Workshop 9 - Arima Huwelijken (1) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *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: Fri, 03 Dec 2010 16:08:16 +0000 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Statistical Computations at FreeStatistics.org, Office for Research Development and Education, URL http://www.freestatistics.org/blog/date/2010/Dec/03/t1291392384bth55ht5m1kdnaa.htm/, Retrieved Fri, 03 Dec 2010 17:06:24 +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/2010/Dec/03/t1291392384bth55ht5m1kdnaa.htm/},
year = {2010},
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@Manual{R,
title = {R: A Language and Environment for Statistical Computing},
author = {{R Development Core Team}},
organization = {R Foundation for Statistical Computing},
address = {Vienna, Austria},
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url = {http://www.R-project.org},
}
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| Original text written by user: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IsPrivate? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| No (this computation is public) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| User-defined keywords: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dataseries X: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 1579 2146 2462 3695 4831 5134 6250 5760 6249 2917 1741 2359 1511 2059 2635 2867 4403 5720 4502 5749 5627 2846 1762 2429 1169 2154 2249 2687 4359 5382 4459 6398 4596 3024 1887 2070 1351 2218 2461 3028 4784 4975 4607 6249 4809 3157 1910 2228 1594 2467 2222 3607 4685 4962 5770 5480 5000 3228 1993 2288 1580 2111 2192 3601 4665 4876 5813 5589 5331 3075 2002 2306 1507 1992 2487 3490 4647 5594 5611 5788 6204 3013 1931 2549 1504 2090 2702 2939 4500 6208 6415 5657 5964 3163 1997 2422 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Output produced by software: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Charts produced by software: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Parameters (Session): | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| par1 = 48 ; par2 = 1 ; par3 = 0 ; par4 = 0 ; par5 = 12 ; par6 = White Noise ; par7 = 0.95 ; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Parameters (R input): | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| par1 = FALSE ; par2 = 1 ; par3 = 0 ; 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') | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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This work is licensed under a
Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 License.
Software written by Ed van Stee & Patrick Wessa
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