SPSS 命令: SPSS ACF

自相关函数与偏自相关函数

自相关函数(ACF)衡量序列在各滞后阶上与自身过去值的相关程度;偏自相关函数(PACF)剔除了中间较短滞后的影响。

免费 · 无需注册 · 文件留在本机 · 更新于 2026年10月18日

能告诉你什么

Crosstabs 运行 SPSS ACF 和 PACF,提供白噪声或 Bartlett 标准误、Box-Ljung 检验,以及可选的对数变换、普通差分和季节性差分。

  • 序列是白噪声还是具有记忆性:各滞后阶的 Box-Ljung Q 统计量。
  • 趋势是否需要差分:ACF 衰减非常缓慢是典型信号。
  • 季节性:在季节滞后处(月度数据为 12,季度数据为 4)出现尖峰。
  • 候选 ARIMA 阶数:PACF 在滞后 p 后截尾提示 AR(p),ACF 在滞后 q 后截尾提示 MA(q)。

适用场景

适合使用

  • 拟合 ARIMA 模型之前,用来确定差分次数以及 AR、MA 阶数。
  • 检查追踪数据各期之间的变化只是噪声,还是会从一期延续到下一期。
  • 检验模型残差中是否仍有自相关(ARIMA 会给出自己的残差 ACF)。

改用其他方法

  • 想看两个不同序列之间的关系:使用互相关。
  • 想寻找长度未知的周期:谱分析能同时考察所有频率。
  • 只有寥寥几期:少于约 20 个时间点时,相关系数噪声太大,难以可靠解读。

在 Crosstabs 中如何操作

  1. 01

    打开自相关

    在“统计”模式下,从“预测”组中选择“自相关”(ACF)。

  2. 02

    定义时间轴

    把受访者行分组为各期,或把每行视为一个时间点。周期性只在做季节性差分时起作用。

  3. 03

    选择序列和最大滞后

    选择“序列”并设置“最大滞后”(默认 16,最多 60)。对季节数据,滞后数至少覆盖两个季节周期。

  4. 04

    选择标准误方法

    “独立(白噪声)”是 SPSS 默认值;“Bartlett 近似(MA)”在低阶自相关较大时会放宽高阶滞后的界限。

  5. 05

    变换并运行

    可选勾选“自然对数变换”,并设置“差分”(0–2)和“季节性差分”(0–1)。保持勾选“偏自相关”以输出 PACF,然后点击“运行”。

计算示例

以下结果由 Crosstabs 引擎在构建本页时根据模拟数据实际计算得出,并非手工填写。

数据

48 个模拟月度数据(2022 年 1 月至 2025 年 12 月),为某品牌追踪指标的百分比:起点 40,每月上升 0.25 个百分点,叠加 12 月最高、7 月最低的固定季节模式,以及由固定随机种子生成的正态噪声(标准差 1.1),每次构建得到相同序列。

自相关
滞后自相关标准误Box-Ljung 统计自由度显著性
10.8090.14033.4171<.001
20.6420.13854.8952<.001
30.5020.13768.3483<.001
60.2230.13283.2236<.001
110.3650.124109.67011<.001
120.3740.122118.98112<.001

列出 12 个滞后中的部分滞后。标准误假定独立(白噪声);未做差分。

偏自相关
滞后偏自相关标准误
10.8090.144
2−0.0370.144
3−0.0180.144
6−0.0110.144
110.0830.144
120.0200.144

结果解读

滞后 1 的自相关为 0.809,远大于其标准误 0.140;滞后 12 处的 Box-Ljung Q 为 118.98(p < .001),说明序列显然不是白噪声。趋势导致的缓慢衰减,以及滞后 6(0.223)与滞后 12(0.374)之间的起伏,提示在确定 ARIMA 阶数之前需要差分并加入季节项。

输出表格说明

自相关
每个滞后阶的自相关、标准误、Box-Ljung 统计量、自由度和显著性。Box-Ljung 显著表示到该滞后为止的自相关整体不为零。
偏自相关
每个滞后阶的偏自相关,标准误为 1/√n;超出约 ±2 倍标准误的值较为突出。
ACF 及 95% 界限
带 ±1.96 倍标准误界限的 ACF 和 PACF 相关图,界限按所选标准误方法计算。

前提假设与注意事项

  • 序列平稳(或已通过差分变为平稳);对带趋势的序列,ACF 主要反映趋势。
  • 时间点等间隔;缺失时间点按 Cryer 公式处理,滞后乘积只使用可用的数据对。
  • Box-Ljung 检验依赖渐近卡方近似,对短序列只是粗略近似。

结果如何验证

在一个 72 个月的季节序列和一个 ARMA(1,1) 序列上,自相关和白噪声标准误与 statsmodels acf 的误差在 1e-12 以内,Bartlett 标准误和 Box-Ljung 统计量(acorr_ljungbox)在 1e-10 以内,p 值在 1e-8 以内,PACF(Levinson-Durbin 法)在 1e-10 以内。含缺失值时,按 Cryer 公式得到的自相关与独立的 numpy 实现及 statsmodels 的误差均在 1e-12 以内,Box-Ljung 统计量与 numpy 实现的误差在 1e-10 以内。 验证证据(英文)

常见问题

选白噪声标准误还是 Bartlett 标准误?

白噪声标准误把每个滞后与纯噪声比较,是 SPSS 的默认值。Bartlett 近似假定到前一滞后为止是 MA 过程,因此在判断 ACF 何处截尾时更可靠。

看 ACF 前要先差分吗?

如果 ACF 在很多滞后上都保持较高,就需要:把“差分”设为 1 后再看。若季节模式持续存在,再加 1 次“季节性差分”。

应显示多少个滞后?

SPSS 默认的 16 适合非季节数据。月度数据至少用 24 或 36 才能看到季节滞后;滞后数一般不宜超过序列长度的四分之一。

为什么某些滞后的 Box-Ljung 自由度为空?

对已拟合模型的残差计算 ACF 时,自由度要减去 AR 和 MA 参数个数,因此前几个滞后没有有效检验。对原始序列,自由度等于滞后数。

用你自己的数据运行自相关与偏自相关(ACF/PACF)

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