MA 모델 추정 및 예측

R로 배우는 시계열 분석

David S. Matteson

Associate Professor at Cornell University

  • 미국 월별 인플레이션율 (퍼센트, 연율 기준)
  • 1950년부터 1990년까지의 월별 관측값
data(Mishkin, package = "Ecdat")
inflation <- as.ts(Mishkin[, 1])

inflation_changes <- diff(inflation)
ts.plot(inflation) ; ts.plot(inflation_changes)

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MA 프로세스: 인플레이션율 변화 - II

  • Inflation_changes: 미국 월별 인플레이션율의 변화
  • 시계열과 표본 ACF 플롯:
ts.plot(inflation_changes)
acf(inflation_changes, lag.max = 24)

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$Today = Mean + Noise + Slope * (Yesterday's Noise)$ $$Y_t = \mu + \epsilon_t + \theta\epsilon_{t-1}$$ $$\epsilon_t ~ WhiteNoise(0, \sigma_{\epsilon}^2)$$

MA_inflation_changes <- arima(inflation_changes, 
                              order = c(0, 0, 1))

print(MA_inflation_changes)
Coefficients:
         ma1  intercept
      -0.7932    0.0010
s.e.   0.0355    0.0281
sigma^2 estimated as 8.882

ma1 = $\hat{\theta}$, intercept = $\hat{\mu}$, sigma^2 = $\hat{\sigma^2_{\epsilon}}$

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MA 프로세스: 적합값 - I

  • MA 적합값:

$$\hat{Y_t} = \hat{\mu} +\hat{\theta}\hat{\epsilon_{t-1}}$$

  • 잔차 =

$$\hat{\epsilon_t} = Y_t - \hat{Y_t}$$

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ts.plot(inflation_changes)
MA_inflation_changes_fitted <- 
    inflation_changes - residuals(MA_inflation_changes)

points(MA_inflation_changes_fitted, type = "l", col = "red", lty = 2)

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예측

  • 1단계 앞 예측:
predict(MA_inflation_changes)$pred
Jan
1991 4.831632
predict(MA_inflation_changes)$se
Jan
1991 2.980203
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예측 (계속)

  • h단계 앞 예측:
    predict(MA_inflation_changes, n.ahead = 6)$pred
    
           Jan       Feb       Mar       Apr       May       Jun
1991  4.831632  0.001049  0.001049  0.001049  0.001049  0.001049
predict(MA_inflation_changes, n.ahead = 6)$se
           Jan       Feb       Mar       Apr       May       Jun
1991  2.980203  3.803826  3.803826  3.803826  3.803826  3.803826
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연습해 봅시다!

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