Question

Difficulty: Very hardMevsimsel Zaman Serisi Modelleri (SARIMA)

Bir ülkenin çeyreklik bazda hesaplanan tarımsal üretim endeksi (YtY_t) analiz edilmektedir. Serinin durağanlaştırılması amacıyla hem birinci dereceden hem de mevsimsel (s=4s=4) fark alma işlemi uygulanmış ve Wt=(1B)(1B4)YtW_t = (1-B)(1-B^4)Y_t serisi elde edilmiştir.

WtW_t serisine ait Otokorelasyon (ACF) ve Kısmi Otokorelasyon (PACF) grafikleri incelendiğinde şu bulgulara ulaşılmıştır:
- Mevsimsel olmayan gecikmelerde: ACF grafiğinde ilk iki gecikmede (k=1,2k=1, 2) anlamlı sivrilikler görülmüş ve ardından kesilme olmuştur. PACF grafiğinde ise sönümlenerek azalan bir yapı izlenmiştir.
- Mevsimsel gecikmelerde: PACF grafiğinde sadece birinci mevsimsel gecikmede (k=4k=4) anlamlı bir sivrilik varken, diğer mevsimsel gecikmelerde (k=8,12,k=8, 12, \dots) kesilme olmuştur. ACF grafiğinde ise mevsimsel gecikmelerde yavaşça sönümlenen bir dalgalanma gözlenmiştir.

Buna göre, Box-Jenkins metodolojisi çerçevesinde söz konusu zaman serisi için belirlenen en uygun SARIMA modelinin kapalı form denklemi aşağıdakilerden hangisidir? (BB, geri kaydırma operatörünü ve εt\varepsilon_t, beyaz gürültü sürecini ifade etmektedir.)

  1. A
    (1ϕ1Bϕ2B2)(1B)(1B4)Yt=(1Θ1B4)εt(1 - \phi_1 B - \phi_2 B^2)(1 - B)(1 - B^4)Y_t = (1 - \Theta_1 B^4)\varepsilon_t
  2. B
    (1B)(1B4)Yt=(1θ1Bθ2B2)(1Θ1B4)εt(1 - B)(1 - B^4)Y_t = (1 - \theta_1 B - \theta_2 B^2)(1 - \Theta_1 B^4)\varepsilon_t
  3. (1Φ1B4)(1B)(1B4)Yt=(1θ1Bθ2B2)εt(1 - \Phi_1 B^4)(1 - B)(1 - B^4)Y_t = (1 - \theta_1 B - \theta_2 B^2)\varepsilon_tAnswer
  4. D
    (1ϕ1B)(1B)(1B4)Yt=(1Θ1B4Θ2B8)εt(1 - \phi_1 B)(1 - B)(1 - B^4)Y_t = (1 - \Theta_1 B^4 - \Theta_2 B^8)\varepsilon_t
  5. E
    (1Φ1B4)(1B4)Yt=(1θ1Bθ2B2)εt(1 - \Phi_1 B^4)(1 - B^4)Y_t = (1 - \theta_1 B - \theta_2 B^2)\varepsilon_t

Answer

Model, mevsimsel olmayan MA(2) ve mevsimsel AR(1) bileşenlerinden oluşur. Kapalı form denklemi (1Φ1B4)(1B)(1B4)Yt=(1θ1Bθ2B2)εt(1 - \Phi_1 B^4)(1 - B)(1 - B^4)Y_t = (1 - \theta_1 B - \theta_2 B^2)\varepsilon_t şeklindedir.
Doğru denklem, ACF ve PACF grafiklerindeki davranışlardan elde edilen parametrelerin SARIMA temel denklemine yerleştirilmesiyle oluşturulur. Mevsimsel olmayan kısımdaki ACF'nin 2. gecikmede kesilmesi q=2q=2'yi (MA(2)), mevsimsel PACF'nin ilk mevsimsel gecikmede (k=4k=4) kesilmesi ise P=1P=1'i (Mevsimsel AR(1)) işaret eder. Durağanlaştırma için soruda verilen birinci ve mevsimsel farklar da (1B)(1B4)(1-B)(1-B^4) olarak eşitliğin sol tarafında yer alır. Bu değerler formülde yerine konulduğunda doğru ifadeye ulaşılır.

Step-by-Step Solution

1
Mevsimsel olmayan model bileşenlerinin derecelerinin belirlenmesi.
Mevsimsel olmayan model, 2. dereceden Hareketli Ortalama yani MA(2)'dir (q=2q=2, p=0p=0).
ACF grafiğinin mevsimsel olmayan 2. gecikmeden sonra kesilmesi ve PACF'nin sönümlenmesi MA(q) sürecinin karakteristik özelliğidir.
2
Mevsimsel model bileşenlerinin derecelerinin belirlenmesi.
Mevsimsel model, 1. dereceden Otoregresif yani mevsimsel AR(1)'dir (P=1P=1, Q=0Q=0).
PACF grafiğinin mevsimsel gecikmelerde sadece ilk periyotta (k=4k=4) kesilmesi ve mevsimsel ACF'nin sönümlenmesi mevsimsel AR(P) sürecini işaret eder.
3
Durağanlaştırma ve fark alma işlemlerinin denkleme yansıtılması.
Soruda verilen Wt=(1B)(1B4)YtW_t = (1-B)(1-B^4)Y_t eşitliği doğrudan denklemin sol tarafında yer almalıdır.
Uygulanan birinci (d=1d=1) ve mevsimsel (D=1D=1) fark işlemleri modelin bütünleşik yapısını oluşturur.
4
SARIMA kapalı form denkleminin standart notasyonla oluşturulması.
AR bileşenleri sol tarafa, MA bileşenleri sağ tarafa yazılarak (1Φ1B4)(1B)(1B4)Yt=(1θ1Bθ2B2)εt(1 - \Phi_1 B^4)(1 - B)(1 - B^4)Y_t = (1 - \theta_1 B - \theta_2 B^2)\varepsilon_t elde edilir.
Genel SARIMA denklemi ΦP(Bs)ϕp(B)(1B)d(1Bs)DYt=ΘQ(Bs)θq(B)εt\Phi_P(B^s)\phi_p(B)(1-B)^d(1-B^s)^D Y_t = \Theta_Q(B^s)\theta_q(B)\varepsilon_t formülüne dayanmaktadır.

Key Concept

SARIMA Modellerinde Grafiksel Yorumlama ve Kapalı Form Denklem Gösterimi
Rate this question