具体描述
本书以来自于确定性非线性系统的观测或实验时间序列为研究对象,在对问题的背景和意义进行分析的基础上,根据目前国内外关于单变量非线性时间序列分析的相关文献,总结了单变量非线性时间分析的基本流程,对单变量非线性时间序列分析的基本方法进行了详细综述。由于实际问题中常常可以获得多变量时间序列,本书把单变量非线性时间序列分析方法推广到多变量非线性时间序列的情形,着重研究了基于多变量时间序列的系统非线性性检验方法、多变量时间序列相空间重构方法和多变量非线性时间序列的预测方法等,最后把这些方法应用到证券市场的指数时间序列中。
本书自成体系,可作为系统工程、管理科学、金融工程、应用数学、生物医学工程、信号处理等专业高年级本科生、研究生和从事相关领域研究的科技工作者的参考书。
作者简介
目录信息
1.1 时间序列的含义及分类
1.2 非线性时间序列的例子
1.3 研究非线性时间序列的意义
第二章 单变量非线性时间序列分析
2.1 非线性时间序列分析流程
2.2 相空间重构
2.2.1 延迟时间间隔的确定
2.2.2 嵌入维数的确定
2.3 几何不变量的计算
2.3.1 关联维数
2.3.2 Kolmogorov熵和Renyi熵
2.3.3 Lyapunov指数
2.4 观测时间序列平稳性的检验
2.5 基于观测时间序列的系统非线性性检验
2.5.1 零假设及替代时间序列的约束生成算法
2.5.2 判别统计量的选取
2.5.3 统计检验方法
2.6 基于观测时间序列的系统确定性检验
2.6.1 从非线性预测判断系统的确定性
2.6.2 利用递归图判断系统的确定性
2.7 观测时间序列噪声处理技术
2.7.1 噪声级别的估计
2.7.2 噪声的降低
第三章 基于多变量时间序列的系统非线性性检验
3.1 随机变量的线性冗余和广义冗余
3.2 时间序列广义冗余的计算
3.2.1 直方图及盒计数法
3.2.2 关联积分计算法
3.3 系统非线性性的定性和定量检验
3.3.1 系统非线性性的定性检验
3.3.2 系统非线性性的定量检验
3.4 仿真模拟
第四章 多变量时间序列相空间重构
4.1 多变量时间序列相空间重构的流程
4.2 多变量时间序列中变量间的依赖关系
4.2.1 随机变量间统计依赖性的度量方法
4.2.2 观测时间序列统计依赖性的计算
4.2.3 应用举例
4.3 多变量时间序列相空间重构参数的确定
4.3.1 利用预测误差最小法确定嵌入维数
4.3.2 利用虚假最近邻点法确定嵌入维数
4.3.3 虚假最近邻点法确定嵌入维数算法的改进
4.3.4 嵌入维数算法的仿真计算
4.4 多变量时间序列重构相空间中几何不变量的计算
4.4.1 广义关联维数的计算
4.4.2 小数据量情况下最大Lyapunov指数的计算
4.5 多变量时间序列相空间重构中噪声的影响
第五章 多变量非线性时间序列预测方法
5.1 多变量非线性时间序列的局域预测法
5.1.1 局部平均预测法
5.1.2 局部线性预测法
5.1.3 局部多项式预测法
5.2 多变量非线性时间序列的全域预测法
5.2.1 多项式逼近预测法
5.2.2 神经网络预测法
5.2.3 径向基函数预测法
5.3 各种预测方法的预测效果对比分析
5.3.1 预测效果评价
5.3.2 仿真比较
5.4 基于正则化的多变量非线性时间序列预测方法
5.4.1 奇异值分解
5.4.2 最小二乘估计
5.4.3 正则化估计
5.4.4 基于正则化的局部线性和局部多项式预测的步骤
5.4.5 Lorenz系统的仿真模拟
5.5 基于正则化的多变量非线性时间序列的自适应预测方法
5.5.1 基于正则化的自适应预测的步骤
5.5.2 Henon映射的仿真检验
第六章 非线性时间序列分析法在证券市场中的应用
6.1 基于单变量时间序列的证券市场非线性性和确定性检验
6.1.1 样本数据及平稳化处理
6.1.2 证券市场的非线性性检验
6.1.3 证券市场的确定性检验
6.2 基于多变量时间序列的证券市场非线性性检验
6.2.1 样本数据及平稳化处理
6.2.2 证券市场的非线性性检验
6.3 上海证券市场单变量指数序列的预测研究
6.3.1 样本数据及相空间重构
6.3.2 基于正则化的自适应预测
6.4 上海证券市场多变量指数序列的预测研究
6.4.1 样本数据及相空间重构
6.4.2 局部多项式预测
6.4.3 基于正则化的局部线性和局部多项式预测
参考文献
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读后感
用户评价
对于任何一位渴望深入理解复杂系统背后运作机制的研究者来说,数学工具的熟练掌握是必不可少的。《非线性时间序列分析及其应用》一书,恰好在这方面给予了我极大的帮助。虽然我对数学并非是完全陌生,但坦白说,有些非线性动力学中的概念,例如分形维度、吸引子等,初次接触时确实感到有些挑战。然而,作者在书中并没有选择回避这些“硬核”的数学内容,而是以一种非常友好的方式呈现出来。书中在介绍每一个数学概念时,都会结合直观的图示和生动的例子,将抽象的数学公式与我们能够理解的物理世界联系起来。例如,在讲解吸引子的时候,作者并没有仅仅罗列其数学定义,而是通过描绘不同动力学系统的相图,直观地展示了各种类型的吸引子,以及它们如何代表了系统的长期演化行为。这种“由易到难,由浅入深”的教学方式,极大地降低了学习门槛,让我能够在一个相对轻松的环境中,逐步掌握这些复杂的数学工具。同时,作者在讲解算法时,也注重于分析算法的理论基础和适用条件,而不是简单地给出“黑箱”式的操作指南。这使得我不仅能够学会如何运用这些算法,更重要的是,能够理解它们为何有效,以及在什么情况下它们可能会失效。这种深度和广度的结合,让我对非线性时间序列分析的理论框架有了更加扎实的理解,也为我未来的研究打下了坚实的基础。
作为一名对科学研究的严谨性要求极高的学者,我对一本优秀的书籍的标准非常高,它不仅需要知识的深度,更需要逻辑的清晰和表达的精准。《非线性时间序列分析及其应用》这本书,可以说在这些方面都达到了令人称赞的水平。我特别欣赏书中对于非线性系统“敏感性”和“混沌”等概念的阐述,作者通过详细的数学推导和生动的案例,将这些相对抽象的概念解释得淋漓尽致。例如,在解释“蝴蝶效应”时,书中并没有停留在口头上的比喻,而是深入到其背后的数学原理,比如Lyapunov指数的计算和意义,让我能够从更深层次上理解微小扰动如何可能导致系统行为的巨大差异。此外,书中对于各种非线性时间序列模型,无论是从理论基础还是从实际应用的角度,都做了详尽的介绍。无论是揭示系统长期演化趋势的吸引子模型,还是用于描述系统复杂边界的分形模型,作者都力求让读者能够理解其核心思想和内在机制。我注意到,书中在介绍模型时,总是会详细说明模型的适用条件、优缺点以及如何选择合适的模型参数。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,对于我们这些希望将理论知识融会贯通、并应用于实际研究的读者来说,是至关重要的。它帮助我建立起对非线性时间序列分析方法论的整体性认识,不再将模型仅仅视为工具,而是理解它们是如何反映和模拟现实世界中的复杂现象的。
作为一名希望在复杂系统建模领域有所建树的研究者,我深知掌握一套先进的分析工具的重要性。《非线性时间序列分析及其应用》这本书,无疑为我在这方面提供了极大的助益。我一直对那些传统统计方法难以捕捉的系统动态变化感到着迷,例如股票价格的非周期性波动,或者基因表达网络的复杂调控。这本书系统地梳理了非线性时间序列分析的理论基础和前沿方法,为我提供了一个强大的理论武器库。我尤其赞赏书中对“非线性依赖性”的深入剖析,它让我明白,为什么很多时候简单的线性回归模型会失效,而需要更复杂的模型来捕捉变量之间的非线性关系。书中对各种非线性模型,从简单的门控循环单元(GRU)和长短期记忆网络(LSTM)到更复杂的递归神经网络(RNN)以及状态空间模型,都进行了详尽的介绍。更重要的是,作者在介绍模型时,不仅仅给出了模型的结构,还深入分析了模型背后的数学原理,以及它们是如何在不同场景下工作的。我从中学会了如何根据数据的特性,选择最适合的非线性模型,以及如何对模型的输出结果进行解读和验证。这本书让我认识到,非线性分析并非是“玄学”,而是一套严谨的科学方法,它能够帮助我们更深刻地理解和预测那些传统方法难以处理的复杂系统。
我一直认为,科学的魅力在于不断地突破认知边界,《非线性时间序列分析及其应用》这本书,恰恰是在这一点上让我深受启发。在接触这本书之前,我对许多自然科学和社会科学领域中出现的复杂现象,比如股票市场的涨跌,或者生物种群的动态变化,总感到一种“知其然,不知其所以然”的困惑。这本书则为我提供了一套系统性的理论和方法,让我能够更深入地理解这些现象背后的非线性动力学过程。我尤其对书中关于“吸引子”和“分形”的阐述印象深刻。作者通过生动的案例和严谨的数学推导,将这些抽象的概念具象化,让我能够直观地理解它们在描述复杂系统演化中的作用。例如,在描述经济周期时,书中展示了如何通过吸引子来刻画经济波动的长期趋势,以及这些趋势是如何受到各种非线性因素的影响而呈现出复杂的变化。此外,书中对各种非线性时间序列分析方法的介绍,从早期的混沌理论到现代的机器学习方法,都为我提供了一个广阔的视野。我从中学习到了如何运用这些方法来分析和预测具有非线性特征的时间序列数据。这本书不仅提升了我对复杂系统认识的深度,更重要的是,它激发了我对进一步探索非线性世界的好奇心。
我一直觉得,理论知识如果不能与实践紧密结合,便如同空中楼阁,难以发挥其真正的价值。而《非线性时间序列分析及其应用》这本书,在这方面做得尤为出色。它不仅仅停留在理论的层面,更将大量的篇幅用于探讨如何将这些复杂的非线性分析方法应用于解决实际问题。我尤其喜欢书中关于混沌时间序列预测的章节。在许多领域,我们都面临着对未来进行预测的挑战,例如天气预报、股票市场走势、甚至传染病的传播路径。传统的线性模型往往难以捕捉到这些系统中固有的混沌特性,导致预测精度不高,甚至出现严重的偏差。作者通过对Lyapunov指数、Kaplan-Yorke维度等概念的清晰讲解,以及对相空间重构、嵌入维数等关键步骤的详细介绍,为我提供了一套系统性的方法来处理混沌数据。更重要的是,书中提供了大量实际案例,从经济周期性波动到地震活动的预测,都展示了非线性方法在这些复杂系统中的强大威力。这些案例的分析过程,让我看到了理论知识是如何一步步转化为解决实际问题的可行方案的。我注意到,作者并没有简单地给出模型和代码,而是着重于解释每一个步骤的意义,以及模型选择的依据。这对于我们这些希望独立解决问题的研究者来说,简直是无价之宝。它教会我如何根据数据的特点,选择最合适的非线性模型,并如何对模型的输出结果进行合理的解释和验证。
在信息爆炸的时代,我们每天都在接触海量的数据,而如何从这些看似杂乱无章的数据中提取有价值的信息,是科学家和工程师们面临的共同挑战。《非线性时间序列分析及其应用》这本书,为我提供了一种全新的视角来审视和处理这些数据。我一直对那些难以用传统线性方法解释的现象感到着迷,比如股票市场的剧烈波动、气候变化的复杂模式,甚至脑电波信号的非规律性变化。这本书正是切准了这一痛点,系统地介绍了非线性时间序列分析的核心概念和技术。书中对“非线性”的定义以及其在现实世界中的表现形式的阐述,让我对许多看似“随机”的现象有了更深刻的理解。它让我明白,很多时候我们看到的“随机性”,并非真正的无序,而是隐藏在复杂系统内部非线性动力学过程的体现。书中对各种非线性模型的介绍,如ARIMA模型的非线性扩展、状态空间模型、以及一些专门针对混沌和分形特性的模型,都提供了详尽的原理阐释和应用场景分析。我尤其对书中关于“相空间重构”的介绍印象深刻,它为我们提供了一种将高维非线性系统“映射”到低维可观测空间的方法,从而便于我们对系统的内在结构和动力学特性进行分析。这本书让我意识到,很多传统的数据分析方法可能因为忽视了数据的非线性特性,而错失了捕捉关键信息的机会。它激励我去重新审视我手中的数据,并思考如何运用非线性分析的工具,挖掘出其中隐藏的更深刻的规律。
在科技日新月异的今天,如何从海量数据中挖掘出有价值的信息,是每一个研究者都必须面对的挑战。《非线性时间序列分析及其应用》这本书,为我提供了一种全新的、更强大的视角来审视和处理这些数据。我一直对那些用传统线性模型难以解释的现象感到好奇,比如金融市场中股票价格的非周期性波动,或者气候变化中极端事件的频繁出现。这本书深入浅出地介绍了非线性时间序列分析的核心概念和技术,让我对这些现象有了更深刻的理解。书中对“非线性”的阐述,不仅仅停留在理论层面,而是通过大量的实例,展示了非线性行为如何在现实世界中广泛存在。我尤其对书中关于“混沌理论”和“分形几何”的讲解印象深刻。作者通过形象的比喻和严谨的数学推导,让我能够理解这些概念是如何描述复杂系统的不确定性和自相似性的。更重要的是,书中详细介绍了多种非线性时间序列分析模型,例如状态空间模型、神经网络模型等,并分析了它们在不同应用场景下的优缺点。我从书中学习到了如何根据数据的特性,选择最合适的模型,以及如何对模型的输出结果进行解释和验证。这本书让我意识到,许多看似随机的现象,背后可能隐藏着确定的、但却是非线性的规律,而通过非线性分析,我们可以更有效地捕捉这些规律,并做出更准确的预测。
作为一个对数据背后隐藏的规律和模式充满好奇的研究者,我一直致力于探索能够揭示事物演变本质的工具和方法。这次有幸拜读了《非线性时间序列分析及其应用》,这本书简直打开了我认识世界的新视角。初读之下,便被其严谨的逻辑和丰富的案例深深吸引。书中对于“非线性”这一概念的阐述,不是简单的概念堆砌,而是娓娓道来,循序渐进地引导读者理解非线性系统与线性系统在本质上的区别,以及为何在现实世界中,许多现象都表现出非线性的特征。例如,在金融市场中,价格的波动并非是简单的线性叠加,而是受到多种因素复杂交织影响下的非线性涌现;在生物医学领域,疾病的发生发展过程,比如基因调控网络的动态变化,也充满了非线性动力学的痕迹。书中没有回避那些初学者可能会感到晦涩的数学理论,但通过精巧的图示和生动的比喻,将抽象的概念具象化,让即使是背景稍显不足的读者也能逐步跟上思路。尤其令人印象深刻的是,作者在讲解各种非线性模型时,都详细剖析了模型的原理、假设条件以及适用的场景。这使得我不再只是被动地接受模型,而是能够深入理解模型背后的逻辑,从而在实际应用中做出更明智的选择。这本书给我最大的启发在于,它让我意识到,很多时候我们对现实世界的理解之所以受限,是因为我们习惯于用线性的思维去套用那些本质上是非线性的现象。它鼓励我去拥抱复杂性,去寻找那些隐藏在数据表面之下的更深层的动力学机制。
我对事物发展演变过程中的内在规律有着天然的敏感,而《非线性时间序列分析及其应用》一书,恰如其分地满足了我对这一领域探索的渴望。在阅读这本书之前,我总觉得许多自然和社会现象,比如金融市场的动荡,或者生态系统的变化,仅仅用线性的思维去理解是远远不够的。这本书的出现,为我提供了一个强有力的框架来系统地分析这些非线性行为。我尤其对书中关于“相空间”和“吸引子”的讲解印象深刻。作者并没有将这些概念描述得过于神秘,而是通过大量的图示和循序渐进的数学推导,让我能够理解如何将一个看似无规律的时间序列,转化为一个具有内在结构的“相空间”中的轨迹,而这个轨迹的长期演化趋势,则由“吸引子”来刻画。这就像是在纷繁复杂的世界中,找到了隐藏在背后的一套“运行规则”。书中对不同类型非线性模型的介绍,如Lorenz模型、Henon映射等,都不仅仅是展示模型的方程,更是深入分析了这些模型如何模拟出真实世界中的混沌和分形现象。我从书中学习到,原来我们看到的许多“随机”现象,往往是确定性系统在特定参数下的混沌行为。这本书为我打开了认识世界的新维度,让我能够更深入地理解事物之间的相互作用,以及它们是如何在看似无序中孕育出复杂而有序的模式。
我对数据的潜在结构和动态行为有着极大的探究欲,而《非线性时间序列分析及其应用》这本书,为我揭示了理解这些复杂性的关键。初读这本书,便被其对“非线性”概念的细致解读所吸引。作者并没有将非线性简单地定义为“不符合直线”,而是深入阐述了其在动力学系统中的本质,例如“对初始条件的敏感性”以及“长程依赖性”。这些概念在许多现实世界的问题中都扮演着至关重要的角色,比如天气预报中的混沌现象,或者经济周期中的非周期性波动。我特别喜欢书中对各种非线性模型,如阈值自回归模型(TAR)、平滑阈值自回归模型(GARCH)、以及一些基于神经网络的非线性模型(如RNN、LSTM、GRU)的详细讲解。这些模型不仅提供了解决特定问题的工具,更重要的是,它们本身就是对非线性系统行为的数学抽象。作者在介绍模型时,总是会给出清晰的数学推导,并配以直观的图示,使得抽象的概念变得易于理解。我从书中学习到了如何根据数据的特点,选择最合适的非线性模型,以及如何评估模型的性能。这本书让我意识到,许多看似随机的现象,实际上可能隐藏着确定的、但却是非线性的规律,而通过非线性时间序列分析,我们可以逐渐揭示这些规律,并从中获得更深刻的洞察。