X12-ARIMA 挑战和变通方法

背景介绍

几年前，用户要求在 MS Excel 中为流行的 X12-ARIMA 及其季节性调整方法 (X11) 提供一个更现代化的界面。美国人口普查局开发并维护了 X12-ARIMA 程序 (X12A)，因此它是免费提供的，几乎所有业内人士都高度认可并推崇 X12A 程序及其方法。

当时，我们选择将 NumXL 与 X12ARIMA 集成，但作为一个外部程序。

与外部计划整合意味着什么？

简而言之，NumXL 实现了多个 excel 函数，并提供了一个用户界面来接受用户的输入和数据。在幕后，NumXL 会将数据和用户输入的内容传回 X12A 程序进行计算，计算完成后，NumXL 会将输出结果输入 Excel 给用户。

你为什么要关心？

我们假定您已经在使用 X12A/X11，并希望与您分享我们为克服 X12A 的某些限制而编写的一些提示和变通方法，以优化模型的运行时间和响应速度。

无论您有一个 X12ARIMA 模型还是数百个模型，您的工作簿都应该能够处理它们。

问题 1：X12A 对输入数据长度的限制

美国人口普查 X12 ARIMA 接受的时间序列长度从 12（月度数据）和 4（季度数据）一直到 600 个观测值。

NumXL 函数接受任意长度的时间序列，但只使用最近的 600 个（无遗漏）观测值用于 X12A 目的，并相应地移动起始日期。

作为用户，你无需更改任何内容，只需像往常一样传递数据，NumXL 就会在幕后处理这一约束。

问题 2：为数据序列添加新的观测值

随着时间的推移，会有新的观测数据出现并添加到输入数据集中。我们应完善 X12ARIMA 定义，将这些观测数据纳入其中，并重新运行模型以更新季节性调整和预测。

上述情况可能听起来很直观，但请记住，您需要更改工作簿中每个 X12ARIMA 模型公式中的输入单元格范围。 这对一个序列来说不是问题，但如果是几十个或几百个时间序列和相应的模型呢？您需要定期重复相同的练习，因此我们需要一种更好的方法。

解决方法与我们在提示中说明的方法相同： “如何设置自动更新回归分析.” 我们会在输入数据末尾添加 "#N/A "以保留这些单元格。接下来，在 X12ARIMA 模型定义中包含这些单元格。

起初，NumXL 会忽略在最后一个非遗漏值观测点之后出现的所有 "#N/A"。之后，随着新数据点的出现，我们会用实际数字替换 #N/A，从而增加输入数据集。

这种方法可以在输入数据集中添加新的观测值，而无需编辑定义公式。您仍然需要重新计算以更新模型的输出。

问题 3：制作模型的时间太长！

X12A 可执行全套模型选择和校准，因此如果工作表中有多个 X12ARIMA 模型，计算整个工作表所需的时间将超过几秒钟。

该问题的解决方法包括两个部分：

1. 禁用自动计算，并将其设置为手动。
   
   将计算设置为手动后，当单元格被触及或其值发生变化时，excel 不会尝试强制计算。相反，你需要点击 F9 或 SHIFT+F9 开始计算。
   在此期间，您可以进行许多更改，而 excel 的响应速度仍然非常快。
2. 禁用 X12ARIMA 磁盘清理，将生成的 X12ARIMA 中间文件保留在磁盘上。
   转到 NumXL 安装目录（即 C:\users\<username>\AppData\Roaming\NumXL），用记事本或你喜欢的文本编辑器打开 NumXL.conf 文件。
   找到 X12ARIMA 部分下的 "CLEANUP_EXIT "条目。
   

确保相应的值设置为 "false"。

注意：将 <username> 替换为您的实际 windows 登录名。

现在，打开工作簿时，NumXL 将（根据需要）加载存储的模型及其输出，而无需运行 X12A 程序。

问题 4：我的数据源涉及许多单元格。

在许多环境中，数据馈送程序（按需或定期）生成并更新 X12ARIMA 模型中使用的输入数据。这种设置非常有趣，但输入单元格经常被触及，Excel 会触发大规模的计算请求，因此在运行手动计算时，许多模型都需要重新评估。

在 NumXL 中，我们在内部计算并存储输入数据集和模型参数值的校验和（又称哈希值）。因此，当 Excel 提出新的模型评估请求时，NumXL 会计算新的校验和，并与我们已有的校验和进行比较。如果 NumXL 没有发现任何变化，它就会直接忽略该请求。

因此，无论您有多少 X12ARIMA 模型，NumXL 都只会评估那些输入（即模型参数或输入数据）自上次运行以来发生了真正变化的模型。因此，X12ARIMA 会在需要时运行。

问题 5：缺失值（#N/A）

美国人口普查 X12A 程序不处理缺失值，但正如我们在问题 2 中看到的，缺失值是有益的。

NumXL 接受在（非缺失）数据集开始或结束之前有缺失值的输入数据集。NumXL 不支持有缺失值的中间观测值。

您可能会问，为什么要在输入数据集开始之前插入缺失值观测值。用户总是希望将数据集排在同一行开始，但数据集可能有不同的开始日期，因此通过在开头插入 #N/A，我们可以使所有时间序列在同一天开始。

在时间序列的任一端添加缺失值的观测数据不会影响输出结果，因为 NumXL 会将开始日期（和结束日期）调整为最近的非缺失观测数据的日期。

问题 6：X12ACOMP 中的偏移参数

要显示任何 X12ARIMA 输出时间序列（如季节性调整），用户应使用工作表函数 X12ACOMP()，但该函数需要：模型名称、输出类型和偏移量。

偏移量是指从输入数据集开始算起的观测值数量。这些观测值应包括缺失值（即开始时的缺失值）。

要计算偏移量，可以在一列中填入整数序列，从 1 开始，依次递增。

另一种方法是使用 Excel 内置函数 COUNT()，计算从输入数据开始到当前位置的单元格数。

问题 7：IT/MIS 政策限制

在某些环境中，IT/MIS 设置了限制性安全策略，防止程序在用户的本地配置文件（即 C:\users\<username>\AppData\LocalData）中运行。这种设置会阻止 X12A 程序运行，从而产生任何输出。

解决这一问题的办法是将 "NumXL.conf "文件中的 "数据目录 "设置更改为用户有足够权限运行程序的目录。

为此，进入 NumXL 安装目录（即 C:\users\<username>\AppData\Roaming\NumXL），用记事本或你喜欢的文本编辑器打开 NumXL.conf 文件。

找到 [GLOBASLS] 部分下的 "DATAPATH "条目，取消注释（删除标签），并将其值设置为磁盘上有足够权限运行 X12A 程序的目录。

结论

在本期中，我们介绍了用户在日常使用 Excel 中的 NumXL X12ARIMA 模型时遇到的一系列难题。针对每种情况，我们都提出了相应的改进措施和建议，在某些情况下，还提出了解决问题的变通方法。

展望未来，我们将汲取这些宝贵的经验教训，继续实施美国人口普查最新的 X13ARIMA-SEATS 计划。