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数学知识体系

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⌕2026/8/31
概念

ARIMA模型

自回归(AR)、滑动平均(MA)与差分(I)组合建模趋势与相关性,是时间序列预测的标准工具。

所属主题:应用统计 ↗
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当前概念

ARIMA模型应用统计

01定义

ARIMA(p,d,q) 以自回归 AR(自己的过去)、差分 I(去趋势)、滑动平均 MA(过去的冲击)三件套建模时间序列:先差分求平稳,再拟合 ARMA——Box-Jenkins 方法论至今仍是预测的标准工具。
观测序列(含趋势) 差分 ∇ 平稳化后:拟合 ARMA(p,q) φ(B)∇ᵈX_t = θ(B)ε_t:B 为后移算子
Box-Jenkins 流程:差分平稳化后拟合 ARMA

02核心要点

01

AR 与 MA

AR(p):Xt=∑ϕiXt−i+εtX_t=\sum\phi_iX_{t-i}+\varepsilon_t,自相关拖尾、偏自相关截尾;MA(q) 相反——ACF/PACF 的截尾模式是定阶的古典线索。

02

平稳与差分

ARMA 要求(弱)平稳:均值方差恒定、自协方差只看时滞;单位根检验(ADF)判趋势,d 阶差分去之;季节模式加 SARIMA 项。

03

信息准则定阶

AIC/BIC 在似然与复杂度间权衡选 (p,q)(p,q);残差须如白噪声(Ljung-Box 检验)——模型 adequacy 的最后检查。

03关键公式

ϕ(B)(1−B)dXt=θ(B)εt\phi(B)(1-B)^dX_t=\theta(B)\varepsilon_t

04历史沿革

尤尔 1927 年提出自回归模型;沃克发展滑动平均;博克斯与詹金斯 1970 年《时间序列分析》确立系统化方法论。

05应用与延伸

经济预测(通胀、销量)、电力负荷预测、传感器数据去噪、库存与供应链计划。

06交互演示

AR(1) 时间序列:均值回归与自相关拖 φ 接近 1:序列越来越「漂」,理论 ACF 衰减越来越慢

07相关概念