ARIMA Backward Selection Paper | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *The author of this computation has been verified* | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| R Software Module: rwasp_arimabackwardselection.wasp (opens new window with default values) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title produced by software: ARIMA Backward Selection | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Date of computation: Thu, 11 Dec 2008 07:46:40 -0700 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Statistical Computations at FreeStatistics.org, Office for Research Development and Education, URL http://www.freestatistics.org/blog/date/2008/Dec/11/t1229006942imgxemw9vhykr4v.htm/, Retrieved Thu, 11 Dec 2008 14:49:08 +0000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| BibTeX entries for LaTeX users: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
@Manual{KEY,
author = {{YOUR NAME}},
publisher = {Office for Research Development and Education},
title = {Statistical Computations at FreeStatistics.org, URL http://www.freestatistics.org/blog/date/2008/Dec/11/t1229006942imgxemw9vhykr4v.htm/},
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@Manual{R,
title = {R: A Language and Environment for Statistical Computing},
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address = {Vienna, Austria},
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url = {http://www.R-project.org},
}
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| Family? (F = Feedback message, R = changed R code, M = changed R Module, P = changed Parameters, D = changed Data) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Feedback Forum: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Original text written by user: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IsPrivate? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| User-defined keywords: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dataseries X: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 492865 480961 461935 456608 441977 439148 488180 520564 501492 485025 464196 460170 467037 460070 447988 442867 436087 431328 484015 509673 512927 502831 470984 471067 476049 474605 470439 461251 454724 455626 516847 525192 522975 518585 509239 512238 519164 517009 509933 509127 500857 506971 569323 579714 577992 565464 547344 554788 562325 560854 555332 543599 536662 542722 593530 610763 612613 611324 594167 595454 590865 589379 584428 573100 567456 569028 620735 628884 628232 612117 595404 597141 593408 590072 579799 574205 572775 572942 619567 625809 619916 587625 565742 557274 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Output produced by software: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Charts produced by software: |
| Parameters (Session): | par1 = FALSE ; par2 = 1.5 ; par3 = 1 ; par4 = 1 ; par5 = 12 ; par6 = 3 ; par7 = 1 ; par8 = 2 ; par9 = 1 ; | | Parameters (R input): | par1 = FALSE ; par2 = 1.5 ; par3 = 1 ; par4 = 1 ; par5 = 12 ; par6 = 3 ; par7 = 1 ; par8 = 2 ; par9 = 1 ; | | R code (references can be found in the software module): | library(lattice)
| if (par1 == 'TRUE') par1 <- TRUE if (par1 == 'FALSE') par1 <- FALSE par2 <- as.numeric(par2) #Box-Cox lambda transformation parameter par3 <- as.numeric(par3) #degree of non-seasonal differencing par4 <- as.numeric(par4) #degree of seasonal differencing par5 <- as.numeric(par5) #seasonal period par6 <- as.numeric(par6) #degree (p) of the non-seasonal AR(p) polynomial par7 <- as.numeric(par7) #degree (q) of the non-seasonal MA(q) polynomial par8 <- as.numeric(par8) #degree (P) of the seasonal AR(P) polynomial par9 <- as.numeric(par9) #degree (Q) of the seasonal MA(Q) polynomial armaGR <- function(arima.out, names, n){ try1 <- arima.out$coef try2 <- sqrt(diag(arima.out$var.coef)) try.data.frame <- data.frame(matrix(NA,ncol=4,nrow=length(names))) dimnames(try.data.frame) <- list(names,c('coef','std','tstat','pv')) try.data.frame[,1] <- try1 for(i in 1:length(try2)) try.data.frame[which(rownames(try.data.frame)==names(try2)[i]),2] <- try2[i] try.data.frame[,3] <- try.data.frame[,1] / try.data.frame[,2] try.data.frame[,4] <- round((1-pt(abs(try.data.frame[,3]),df=n-(length(try2)+1)))*2,5) vector <- rep(NA,length(names)) vector[is.na(try.data.frame[,4])] <- 0 maxi <- which.max(try.data.frame[,4]) continue <- max(try.data.frame[,4],na.rm=TRUE) > .05 vector[maxi] <- 0 list(summary=try.data.frame,next.vector=vector,continue=continue) } arimaSelect <- function(series, order=c(13,0,0), seasonal=list(order=c(2,0,0),period=12), include.mean=F){ nrc <- order[1]+order[3]+seasonal$order[1]+seasonal$order[3] coeff <- matrix(NA, nrow=nrc*2, ncol=nrc) pval <- matrix(NA, nrow=nrc*2, ncol=nrc) mylist <- rep(list(NULL), nrc) names <- NULL if(order[1] > 0) names <- paste('ar',1:order[1],sep='') if(order[3] > 0) names <- c( names , paste('ma',1:order[3],sep='') ) if(seasonal$order[1] > 0) names <- c(names, paste('sar',1:seasonal$order[1],sep='')) if(seasonal$order[3] > 0) names <- c(names, paste('sma',1:seasonal$order[3],sep='')) arima.out <- arima(series, order=order, seasonal=seasonal, include.mean=include.mean, method='ML') mylist[[1]] <- arima.out last.arma <- armaGR(arima.out, names, length(series)) mystop <- FALSE i <- 1 coeff[i,] <- last.arma[[1]][,1] pval [i,] <- last.arma[[1]][,4] i <- 2 aic <- arima.out$aic while(!mystop){ mylist[[i]] <- arima.out arima.out <- arima(series, order=order, seasonal=seasonal, include.mean=include.mean, method='ML', fixed=last.arma$next.vector) aic <- c(aic, arima.out$aic) last.arma <- armaGR(arima.out, names, length(series)) mystop <- !last.arma$continue coeff[i,] <- last.arma[[1]][,1] pval [i,] <- last.arma[[1]][,4] i <- i+1 } list(coeff, pval, mylist, aic=aic) } arimaSelectplot <- function(arimaSelect.out,noms,choix){ noms <- names(arimaSelect.out[[3]][[1]]$coef) coeff <- arimaSelect.out[[1]] k <- min(which(is.na(coeff[,1])))-1 coeff <- coeff[1:k,] pval <- arimaSelect.out[[2]][1:k,] aic <- arimaSelect.out$aic[1:k] coeff[coeff==0] <- NA n <- ncol(coeff) if(missing(choix)) choix <- k layout(matrix(c(1,1,1,2, 3,3,3,2, 3,3,3,4, 5,6,7,7),nr=4), widths=c(10,35,45,15), heights=c(30,30,15,15)) couleurs <- rainbow(75)[1:50]#(50) ticks <- pretty(coeff) par(mar=c(1,1,3,1)) plot(aic,k:1-.5,type='o',pch=21,bg='blue',cex=2,axes=F,lty=2,xpd=NA) points(aic[choix],k-choix+.5,pch=21,cex=4,bg=2,xpd=NA) title('aic',line=2) par(mar=c(3,0,0,0)) plot(0,axes=F,xlab='',ylab='',xlim=range(ticks),ylim=c(.1,1)) rect(xleft = min(ticks) + (0:49)/50*(max(ticks)-min(ticks)), xright = min(ticks) + (1:50)/50*(max(ticks)-min(ticks)), ytop = rep(1,50), ybottom= rep(0,50),col=couleurs,border=NA) axis(1,ticks) rect(xleft=min(ticks),xright=max(ticks),ytop=1,ybottom=0) text(mean(coeff,na.rm=T),.5,'coefficients',cex=2,font=2) par(mar=c(1,1,3,1)) image(1:n,1:k,t(coeff[k:1,]),axes=F,col=couleurs,zlim=range(ticks)) for(i in 1:n) for(j in 1:k) if(!is.na(coeff[j,i])) { if(pval[j,i]<.01) symb = 'green' else if( (pval[j,i]<.05) & (pval[j,i]>=.01)) symb = 'orange' else if( (pval[j,i]<.1) & (pval[j,i]>=.05)) symb = 'red' else symb = 'black' polygon(c(i+.5 ,i+.2 ,i+.5 ,i+.5), c(k-j+0.5,k-j+0.5,k-j+0.8,k-j+0.5), col=symb) if(j==choix) { rect(xleft=i-.5, xright=i+.5, ybottom=k-j+1.5, ytop=k-j+.5, lwd=4) text(i, k-j+1, round(coeff[j,i],2), cex=1.2, font=2) } else{ rect(xleft=i-.5,xright=i+.5,ybottom=k-j+1.5,ytop=k-j+.5) text(i,k-j+1,round(coeff[j,i],2),cex=1.2,font=1) } } axis(3,1:n,noms) par(mar=c(0.5,0,0,0.5)) plot(0,axes=F,xlab='',ylab='',type='n',xlim=c(0,8),ylim=c(-.2,.8)) cols <- c('green','orange','red','black') niv <- c('0','0.01','0.05','0.1') for(i in 0:3){ polygon(c(1+2*i ,1+2*i ,1+2*i-.5 ,1+2*i), c(.4 ,.7 , .4 , .4), col=cols[i+1]) text(2*i,0.5,niv[i+1],cex=1.5) } text(8,.5,1,cex=1.5) text(4,0,'p-value',cex=2) box() residus <- arimaSelect.out[[3]][[choix]]$res par(mar=c(1,2,4,1)) acf(residus,main='') title('acf',line=.5) par(mar=c(1,2,4,1)) pacf(residus,main='') title('pacf',line=.5) par(mar=c(2,2,4,1)) qqnorm(residus,main='') title('qq-norm',line=.5) qqline(residus) residus } if (par2 == 0) x <- log(x) if (par2 != 0) x <- x^par2 (selection <- arimaSelect(x, order=c(par6,par3,par7), seasonal=list(order=c(par8,par4,par9), period=par5))) bitmap(file='test1.png') resid <- arimaSelectplot(selection) dev.off() resid bitmap(file='test2.png') acf(resid,length(resid)/2, main='Residual Autocorrelation Function') dev.off() bitmap(file='test3.png') pacf(resid,length(resid)/2, main='Residual Partial Autocorrelation Function') dev.off() bitmap(file='test4.png') cpgram(resid, main='Residual Cumulative Periodogram') dev.off() bitmap(file='test5.png') hist(resid, main='Residual Histogram', xlab='values of Residuals') dev.off() bitmap(file='test6.png') densityplot(~resid,col='black',main='Residual Density Plot', xlab='values of Residuals') dev.off() bitmap(file='test7.png') qqnorm(resid, main='Residual Normal Q-Q Plot') qqline(resid) dev.off() ncols <- length(selection[[1]][1,]) nrows <- length(selection[[2]][,1])-1 load(file='createtable') a<-table.start() a<-table.row.start(a) a<-table.element(a,'ARIMA Parameter Estimation and Backward Selection', ncols+1,TRUE) a<-table.row.end(a) a<-table.row.start(a) a<-table.element(a,'Iteration', header=TRUE) for (i in 1:ncols) { a<-table.element(a,names(selection[[3]][[1]]$coef)[i],header=TRUE) } a<-table.row.end(a) for (j in 1:nrows) { a<-table.row.start(a) mydum <- 'Estimates (' mydum <- paste(mydum,j) mydum <- paste(mydum,')') a<-table.element(a,mydum, header=TRUE) for (i in 1:ncols) { a<-table.element(a,round(selection[[1]][j,i],4)) } a<-table.row.end(a) a<-table.row.start(a) a<-table.element(a,'(p-val)', header=TRUE) for (i in 1:ncols) { mydum <- '(' mydum <- paste(mydum,round(selection[[2]][j,i],4),sep='') mydum <- paste(mydum,')') a<-table.element(a,mydum) } a<-table.row.end(a) } a<-table.end(a) table.save(a,file='mytable.tab') a<-table.start() a<-table.row.start(a) a<-table.element(a,'Estimated ARIMA Residuals', 1,TRUE) a<-table.row.end(a) a<-table.row.start(a) a<-table.element(a,'Value', 1,TRUE) a<-table.row.end(a) for (i in (par4*par5+par3):length(resid)) { a<-table.row.start(a) a<-table.element(a,resid[i]) a<-table.row.end(a) } a<-table.end(a) table.save(a,file='mytable1.tab') | Copyright
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