Sprawdź zależność w szeregu czasowym

Sprawdź, jak regularnie rejestrowane obserwacje zależą od wcześniejszych wartości.

Poradniki · Statystyka podstawowa · 4 min czytania

Nazwy poleceń aplikacji, identyfikatory kolumn i wartości danych przykładowych zachowano w oryginale. Zrzuty ekranu, wykresy i pliki do pobrania są w języku angielskim.

Przykład: godzinne pomiary temperatury wody lodowej

168 obserwacji: jeden odczyt temperatury co godzinę przez siedem kolejnych dni.

Pobierz przykładowe dane (CSV, po angielsku)

To ten sam przykład, którego użyto w sekcji Help. Zaimportuj plik CSV, aby wykonać opisane kroki, albo wybierz Open example in a practice copy w Help, aby automatycznie wypełnić dane wejściowe.

1. Utwórz obszar roboczy

Na pasku bocznym otwórz Basic Statistics i wybierz Autocorrelation. Utwórz analizę, nadaj jej nazwę, wybierz New blank worksheet, a następnie Create analysis.

2. Zaimportuj przykładowe dane

Pobierz powyższy plik CSV i zaimportuj go do arkusza. Jako separator wybierz Comma, jako separator dziesiętny Dot i zaznacz First row contains column names.

3. Przypisz uporządkowany szereg

Na karcie Inputs przypisz supply_temperature_c do Time series. Zachowaj pierwotną kolejność 168 godzinnych odczytów. Nie usuwaj luk wewnątrz szeregu i nie zakładaj, że sortowanie arkusza zmienia kolejność analizy.

4. Ustaw diagnostykę

W polu Significance level (α) wpisz 0.05. Dla Lag selection wybierz Default; przy 168 obserwacjach status powinien wskazywać 42 lags. Otwórz Residual modeling i pozostaw niezaznaczone Fit a model and analyze residuals.

Autocorrelation: Karta Inputs z przypisaniami i ustawieniami przykładu
Karta Inputs z kolumnami i ustawieniami przykładu przed uruchomieniem analizy (zrzut ekranu po angielsku). Otwórz obraz w pełnym rozmiarze (otwiera się w nowej karcie)

5. Uruchom analizę

Wybierz Run analysis, a następnie otwórz Results.

6. Zinterpretuj wyniki

  1. Odczytaj oś opóźnień

    168 odczytów zebrano co godzinę przez siedem dni. Opóźnienie 1 porównuje sąsiednie godziny, a opóźnienie 24 — odczyty oddalone o dobę. Korelacje mierzą zależność liniową, a nie różnicę temperatur.

  2. Szukaj utrzymywania się i powracania zależności

    ACF dla opóźnienia 1 wynosi około 0.91, a dla opóźnienia 24 około 0.74. Obie wartości przekraczają pokazane granice istotności. Temperatury pozostają powiązane w sąsiednich godzinach, a zależność powraca po dobie. Sprawdź dzienne zapisy eksploatacyjne; sam wykres nie wskazuje przyczyny fizycznej.

    ACF szeregu
    ACF szeregu Otwórz wykres w pełnym rozmiarze (otwiera się w nowej karcie)
  3. Odczytaj korelacje cząstkowe

    Dla opóźnienia 2 ACF wynosi około +0.77, natomiast PACF po uwzględnieniu opóźnienia 1 wynosi około −0.34. Surowa zależność po dwóch godzinach i dodatkowa zależność po korekcie mogą mieć różne znaki. Porównaj PACF z punktowymi granicami istotności. Ten przebieg nie dopasowuje modelu szeregu czasowego.

    PACF szeregu
    PACF szeregu Otwórz wykres w pełnym rozmiarze (otwiera się w nowej karcie)
  4. Odczytaj test łączny

    Do opóźnienia 42 statystyka Ljunga–Boxa Q wynosi 2,246.90. Bardzo mała wartość p jest wyświetlana jako 0 ze względu na precyzję numeryczną, a nie dlatego, że prawdopodobieństwo jest dokładnie zerowe. Istnieją mocne podstawy do stwierdzenia zależności szeregowej.

  5. Uwzględnij zależność w dalszej analizie

    Zachowaj kolejność godzinną i uwzględnij zależność w kolejnej analizie. Traktowanie wszystkich 168 odczytów jako niezależnych może zawyżać siłę dowodów. Ta diagnostyka nie potwierdza statystycznego opanowania ani zdolności procesu.

Więcej szczegółów: omówienie poszczególnych wyników

Pełne tabele wyników zachowują sześć cyfr znaczących, tak jak w sekcji Help.

Diagnostyka autokorelacji szeregu

Effective observations wynosi 168, a Final displayed / tested lag — 42. Alpha wynosi 0.05, a Lag selection to Default. Calculation version określa zastosowane konwencje obliczeń. Statystyka Ljunga–Boxa Q i jej wartość p kumulują informację do ostatniego opóźnienia; wyświetlane zero oznacza ograniczenie prezentacji numerycznej.

Diagnostyka autokorelacji szeregu · Liczba wierszy: 11
StatystykaWartość
Wersja obliczeń2
SzeregPomiary w kolejności
Efektywne obserwacje168
Alfa0.05
Wybór opóźnieńDomyślny (według liczebności próby)
Żądane opóźnieniaDomyślne
Ostatnie wyświetlane / testowane opóźnienie42
Q Ljunga–Boxa2246.9
Stopnie swobody Ljunga–Boxa42
Wartość p Ljunga–Boxa0
InterpretacjaWyniki wskazują na autokorelację szeregu do opóźnienia 42 (α = 0.05).

Korelacje szeregu i skumulowany test Ljunga–Boxa

Lag oznacza odległość w godzinach. ACF to korelacja z wcześniejszą wartością, a PACF uwzględnia opóźnienia pośrednie. ACF T jest ilorazem ACF i jego błędu standardowego i testuje jedno opóźnienie. LBQ, LBQ DF oraz LBQ p-value opisują skumulowany test Ljunga–Boxa do danego opóźnienia. Pokazano wszystkie 42 wiersze; przy większych opóźnieniach dostępnych jest mniej par obserwacji.

ACF T testuje pojedyncze opóźnienie. LBQ i jego wartość p łączą opóźnienia od 1 do opóźnienia wskazanego w danym wierszu.

Korelacje szeregu i skumulowany test Ljunga–Boxa · Liczba wierszy: 42
OpóźnienieACFPACFACF TLBQLBQ DFWartość p LBQ
10.9097260.90972611.7914141.53511.22919e-32
20.769726-0.3357096.12268243.46921.35295e-53
30.590476-0.2578123.90555303.8231.48278e-65
40.392682-0.1534312.3894330.67342.60783e-70
50.191901-0.1127361.12992337.12551.03399e-70
6-0.0126268-0.192623-0.0737881337.15368.82606e-70
7-0.218903-0.237349-1.27918345.65471.04946e-70
8-0.404073-0.1235-2.33857374.79884.57796e-76
9-0.564829-0.172807-3.16745432.10491.91524e-87
10-0.692961-0.192586-3.67284518.904104.02031e-105
11-0.774349-0.13218-3.8097627.98111.44312e-127
12-0.797445-0.048621-3.62281744.402121.36661e-151
13-0.767302-0.0875804-3.24179852.885136.44296e-174
14-0.680068-0.0193745-2.70878938.656142.24161e-191
15-0.55157-0.0449476-2.10687995.445151.27574e-202
16-0.3799820.0736759-1.414551022.57161.64022e-207
17-0.1810780.0576671-0.6662071028.78176.27864e-208
180.02646760.02966840.09712111028.91184.64621e-207
190.22780.04289790.8358491038.86192.67704e-208
200.401449-0.0277181.466921069.96204.61875e-214
210.551640.09390071.990391129.08218.27472e-226
220.6641550.03431122.341771215.37222.34917e-243
230.723244-0.04864392.470741318.39231.75938e-264
240.7363180.03844592.42871425.92241.42531e-286
250.695007-0.02047012.215961522.4252.65207e-306
260.60346-0.0394521.870181595.64260
270.4820560.06897461.463781642.71270
280.3378290.08752171.012991665.99280
290.1783970.07829330.5316891672.53290
300.01497290.07297780.04455011672.58300
31-0.166442-0.110348-0.4952221678.35310
32-0.348901-0.084198-1.036591703.91320
33-0.505749-0.0176767-1.493061758.03330
34-0.603230.185411-1.757671835.58340
35-0.654539-0.0127267-1.873041927.58350
36-0.6538730.0128352-1.833252020.09360
37-0.618623-0.0389209-1.700732103.52370
38-0.549054-0.0347339-1.484132169.75380
39-0.454397-0.0953556-1.212472215.46390
40-0.3274130.0175038-0.8660952239.38400
41-0.181502-0.00499547-0.4779912246.79410
42-0.0225211-0.0156713-0.05922952246.9420

Metoda obliczeń i wyrównanie szeregu

Wiersze opisują mianownik ACF oparty na całym szeregu, rekurencję PACF, błędy standardowe Bartletta i granice istotności t-Studenta. Przy prezentacji diagnostyki zachowaj wersję obliczeń, kolejność arkusza i uwagi o wyrównaniu. Modelowanie reszt jest wyłączone.

Metoda obliczeń i wyrównanie szeregu · Liczba wierszy: 13
StatystykaWartość
Estymator ACFŚrednia i mianownik dla całego szeregu (bez korekty)
Estymator PACFRekurencja Durbina–Levinsona z tej samej nieskorygowanej ACF
Błąd standardowy ACFBartlett: √((1 + 2Σ wcześniejszych ACF²) / n)
ACF TACF / błąd standardowy
Granice istotnościt-Studenta × SE dla ACF; t-Studenta / √n dla PACF
Stopnie swobody rozkładu t-Studenta167
Mnożnik t-Studenta1.97427
Ljung–Boxn(n + 2) Σ ACF(k)² / (n − k); prawdopodobieństwo funkcji przeżycia rozkładu chi-kwadrat
Korekta stopni swobody o dopasowane parametry0
Pierwszy oryginalny wiersz arkusza1
Ostatni oryginalny wiersz arkusza168
Pominięte początkowe puste komórki0
Pominięte końcowe puste komórki0

Błędy standardowe i granice istotności szeregu

Każdy wiersz Lag zawiera ACF SE i dolną oraz górną granicę istotności ACF, a także dolną i górną granicę PACF. Granice ACF zmieniają się wraz z opóźnieniem, natomiast granice PACF są tutaj stałe. Te granice punktowe nie są granicami specyfikacji temperatury ani granicami kontrolnymi procesu. Przeglądanie wielu opóźnień może dawać pojedyncze przekroczenia.

Błędy standardowe i granice istotności szeregu · Liczba wierszy: 42
OpóźnienieBłąd standardowy ACFDolna granica ACFGórna granica ACFDolna granica PACFGórna granica PACF
10.0771517-0.1523180.152318-0.1523180.152318
20.125717-0.24820.2482-0.1523180.152318
30.151189-0.2984880.298488-0.1523180.152318
40.164344-0.3244590.324459-0.1523180.152318
50.169837-0.3353040.335304-0.1523180.152318
60.171123-0.3378420.337842-0.1523180.152318
70.171128-0.3378530.337853-0.1523180.152318
80.172787-0.3411280.341128-0.1523180.152318
90.178323-0.3520580.352058-0.1523180.152318
100.188672-0.3724890.372489-0.1523180.152318
110.203258-0.4012860.401286-0.1523180.152318
120.220118-0.4345730.434573-0.1523180.152318
130.236691-0.4672910.467291-0.1523180.152318
140.25106-0.4956610.495661-0.1523180.152318
150.261796-0.5168560.516856-0.1523180.152318
160.268624-0.5303370.530337-0.1523180.152318
170.271805-0.5366160.536616-0.1523180.152318
180.272522-0.5380320.538032-0.1523180.152318
190.272537-0.5380620.538062-0.1523180.152318
200.273668-0.5402950.540295-0.1523180.152318
210.277151-0.5471720.547172-0.1523180.152318
220.283612-0.5599260.559926-0.1523180.152318
230.292723-0.5779150.577915-0.1523180.152318
240.303173-0.5985460.598546-0.1523180.152318
250.313637-0.6192050.619205-0.1523180.152318
260.322674-0.6370470.637047-0.1523180.152318
270.329324-0.6501740.650174-0.1523180.152318
280.333497-0.6584140.658414-0.1523180.152318
290.335528-0.6624230.662423-0.1523180.152318
300.336092-0.6635370.663537-0.1523180.152318
310.336096-0.6635450.663545-0.1523180.152318
320.336586-0.6645130.664513-0.1523180.152318
330.338732-0.668750.66875-0.1523180.152318
340.343198-0.6775650.677565-0.1523180.152318
350.349452-0.6899130.689913-0.1523180.152318
360.356675-0.7041730.704173-0.1523180.152318
370.36374-0.7181210.718121-0.1523180.152318
380.36995-0.7303810.730381-0.1523180.152318
390.374769-0.7398950.739895-0.1523180.152318
400.378034-0.7463410.746341-0.1523180.152318
410.379718-0.7496660.749666-0.1523180.152318
420.380234-0.7506850.750685-0.1523180.152318
  • Granice dotyczą statystyk dla poszczególnych opóźnień; nie są jednoczesnym pasmem ufności dla wszystkich wyświetlanych opóźnień.

Konwencje obliczeniowe

Wersja obliczeń 2: mianownik ACF dla całego szeregu, rekurencja PACF oparta na nieskorygowanej ACF, błędy standardowe ACF według Bartletta oraz granice istotności oparte na rozkładzie t-Studenta. T ocenia pojedyncze opóźnienie; test Ljunga–Boxa łączy informacje do wskazanego opóźnienia. Ta diagnostyka nie potwierdza stabilności procesu ani przydatności do SPC.

7. Utwórz raport

Zachowaj Series ACF i Series PACF, wszystkie wiersze korelacji i granic, diagnostykę szeregu oraz uwagi o metodzie obliczeń. Zapisz godzinny odstęp i pierwotną kolejność danych oraz zachowaj ostrzeżenia aplikacji dotyczące zależności i interpretacji SPC.

Wybierz Add to report z zakończonego przebiegu. Otwórz Choose individual items and advanced options aby wybrać tabele i wykresy, a następnie wybierz Add to draft. Ukryte elementy pozostają w zapisanej analizie.

Nadaj raportowi nazwę, dodaj cel badania i swoją interpretację. Wybierz Save, sprawdź Preview, a następnie użyj Export → Download HTML. Poniższy przykład zawiera całą wybraną treść, w tym wyniki wykraczające poza jeden ekran.

Raport w języku angielskim. Pełny oryginalny wynik tego przykładu z Help, obejmujący odpowiednie tabele, wykresy i uwagi do obliczeń. Liczby w raporcie zachowują precyzję wyświetlaną przez aplikację. Wyeksportowane wykresy są statyczne. Na wąskich ekranach przewijaj szerokie wykresy i tabele w poziomie.
Zobacz przykładowy raport: Zbadaj zależność w szeregu temperatury wody lodowej

Używamy Microsoft Clarity, w tym nagrań sesji i map cieplnych, aby zrozumieć sposób korzystania z witryny. Możesz korzystać z witryny bez wyrażania zgody na analitykę.

Twój wybór jest zapisywany w tej przeglądarce na sześć miesięcy. Informacja o prywatności

Obecny wybór: Nie wybrano.