5.1.4 Lyapunov指数法
2025年09月26日
5.1.4 Lyapunov指数法
通过对时间序列的相空间重构,Lyapunov指数可以用于测度时间序列的混沌存在性:如果最大Lyapunov指数为正,则动态系统是发散的或混沌的;如果最大Lyapunov指数为负,则动态系统的吸引子是一个不动均衡点;而当最大Lyapunov指数为0时,动态系统的吸引子是不是不动均衡点,其特征不确定。
Dufrénot与Mignon(2002)则提出用最大Lyapunov指数从相空间角度来测度时间序列的非平稳性,进一步讨论序列间的非线性协整;Markello(s1997)用相空间语言理解I(1)序列,其本身最大Lyapunov指数为0,且其是给定变换的最大Lyapunov指数为负的序列。由此认为,根据时间序列的最大Lyapunov指数是否为负即可探测其是否具有强跨时依赖性。
然而,本书MC研究发现,白噪声序列的最大Lyapunov指数为0,又比如,白混沌(White Chaos)是平稳的而且其最大Lyapunov指数为正。也即对于随机时间序列,其与确定性动态系统的最大Lyapunov指数值的含义有一定不同。但是,本书进一步研究发现,使用小数据量法求解最大Lyapunov指数可以得到y(i)关于i的图形(详见第4章4.3.2),本书称之为Lyapunov指数图,进而从视觉经济学角度来探讨其是否平稳。
由上分析,在利用最大Lyapunov指数来讨论非线性时间序列的平稳性时,其计算结果只能做参考,需要通过进一步的检验来确定序列的平稳性。