缺失值 - Arima 模型

Question

我有一个关于产品销售的每日时间序列，我的序列从 01/01/2016 开始到 31/08/2017。

考虑到这是一个为期六天的一周（我的一周从星期一开始到星期六结束）没有星期日的数据，我明白在运行创建 Arima 模型之前我需要先填充缺失值。这是我需要帮助的地方：我读到我可以用 na.approx 或 NA 填充缺失值，但我不知道该怎么做。

你可以在这里看到我的系列：

https://drive.google.com/file/d/0BzIf8XvzKOGWSm1ucUdYUVhfVGs/view?usp=sharing

如您所见，周日没有数据。我需要知道如何将缺失值填充到运行 Arima 模型并能够预测 2017 年的剩余时间。

Answer 1

这里有三种方法：

library(lubridate)
library(xts)
library(dplyr)
library(forecast)

df$Date = mdy(df$Date)

删除星期日：

ts_no_sunday = df %>%
  filter(wday(df$Date) != 1) %>%
  {xts(.$Units, .$Date)}

plot(ts_no_sunday)

no_sunday_arima = auto.arima(ts_no_sunday)

plot(forecast(no_sunday_arima, h = 10))

用 NA 替换星期日：

ts_sunday = df %>%
  mutate(Units = replace(Units, which(wday(df$Date) == 1), NA)) %>%
  {xts(.$Units, .$Date)}

plot(ts_sunday)

sunday_arima = auto.arima(ts_sunday)

plot(forecast(sunday_arima, h = 10))

内插星期日：

ts_interp = df %>%
  mutate(Units = replace(Units, which(wday(df$Date) == 1), NA),
         Units = na.approx(Units)) %>%
  {xts(.$Units, .$Date)}

plot(ts_interp)

interp_arima = auto.arima(ts_interp)

plot(forecast(interp_arima, h = 10))

备注：

正如你所看到的，它们产生了不同的预测。这是因为第一个时间序列是不规则的，第二个是具有缺失值的规则时间序列，第三个是具有插值数据的规则时间序列。在我看来，处理缺失值的更好方法是在拟合 ARIMA 之前进行插值，因为 ARIMA 假设时间序列是规则间隔的。然而，这也取决于您的 "missing" 数据点是否确实缺失，而不是 activity 中的停止点。前者应该用插值来处理，而对于后者，您最好删除星期日并将时间序列视为星期日不存在。

在 How to handle nonexistent or missing data? 上查看此讨论这是 Using the R forecast package with missing values and/or irregular time series

Answer 2

原则上您可以使用 imputeTS（用于填充 NA）- forecast（用于进行预测）组合。

这很容易做到：

library("imputeTS")
library("forecast")
ts_sunday %>% na_kalman() %>% auto.arima() %>% forecast(h=10)

会做这份工作。但是在这种特定情况下，这将是一个坏主意。如果数据随机丢失，您可以考虑使用此解决方案。但事实并非如此——缺席的总是星期天。一些时间序列模型也可以处理 NA 并仍然构建模型。（但缺点与以前的解决方案几乎相同）。模型应该如何对待星期日，因为它从未被观察到...可能最好的解决方案（从统计角度来看）是 avid_useR 在另一个答案中描述的完全删除星期日。如果您不需要星期日 - 并且无论如何都没有星期日的值，那么只需删除它们。但通常这迟早会导致下一个问题 ..'how to treat public holidays' - 通常也是 NA。还要始终牢记您的问题 - 一种解决方案可能适合一种设置 - 对于另一种设置可能没有意义。

缺失值 - Arima 模型

Missing values - Arima model

r

time-series

missing-data

zoo

arima