ARIMA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *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: Mon, 21 Dec 2009 09:40:00 -0700 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Statistical Computations at FreeStatistics.org, Office for Research Development and Education, URL http://www.freestatistics.org/blog/date/2009/Dec/21/t12614136601mkf00qsapwdgbm.htm/, Retrieved Mon, 21 Dec 2009 17:41:09 +0100 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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/2009/Dec/21/t12614136601mkf00qsapwdgbm.htm/},
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title = {R: A Language and Environment for Statistical Computing},
author = {{R Development Core Team}},
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| Original text written by user: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IsPrivate? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| No (this computation is public) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| User-defined keywords: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dataseries X: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 36845 35338 35022 34777 26887 23970 22780 17351 21382 24561 17409 11514 31514 27071 29462 26105 22397 23843 21705 18089 20764 25316 17704 15548 28029 29383 36438 32034 22679 24319 18004 17537 20366 22782 19169 13807 29743 25591 29096 26482 22405 27044 17970 18730 19684 19785 18479 10698 31956 29506 34506 27165 26736 23691 18157 17328 18205 20995 17382 9367 31124 26551 30651 25859 25100 25778 20418 18688 20424 24776 19814 12738 31566 30111 30019 31934 25826 26835 20205 17789 20520 22518 15572 11509 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Output produced by software: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Charts produced by software: |
| Parameters (Session): | par1 = FALSE ; par2 = 1 ; par3 = 1 ; par4 = 1 ; par5 = 12 ; par6 = 3 ; par7 = 1 ; par8 = 2 ; par9 = 1 ; | | Parameters (R input): | par1 = FALSE ; par2 = 1 ; 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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