python-arima模型statsmodels库实现-有数据集(续)-statsmodels-0.9.0版本

python-arima模型statsmodels库实现-有数据集(续)

这篇博客是上一篇python-arima模型statsmodels库实现的续集,上一篇采用的statsmodels版本应该要高一点,如果使用低版本的statsmodels代码会有bug,这一篇则是针对statsmodels-0.9.0版本的代码。

代码如下:

python 复制代码
#coding=gbk
import  numpy  as np
import pandas as pd
import os
from numpy import NaN
from numpy import nan
import matplotlib.pyplot as plt
import statsmodels.api as sm     #acf,pacf图
from statsmodels.tsa.stattools import adfuller  #adf检验
from pandas.plotting import autocorrelation_plot
from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA
from statsmodels.stats.diagnostic import acorr_ljungbox

import statsmodels.api as sm
import matplotlib as mpl
path="E:/data/china_data.xlsx"
# 为了控制计算量,我们限制AR最大阶不超过6,MA最大阶不超过4。





plt.style.use('fivethirtyeight')
mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
mpl.rcParams['font.serif'] = ['SimHei']
mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
df=pd.read_excel(path)
#print(df)
#help(df)

#for index, row in df.iterrows():

df=df.replace(NaN, "null")
#  print(index, row)
print(df)
def  f(column):
    r=0
    inde1=0
    index2=len(column)-1
    for i in range(len(column)):
     #   print(column[len(column)-i-1])
        if   column[len(column)-i-1] is "null" and r==1:
            index2=i
            return index1,index2
       
        if   column[len(column)-i-1]!= "null" and r==0:
             index1=i
             r=1
    return index1,index2
           
        
#df['时间(年)']=pd.to_datetime(df['时间(年)'])

print(df.columns)
print(df[df.columns[0]])
indexz=df.columns[0]


def adf_test(data):#小于0.05则是平稳序列
   # print("data:",data.values)
    data_z=np.array(list(data.values))
    #print(data_z.reshape(-1,))
    
   
    t = adfuller(data_z.reshape(-1,))
    
    print("p-value:",t[1])
def  box_pierce_test(data):#小于0.05,不是白噪声序列
    print(acorr_ljungbox(data, lags=1)) 

def  stability_judgment(data):
    fig = plt.figure(figsize=(12,8))
    ax1=fig.add_subplot(211)
    fig = sm.graphics.tsa.plot_acf(data,lags=5,ax=ax1)
    ax2 = fig.add_subplot(212)
    fig = sm.graphics.tsa.plot_pacf(data,lags=5,ax=ax2)
    plt.show()


def  model_fit(data,df,index,length,index1,index2):
    data_diff=df[["时间(年)",index]][length-index2:length-index1]
  #  sm.tsa.arma_order_select_ic(data_diff,max_ar=6,max_ma=4,ic='aic')['aic_min_order']  # AIC


    #对模型进行定阶
    pmax = int(len(data) / 10)    #一般阶数不超过 length /10
    qmax = int(len(data) / 10)
    if  pmax>4:pmax=6
    if  qmax>4:qmax=4
    bic_matrix = []
    print("data",data)

   # help(sm.tsa.arima.ARIMA)
    for p in range(pmax +1):
        temp= []
        for q in range(qmax+1):
            try:
         #  ARIMA(train_data, order=(1,1,1))

          # print(sm.tsa.arima.ARIMA(data,order=(p,1,q)).fit())
                  temp.append(sm.tsa.ARIMA(data,order=(p,1,q)).fit().bic)
                #  print(temp)
            except:
                temp.append(None)
           # temp.append(sm.tsa.arima.ARIMA(data,order=(p,1,q)).fit().bic)
            bic_matrix.append(temp)
             
    bic_matrix = pd.DataFrame(bic_matrix)   #将其转换成Dataframe 数据结构
    print("bic_matrix",bic_matrix)
    p,q = bic_matrix.stack().astype(float).idxmin()   #先使用stack 展平, 然后使用 idxmin 找出最小值的位置
    print(u'BIC 最小的p值 和 q 值:%s,%s' %(p,q))  #  BIC 最小的p值 和 q 值:0,1
   
    model = sm.tsa.ARIMA(data, order=(p,1,q)).fit()
    model.summary()        #生成一份模型报告
    predictions_ARIMA_diff = pd.Series(model.fittedvalues, copy=True)
    print(predictions_ARIMA_diff)
    model.forecast(5)   #为未来5天进行预测, 返回预测结果, 标准误差, 和置信区间


    


for index, column in df.iteritems():
    if index==indexz:
        continue
    index1,index2 =f(column)
    length=len(column)
   # print("index1 index2:",index1,index2)

  #  print(column[length-index2-1:length-index1])
    print(index)
    df[index]=df[index].replace( "null",0)
    df[index].astype('float')
    
    df[str(index)+"diff1"]=df[index].diff(1)
    df[str(index)+"diff2"]=df[index+"diff1"].diff(1)
    # 一阶差分还原
    # tmpdata2:原数据
    # pred:一阶差分后的预测数据
    #df_shift = tmpdata2['ecpm_tomorrow'].shift(1)
    #predict = pred.add(df_shift)
    # predict = pred + df_shift

   # print(index2-index1)
    #print(df[["时间(年)",index]][length-index2:length-index1])
    adf_test(df[[index]][length-index2:length-index1])
    box_pierce_test(df[[index]][length-index2:length-index1])
    model_fit(df[[index]][length-index2:length-index1],df,index,length,index1,index2)
   
  ## model_fit(data,p,q)


    stability_judgment(df[[index]][length-index2:length-index1])

    stability_judgment(df[[str(index)+"diff1"]][length-index2:length-index1])
  #  stability_judgment(df[[str(index)+"diff2"]][length-index2:length-index1])

    plt.plot(df[["时间(年)"]][length-index2:length-index1],df[[index]][length-index2:length-index1],label="diff0")
    plt.plot(df[["时间(年)"]][length-index2:length-index1],df[[str(index)+"diff1"]][length-index2:length-index1],label="diff1")
 #   plt.plot(df[["时间(年)"]][length-index2:length-index1],df[[str(index)+"diff2"]][length-index2:length-index1],label="diff2")

   # df[["时间(年)",index]][length-index2:length-index1].plot(x=indexz,y=index,figsize=(9,9))
    plt.xlabel("时间(年)")
    plt.ylabel(index)
    plt.legend()
    plt.show()
 




os.system("pause")

运行结果如下:

大家可

大家可以学习一下哈。

相关推荐
“AI国潮设计-小江”1 小时前
《Python+SDXL实战:用ControlNet精准控制“英歌舞翻糖吐司”构图,附批量生成脚本》
开发语言·人工智能·python·prompt·aigc
程序喵大人2 小时前
【C++入门】编译链接模型 - 01 一个 C++ 程序是怎样变成可执行文件的
开发语言·c++·编译链接模型
wenwen_chao2 小时前
Python学习与开发资源合集:实用技巧与工具推荐
python
for_ever_love__3 小时前
函数——参数、lambda、*args与作用域
python·函数·大模型开发·编程基础
东莞市云毅网络有限公司3 小时前
企业资料时效性判定:Last-Modified、正文日期与版本字段三路交叉
python·sqlite·自动化运维·geo·数据监测
Query*3 小时前
深入浅出LangGraph【一】_基础篇
python·ai·langchain
sunshine22 girl3 小时前
Java学习七 Java 项目实战1-项目创建和主页面搭建
java·开发语言·学习
XiaoMaqqqq3 小时前
市面上正规的IP驱动产业新场景新工具哪家强
运维·python·网络协议·tcp/ip
菜鸟~noob2334 小时前
【电子战】第三季预告—波武器与电子系统强力毁伤
开发语言·数据库·matlab·电子战
ShyanZh4 小时前
【Python3基础】19-Socket 与 TCP、UDP 编程
python·网络协议·tcp/ip·udp