具有恒定截距的断点答案

【问题标题】：Breakpoints with constant intercept具有恒定截距的断点
【发布时间】：2016-05-19 00:13:27
【问题描述】：

我正在尝试使用breakpoints() 函数（在strucchange 包中）在我的时间序列中找到结构中断。我的目标是在我的数据集中找到“结”的位置。我正在寻找一种程序，它可以测试所有可能的节点并选择一个最小化信息标准（如 AIC 或 BIC）的节点。 breakpoints() 做得很好，但我想画一个连续的分段线性函数。这一点，我希望断点前后的截距相同。有人知道这样做的功能或选项吗？

在下图中，红线是真实模型，蓝线是使用breakpoints()拟合的。我想要一个适合真实模型的程序（在断点处不跳转）。

请参阅我的gist file 以重现此示例。

【问题讨论】：

请提供reproducible example。
除了不包括require(strucchange)（我认为这是您在代码中获得breakpoints 的位置）之外，您还有一个未加载的函数ymd。
@DWin，谢谢，gist 文件已更新

标签： r breakpoints linear-regression

【解决方案1】：

“strucchange”包似乎旨在返回不连续的结果。您可能希望查看按照您想象的结果结构化方式设计的包。 “分段”包就是这样一种。

require(segmented)
out.lm<-lm(y~date3,data=df)
o<-segmented(out.lm, seg.Z= ~date3, psi=list(date3=c(-10)),
     control=seg.control(display=FALSE))
 slope(o)
#$date3
#          Est. St.Err. t value CI(95%).l CI(95%).u
#slope1  0.3964  0.1802   2.199   0.03531    0.7574
#slope2 -1.6970  0.1802  -9.418  -2.05800   -1.3360

str(fitted(o))
# Named num [1:60] 1.94 2.34 2.74 3.13 3.53 ...
# - attr(*, "names")= chr [1:60] "1" "2" "3" "4" ...
plot(y ~ date3, data=df)
lines(fitted(o) ~ date3, data=df)

【讨论】：

谢谢，我收到以下错误消息：Error in segmented.lm(out.lm, seg.Z = ~date3, psi = list(date3 = c(-10)), : starting psi out of the admissible range
您使用的是哪个日期变量？
我的意思是：在您构建的三个不同的日期变量中……您使用的是哪一个？
我原以为 date2 会出错。我真的不知道该说什么。我只是重新运行了该代码，没有出现任何错误。
现在可以了。我已将psi=list(date3=c(-10)) 更改为psi=list(date3=c(10))。

【解决方案2】：

连续分段线性拟合也称为线性样条，可以与splines 包中的bs 拟合（带有基数R）。

lm(y ~ bs(x, deg=1, df, knots), ...)

断点称为节，您必须通过knots 参数或df 参数（根据x 的分位数选择节）来指定它们。

您也可以手动操作；线性样条曲线的编码特别简单。

lm(y ~ x + pmax(0, x - k1) + pmax(0, x - k2), ...)

其中k1 和k2 是结。添加更多口味。

【讨论】：

据我所知，bs() 没有找到最小化信息标准但采用任意节点（例如 x 的分位数）的节点。它没有告诉我断点到底在哪里。
正确。但是您没有在问题中指定这一点，对吗？编写代码来选择结以最小化这样的标准可能是一个有趣的练习......
您可能只使用breakpoints 的输出来设置节点位置。从你的图表中可以看出，它实际上已经相当准确地检测到了断点。
我不清楚在更复杂的数据集中这些结是否真的相同。我看不出有什么理由会这样。