정상성(stationarity) 이란
특징
- 추세나 계절성이 있는 시계열은 서로 다른 시간에 시계열의 값에 영향을 줄 것이기 때문에 정상성을 나타내는 시계열이 아님
- 백색잡음(white noise) 시계열 : 정상성을 나타내는 시계열 (언제 관찰하는지 상관이 없고 시간에 따라 어떤 시점에서 보더라도 똑같이 보일 것이기 때문.)
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주기성 행동을 가지고 있지만 추세나 계절성은 없는 시계열 : 정상성을 나타내는 시계열 (주기가 고정된 길이를 갖고 있지 않기 때문, 시계열을 관측하기 전에 주기의 고점이나 저점이 어디일지 확실하게 알 수 없음)
- 일반적으로는, 정상성을 나타내는 시계열은 어떤 주기적인 행동이 있을 수 있더라도 장기적으로 볼 때 예측할 수 있는 패턴을 나타내지 않음
- 시간 그래프는 시계열이 일정한 분산을 갖고 대략적으로 평평하게 보임
Figure 8.1: (a) 200 거래일 동안의 구글 주식 가격 (b) 200 거래일 동안의 구글 주식 가격의 일일 변동 (c) 미국의 연간 파업 수 (d) 미국에서 판매되는 새로운 단독 주택의 월별 판매액 (e) 미국에서 계란 12개의 연간 가격 (고정 달러) (f) 호주 빅토리아 주에서 매월 도살한 돼지의 전체 수 (g) 캐나다 북서부의 맥킨지 강 지역에서 연간 포획된 스라소니의 전체 수 (h) 호주 월별 맥주 생산량; (i) 호주 월별 전기 생산량.
Q. 위 그림 중 정상성을 나타내는 시계열은?
- 분명하게 계절성이 보이는 (d), (h), (i)는 후보가 되지 못함
- 추세가 있고 수준이 변하는 (a), (c), (e), (f), (i)도 후보가 되지 못함
- 분산이 증가하는 (i)도 후보가 되지 못함
A. (g)
- 언뜻 보면 시계열 (g)에서 나타나는 뚜렷한 주기(cycle) 때문에 정상성을 나타내는 시계열이 아닌 것처럼 보일 수 있음.
- 하지만 이러한 주기는 불규칙적(aperiodic)임. 먹이를 구하기 힘들만큼 살쾡이 개체수가 너무 많이 늘어나 번식을 멈춰서, 개체수가 작은 숫자로 줄어들고, 그 다음 먹이를 구할 수 있게 되어 개체수가 다시 늘어나는 식이기 때문.
- 장기적으로 볼 때, 이러한 주기의 시작이나 끝은 예측할 수 없음. 따라서 이 시계열은 정상성을 나타내는 시계열.
참고 사이트
- otexts : https://otexts.com/fppkr/stationarity.html#fig:stationary