date')df.index = pd.to_datetime(df.index) # 将字符串索引转换成时间索引ts = df['x'] # 生成pd.Series对象# 查看数据格式ts.head()ts.head().index

新闻标题:用python进行时间序列分析的方法-创新互联
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