TSSS

Time Series analysis with State Space model

統計数理研究所

2020年5月7日

1. はじめに

Rパッケージ TSSSは,「FORTRAN77 時系列解析プログラミング」(北川源四郎著)に掲載されていたプログラムパッケージを基に作成された時系列データ解析のための関数群である.Rはフリーな統計処理言語であり,かつ環境でもある.Rは配列演算を基本に設計されているため,多次元配列の扱いに適している.また,グラフィック関数も豊富であり,FORTRANやCのサブルーチンを簡単に呼び出せるインタフェースを備えている.そこで,FORTRANで書かれているオリジナルプログラムの計算処理機能のみをライブラリ化し,R関数を通して入出力およびグラフィック表示をすることによりデータ解析を容易にした.TSSSのR関数の中ではFORTRANのサブルーチンと引数の受け渡しを行い,必要であればその解析結果をRのグラフィック関数を使って表示している.

「FORTRAN77 時系列解析プログラミング」では,代表的な時系列のモデリングに必要な最小二乗法,最尤法,カルマンフィルタによる推定の方法,情報量規準AICを用いたモデルの評価・選択の方法およびそれらを実現するプログラム等が紹介されている.現在は,改訂版として「時系列解析入門」(北川源四郎著)が出版されている.改訂版ではFORTRANのソースコードは除かれているが,モデルや解析法について同様に解説されているので,詳しくはこちらを参照されたい.TSSSは前述の本と同様のデータをデータセットとして組み込んでおり,関数のドキュメントにおける例題の一部ではこれらのデータセットを用いている.

また,時変係数ARモデルの時変分散と時変AR係数を推定する関数(tvvar,tvar)については,OpenMPを使った拡張パッケージtvvarOMPを利用して並列処理も可能である.


2. Rのインストール

ここでは,Windows版Rのインストール方法について簡単に説明する.Linux版や他のバージョンのインストール方法については,RjpWiki を参照のこと.

(1) 実行ファイル(例えば R-4.0.0-win.exe)をRのサイト CRAN よりダウンロードする.日本国内であれば統計数理研究所 (http://cran.ism.ac.jp/)などのミラーを利用できる.

(2) 実行ファイルをダブルクリックしてインストーラを起動する.
 表示画面に従ってセットアップに使用する言語を選択「Japanese(OK)」,ライセンスへの同意をチェックし,セットアップ完了画面まで進み(完了)をクリックする.


3. パッケージ TSSSのインストール

3.1 パッケージソース または バイナリファイルのダウンロード

 OSにあわせて必要なファイルを適当なフォルダにダウンロードする.
 TSSSパッケージは CRANの拡張パッケージ(Contributed Packages) として登録されているが, 現在こちら のサイトからダウンロードできるのは旧バージョンとなっている.

テスト環境
debian 10.2 (R-3.6.3)   TSSS_1.3.0.tar.gz
Windows10 (R-4.0.0)   TSSS_1.3.0.zip
macOS High Sierra  (R-4.0.0)   TSSS_1.3.0.tgz
macOS Catalinaa  (R-4.0.2)   TSSS_1.3.0.tgz

3.2 Windowsの場合

(1) R (RGui)を起動し,メニュー [Packages] から

   --> Install package(s) from local zip files...

   --> Select files で ダウンロードした TSSS_1.3.0.zip を選択.

(2) メニュー [Package] から

   --> Load Package..

   --> Select one で TSSS を選択.

3.3 Linuxの場合

(1) ターミナルで R を起動し,

   > install.packages("ダウンロード先のパス/TSSS_1.3.0.tar.gz", repos=NULL)

  を実行してインストール.

(2) TSSSをロードする.

   > library(TSSS)

3.4 maxOS High Sierraの場合

(1) R.app を起動し,メニュー「パッケージとデータ」から

   --> 「パッケージインストーラ」

     パッケージリポジトリでは このコンピュータ上のバイナリパッケージ を選択

     [インストール...] ボタンをクリック,ファイルを選択 画面でダウンロードした TSSS_1.3.0.tgz をクリックして [開く]

(2) メニュー「パッケージとデータ 」から

   --> 「パッケージマネージャ」

     TSSS の状態 未ロードの左のボックスをチェックして 'ロード済み' にする


4. ドキュメント


5. Reference

(1) Kitagawa, G. (2010) Introduction to Time Series Modeling, Chapman & Hall/CRC.
(2) 北川源四郎 (2005) 「時系列解析入門」. 岩波書店.
(3) 北川源四郎 (1993) 「FORTRAN 77 時系列解析プログラミング」. 岩波コンピュータサイエンスシリーズ.


本パッケージに関するご質問やバグ報告等がありましたら ismrp(at)jasp.ism.ac.jp 宛お寄せ下さい.