ARIMA Model2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *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: Wed, 29 Dec 2010 18:49:41 +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/29/t1293648473rmhaf6nakhdqecn.htm/, Retrieved Wed, 29 Dec 2010 19:47:53 +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/29/t1293648473rmhaf6nakhdqecn.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},
year = {2010},
note = {{ISBN} 3-900051-07-0},
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: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| » Textbox « » Textfile « » CSV « | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 621 587 655 517 646 657 382 345 625 654 606 510 614 647 580 614 636 388 356 639 753 611 639 630 586 695 552 619 681 421 307 754 690 644 643 608 651 691 627 634 731 475 337 803 722 590 724 627 696 825 677 656 785 412 352 839 729 696 641 695 638 762 635 721 854 418 367 824 687 601 676 740 691 683 594 729 731 386 331 706 715 657 653 642 643 718 654 632 731 392 344 792 852 649 629 685 617 715 715 629 916 531 357 917 828 708 858 775 785 1006 789 734 906 532 387 991 841 892 782 813 793 978 775 797 946 594 438 1022 868 795 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Output produced by software: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Charts produced by software: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Parameters (Session): | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| par1 = 12 ; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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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