Проверка зависимости во временном ряду

Изучите связь наблюдений, полученных через равные интервалы, с более ранними значениями.

Руководства · Основы статистики · 4 мин чтения

Названия команд приложения, идентификаторы рабочих листов и значения данных примеров сохраняют исходное написание. Снимки экрана, графики и загружаемые файлы представлены на английском языке.

Пример: почасовая температура охлаждённой воды

168 наблюдений: по одному измерению температуры каждый час в течение семи последовательных дней.

Загрузить данные примера (CSV)

Это тот же пример, что и в Help. Импортируйте CSV, чтобы выполнить шаги, или используйте Open example in a practice copy в Help для предварительного заполнения входных данных.

1. Создайте рабочее пространство

На боковой панели откройте Basic Statistics и выберите Autocorrelation. Создайте анализ, задайте ему имя, выберите New blank worksheet, затем нажмите Create analysis.

2. Импортируйте данные примера

Загрузите CSV выше и импортируйте его в рабочий лист. Выберите Comma как разделитель, Dot как десятичный разделитель и First row contains column names.

3. Назначьте упорядоченный ряд

На вкладке Inputs назначьте supply_temperature_c в Time series. Сохраните 168 почасовых измерений в порядке их записи. Не удаляйте внутренние пропуски и не предполагайте, что сортировка рабочего листа меняет порядок анализа.

4. Настройте диагностику

Введите 0.05 в Significance level (α). Выберите Default в Lag selection; для 168 наблюдений статус должен показывать 42 lags. Откройте Residual modeling и оставьте Fit a model and analyze residuals неотмеченным.

Autocorrelation: Inputs с выбранными столбцами и настройками примера
Inputs со столбцами и настройками примера перед запуском анализа. Посмотреть изображение в полном размере (в новой вкладке)

5. Выполните анализ

Выберите Run analysis, затем откройте Results.

6. Интерпретируйте результаты

  1. Прочитайте ось лагов

    168 измерений получены ежечасно за семь дней. Лаг 1 сопоставляет соседние часы; лаг 24 — измерения с интервалом в сутки. Корреляции измеряют линейную связь, а не разность температур.

  2. Ищите устойчивость связи и её повторение

    ACF при лаге 1 составляет около 0.91, а при лаге 24 — около 0.74. Обе величины выходят за показанные границы значимости. Температуры обычно связаны в соседние часы; связь повторяется и с интервалом в сутки. Изучите суточные эксплуатационные записи; график не устанавливает физическую причину.

    ACF ряда
    ACF ряда Посмотреть график в полном размере (в новой вкладке)
  3. Прочитайте частные корреляции

    При лаге 2 ACF составляет около +0.77, а PACF — около −0.34 после учёта лага 1. Исходная связь с интервалом в два часа и дополнительная связь после корректировки могут различаться по знаку. Сопоставляйте PACF с её поточечными границами; при этом запуске модель временного ряда не подгоняется.

    PACF ряда
    PACF ряда Посмотреть график в полном размере (в новой вкладке)
  4. Прочитайте совокупный критерий

    Вплоть до лага 42 Q Льюнга — Бокса равен 2,246.90. Его крайне малое p-значение отображается как 0 из-за численной точности, а не потому, что вероятность в точности равна нулю. Имеются убедительные свидетельства последовательной зависимости.

  5. Учитывайте зависимость в дальнейшей работе

    Сохраните почасовую последовательность и учтите зависимость в следующем анализе. Если считать все 168 измерений независимыми, можно переоценить объём доступных свидетельств. Эта диагностика не устанавливает статистическую управляемость или возможности процесса.

Подробнее: прочитайте каждый раздел результатов

Полные таблицы результатов используют шесть значащих цифр, как в Help.

Диагностика автокорреляции ряда

Число эффективных наблюдений равно 168, последний отображаемый и проверяемый лаг — 42. Альфа равна 0.05; выбор лагов — «По умолчанию». Версия расчёта определяет соглашения диагностики. Q Льюнга — Бокса и его p-значение накапливают свидетельства вплоть до последнего лага; отображаемый ноль следует читать как ограничение численного представления.

Диагностика автокорреляции ряда · 11 строк
СтатистикаЗначение
Версия расчёта2
РядУпорядоченные измерения
Эффективное число наблюдений168
Альфа0.05
Выбор лаговПо умолчанию (рекомендация по объёму выборки)
Запрошенные лагиПо умолчанию
Последний отображаемый / проверяемый лаг42
Q Льюнга–Бокса2246.9
Степени свободы Льюнга–Бокса42
p-значение Льюнга–Бокса0
ИнтерпретацияСвидетельство автокорреляции в ряду до лага 42 (α = 0.05).

Корреляции ряда и накопленный критерий Льюнга — Бокса

Лаг — интервал в часах. ACF — корреляция с тем более ранним значением; PACF учитывает промежуточные лаги. ACF T равен ACF, делённой на её стандартную ошибку, и проверяет один лаг. LBQ, число степеней свободы LBQ и p-значение LBQ задают накопленный критерий Льюнга — Бокса вплоть до каждого лага. Показаны все 42 строки; для более поздних лагов используется меньше пар наблюдений.

ACF T проверяет отдельный лаг. LBQ и его p-значение объединяют лаги от 1 до лага данной строки.

Корреляции ряда и накопленный критерий Льюнга — Бокса · 42 строки
ЛагACFPACFACF TLBQСтепени свободы LBQp-значение 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

Метод расчёта и выравнивание ряда

Эти строки фиксируют знаменатель ACF по всему ряду, рекурсию PACF, стандартные ошибки по Бартлетту и границы значимости по t-распределению Стьюдента. Сохраните версию расчёта, порядок рабочего листа и примечания о выравнивании вместе с сообщаемой диагностикой. Моделирование остатков отключено.

Метод расчёта и выравнивание ряда · 13 строк
СтатистикаЗначение
Оценка ACFСреднее и знаменатель по всему ряду (без поправки)
Оценка PACFРекурсия Дурбина–Левинсона по той же ACF без поправки
Стандартная ошибка ACFБартлетт: √((1 + 2Σ предыдущих ACF²) / n)
ACF TACF / стандартная ошибка
Границы значимостиt Стьюдента × SE для ACF; t Стьюдента / √n для PACF
Степени свободы t Стьюдента167
Множитель t Стьюдента1.97427
Ljung–Boxn(n + 2) Σ ACF(k)² / (n − k); вероятность верхнего хвоста хи-квадрат
Поправка степеней свободы на оценённые параметры0
Первая исходная строка рабочего листа1
Последняя исходная строка рабочего листа168
Начальные пустые ячейки исключены0
Конечные пустые ячейки исключены0

Стандартные ошибки и границы значимости ряда

Каждая строка лага даёт стандартную ошибку ACF и её нижнюю и верхнюю границы значимости, а также нижнюю и верхнюю границы PACF. Границы ACF меняются с лагом, а границы PACF здесь постоянны. Эти поточечные границы не являются допусками температуры или контрольными границами процесса; просмотр многих лагов может давать отдельные сигналы.

Стандартные ошибки и границы значимости ряда · 42 строки
ЛагСтандартная ошибка ACFНижняя граница ACFВерхняя граница ACFНижняя граница PACFВерхняя граница 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
  • Границы описывают статистики отдельных лагов; это не одновременная доверительная полоса для всех показанных лагов.

Соглашения расчёта

Версия расчёта 2: знаменатель ACF по всему ряду, рекурсия нескорректированной ACF для PACF, стандартные ошибки ACF по Бартлетту и границы значимости по t-распределению Стьюдента. T оценивает один лаг; критерий Льюнга — Бокса накапливает свидетельства вплоть до указанного лага. Эта диагностика не устанавливает стабильность процесса или пригодность для SPC.

7. Создайте отчёт

Сохраните Series ACF и Series PACF, все строки корреляций и границ, диагностику ряда и примечания о методе расчёта. Зафиксируйте часовой интервал и исходный порядок; сохраните предупреждения приложения о зависимости и интерпретации SPC.

Выберите Add to report в завершённом анализе. Откройте Choose individual items and advanced options для выбора таблиц и графиков, затем выберите Add to draft. Скрытые элементы остаются в сохранённом анализе.

Назовите отчёт и добавьте цель исследования и свою интерпретацию. Выберите Save, просмотрите Preview, затем используйте Export → Download HTML. Пример ниже содержит весь выбранный материал, включая результаты за пределами одного экрана.

Этот отчёт создан в приложении и представлен на английском языке. Полный вывод приложения для этого примера Help, включая применимые таблицы, графики и примечания к расчёту. Числа в отчёте используют точность отображения приложения. Экспортируемые графики статичны. На узких экранах прокручивайте широкие графики и таблицы по горизонтали.
Посмотреть пример отчёта: Изучите зависимость в ряду температуры охлаждённой воды

Мы используем Microsoft Clarity, чтобы понимать, как посетители пользуются сайтом, включая записи сеансов и тепловые карты. Вы можете пользоваться сайтом без согласия на аналитику.

Ваш выбор сохраняется в этом браузере шесть месяцев. Уведомление о конфиденциальности

Текущий выбор: Не выбрано.