在R语言中使用roll apply实现滚动回归

Question

在R语言中使用roll apply实现滚动回归

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我导入的数据包括7个变量：Y, X1, X2, X3, X4, X5, X6。我尝试使用zoo中的rollapply函数，在样本内使用262个观察值（一年中的工作日）的滚动回归。

         date             Y            X1            X2
1     10/1/07 -0.0080321720  4.690734e-03  3.333770e-03
2     10/2/07  0.0000000000 -2.818413e-03  5.418223e-03
3     10/3/07  0.0023158650 -4.178744e-03 -3.821100e-04
4     10/4/07 -0.0057491710 -5.071030e-03 -8.321550e-04
5     10/5/07  0.0073570500  3.065045e-03  5.179574e-03
6     10/8/07  0.0127708010 -7.278513e-03  1.145395e-03
7     10/9/07  0.0032661980  9.692267e-03  6.514035e-03
8    10/10/07  0.0013824430  1.161780e-04  2.676416e-03
9    10/11/07  0.0026607550  1.113179e-02  8.825719e-03
10   10/12/07 -0.0046362600 -2.453561e-03 -6.584070e-03
11   10/15/07 -0.0023757680 -7.829081e-03 -3.070540e-03
12   10/16/07 -0.0128673660 -4.619378e-03 -8.972126e-03
13   10/17/07  0.0016049760  1.276695e-03  5.349316e-03
14   10/18/07 -0.0044198970 -9.018499e-03 -1.215895e-02
15   10/19/07 -0.0011080330 -5.328661e-03 -7.131916e-03
16   10/22/07 -0.0024217970 -2.019539e-02 -2.021072e-02
17   10/23/07  0.0031270520  1.668604e-02  2.236130e-02
18   10/24/07 -0.0040367400 -1.061433e-02 -5.735703e-03
19   10/25/07  0.0001011170  1.346312e-02  1.036109e-02
20   10/26/07  0.0003032910  3.766526e-03  2.903628e-03
21   10/29/07  0.0004042450  1.416406e-02  2.527754e-03
22   10/30/07 -0.0012132240 -1.387166e-03 -8.202236e-03
23   10/31/07  0.0057497510  9.593904e-03  1.433401e-02
24    11/1/07 -0.0032238590 -1.648975e-02 -1.029199e-02
25    11/2/07 -0.0031330560 -7.737784e-03 -7.559498e-03
26    11/5/07 -0.0001012300 -7.877763e-03 -8.500554e-03
27    11/6/07 -0.0004050220  7.407770e-03  2.536320e-03
28    11/7/07 -0.0031444970 -5.904219e-03 -8.026064e-03
29    11/8/07 -0.0045822590 -3.712574e-03 -6.395584e-03
30    11/9/07  0.0016316540 -1.432552e-02 -1.741458e-02
31   11/12/07 -0.0019378860 -3.926583e-03 -4.543370e-03
32   11/13/07  0.0011223920 -1.952799e-03 -2.622112e-03
33   11/14/07  0.0008154940  8.687550e-06  1.085682e-03
34   11/15/07  0.0015272620 -1.549745e-02 -1.556172e-02
35   11/16/07 -0.0001017450 -5.578556e-03 -1.432244e-02
36   11/19/07  0.0014234880 -2.206707e-02 -3.537936e-02
37   11/20/07 -0.0010165700  1.643937e-02  5.140822e-03
38   11/21/07 -0.0008140010 -1.715961e-02 -2.756704e-02
39   11/22/07 -0.0008146640 -2.108098e-03  7.455698e-03
40   11/23/07  0.0008146640  1.266776e-02  1.615338e-02
41   11/26/07  0.0008140010  5.539814e-03  2.854080e-03
42   11/27/07  0.0006100660 -8.561106e-03 -9.720505e-03
43   11/28/07 -0.0015258640  3.392103e-02  2.132374e-02
44   11/29/07 -0.0006109980  6.109848e-03  1.045556e-02
45   11/30/07  0.0004073730  9.214342e-03  1.133690e-02
46    12/3/07 -0.0002036660 -7.006415e-03 -6.079820e-04
47    12/4/07  0.0002036660 -1.187605e-02 -2.554853e-02
48    12/5/07  0.0007125040  1.362121e-02  9.525618e-03
49    12/6/07 -0.0034655010  7.917348e-03  5.252105e-03
50    12/7/07  0.0018361730 -1.026832e-02  1.216898e-02
51   12/10/07  0.0013240310  3.347302e-03  1.143687e-02
52   12/11/07  0.0005087760 -3.433720e-03  2.373558e-03
53   12/12/07  0.0024385300  5.507930e-04  3.191504e-03
54   12/13/07 -0.0115336820 -1.793698e-02 -2.149447e-02
55   12/14/07 -0.0010271160 -2.307745e-03 -1.038483e-03
56   12/17/07 -0.0033969870 -1.822079e-02 -2.920662e-02
57   12/18/07  0.0000000000 -1.873297e-03 -7.061215e-03
58   12/19/07 -0.0004125410 -3.372400e-06 -7.879850e-03
59   12/20/07  0.0008249120 -6.227957e-03 -1.752460e-04
60   12/21/07 -0.0020635580  1.734991e-02  1.348190e-02
61   12/24/07  0.0003098050  0.000000e+00  0.000000e+00
62   12/25/07  0.0000000000  0.000000e+00  0.000000e+00
63   12/26/07  0.0001032470  0.000000e+00  0.000000e+00
64   12/27/07  0.0006192590  5.006783e-03  5.274480e-03
65   12/28/07 -0.0005160230  6.428153e-03  8.557260e-03
66   12/31/07  0.0000000000  0.000000e+00  0.000000e+00
67     1/1/08  0.0002064410  0.000000e+00  0.000000e+00
68     1/2/08 -0.0009293200 -6.023384e-03 -3.104400e-03
69     1/3/08  0.0027853730 -2.302511e-03 -2.759650e-03
70     1/4/08  0.0018526150 -2.149450e-02 -2.645257e-02
71     1/7/08 -0.0005142710 -4.445206e-03 -2.117698e-

1596          <NA>         <NA>          <NA>

由于某种原因，最后一行并没有显示数值，虽然这些数值在原始的Excel文件中是存在的（X3、X4、X5和X6缺失，因为这些列是重叠的，我在示例中从顶部复制了批次）。

我的代码如下：

rollapply(ts, 262, lm(
          Y~X1+X2+X3+X4+X5+X6+0, subset=1:floor(length(x)/2)), 
          align="right")

我得到的错误信息是：

Error in eval(expr, envir, enclos) : object 'Y' not found

我真的很想知道为什么它找不到Y变量，因为在时间序列数据集中有适当的标题显示。

- user3546838

3

rollapply的第三个参数应该是一个函数，但是你正在调用lm，引用了一个未定义的值x，并且没有传递data=参数。 - josliber

问题没有明确说明需要什么输出，但是假设您想要存储每个回归的系数，那么在zoo包的rollapply帮助页面的示例部分中有一个示例：https://www.rdocumentation.org/packages/zoo/versions/1.8-3/topics/rollapply - G. Grothendieck

2个回答

7

我猜您的问题是：

您想对大约6年的262个数据窗口应用滚动回归，得出1572个结果，这与您有六个协变量的1596个观测值接近。
找出如何使用rollapply解决您的问题。
从Excel中加载数据集时遇到了问题。

由于您没有提供数据集或使用的R代码，因此似乎很难帮助您解决第三个问题。从第一个问题开始，您可以使用我制作的rollRegres软件包。您需要做的是像这样进行操作：

#####
# simulate data
width  <- 262L
n_yr   <- 6L
n_covs <- 6L
set.seed(23847996)
X <- matrix(rnorm(n_yr * width), ncol = n_covs, dimnames = list(NULL, paste0("X", 1:n_covs)))
df <- data.frame(Y = rnorm(n_yr * width), X)
head(df)
#R         Y     X1     X2     X3      X4     X5      X6
#R 1 -1.1478  0.516 -1.381  0.776 -0.0992  1.254 -0.8444
#R 2 -0.0542  1.328  1.411 -1.206  0.2560  0.975  0.9534
#R 3 -0.8350 -1.402  1.190  0.591 -1.5928  0.330  1.0806
#R 4 -0.5902  0.937 -0.182  0.193  0.1575  0.217 -0.2613
#R 5  1.7891 -0.608 -1.090  0.180 -1.1765 -0.992 -0.8831
#R 6  2.0108  0.259 -0.129  0.261  1.6694 -1.822  0.0616

#####
# estimate coefs
library(rollRegres)
fits <- roll_regres(Y ~ X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6, df, width = width)
tail(fits$coefs) # estimated coefs
#R      (Intercept)     X1      X2      X3     X4      X5      X6
#R 1567    0.006511 0.0557 -0.0243 0.00907 0.0234 -0.0370 -0.0553
#R 1568    0.005816 0.0569 -0.0233 0.00798 0.0248 -0.0370 -0.0560
#R 1569    0.006406 0.0566 -0.0231 0.00814 0.0243 -0.0385 -0.0555
#R 1570    0.004898 0.0519 -0.0213 0.00773 0.0323 -0.0391 -0.0588
#R 1571    0.002922 0.0532 -0.0211 0.00809 0.0307 -0.0377 -0.0609
#R 1572    0.000771 0.0538 -0.0262 0.00580 0.0309 -0.0363 -0.0658

现在，关于第二步，你可以像Hans Roggeman所展示的那样做，但这个版本适用于您所请求的多元回归。

library(zoo)
c2 <- rollapply(
  df, width = width, function(z){
    coef(lm(Y ~ X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6, as.data.frame(z)))
  }, by.column = FALSE, fill = NA_real_, align = "right")
all.equal(fits$coefs, c2, check.attributes = FALSE) # gives the same
#R [1] TRUE

虽然速度较慢，但是

microbenchmark::microbenchmark(
  rollRegrs = roll_regres(Y ~ X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6, df, width = width),
  rollapply = rollapply(
    df, width = width, function(z){
      coef(lm(Y ~ X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6, as.data.frame(z)))
    }, by.column = FALSE, fill = NA_real_, align = "right"), times = 25)
#R Unit: milliseconds
#R       expr     min      lq    mean  median      uq     max neval
#R  rollRegrs    1.73    1.98    2.31    2.37    2.64    3.01    25
#R  rollapply 1726.74 1798.37 1881.25 1834.00 1964.62 2178.58    25

< p > 如果您使用lm.fit，则rollapply版本可能会更快，但仍然比roll_regres慢。 < /p >

- Benjamin Christoffersen

有没有机会看一下这个？ - Rollo99

1

你好，Benjamin。使用roll_regres进行回归时计算每个回归的t值和p值是否可行？这将帮助我很多。 - Sylababa

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- crogg01 · Accepted Answer

不太清楚你的数据实际是什么（使用dput(example_data)提供可重复的示例）。

但是，你示例中的lm调用只是在反复进行相同的回归（因为x没有变化），正如josilber所指出的，它应该是一个函数。这里有一个示例，其中所有数据都在data.frame allRegData中，并且至少有两列，一列命名为y，另一列命名为x：

require(zoo)
rollapply(zoo(allRegData),
          width=262,
          FUN = function(Z) 
          { 
             t = lm(formula=y~x, data = as.data.frame(Z), na.rm=T); 
             return(t$coef) 
          },
          by.column=FALSE, align="right")