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统计建模

游程检验

把按行序排好的二值序列(或按中位数切开的定量列)数成一条条同号连片,用游程个数判断是否像随机投掷;占用表另按连片长短分仓。

更新日期 2026-08-29 运筹

这篇能回答什么

游程检验(Wald–Wolfowitz runs test)回答的是「涨跌、合格/不合格、高于/低于中位,这些符号是打散的还是结成一串」。一条游程是连续相同符号的最长片段。符号随机独立时,游程个数 R 有明确的期望与方差,可用正态近似给 Z 与 p。连续列默认先按中位数切成两类。它不估计滞后 k 的相关系数 ρ_k——那是(偏)自相关分析的工作。

本页占用表把每条游程按长度丢进互斥三仓:类别 A = 短游程(长度 1–2),类别 B = 中游程(长度 3–5),类别 C = 长游程(长度 ≥6)。教学清点 396 条:短 66(16.67%),中 55(13.89%),长 275(69.44%)。长档 69.44% 说明连片多、符号爱成团;这不是「远滞后棒还在带外」。短+中只有 30.56%,不能据此写 AR(1)。

什么时候不该用

要读 ACF 拖尾、PACF 截尾来定 ARMA 阶,用自相关页,不要拿长档占比当 q。水平还在爬坡,先ADF或差分。只问一列像不像正态,用正态性检验。频谱看周期峰,不是游程个数。

如何选择方法

先分清你要符号是否打散,还是记忆停在第几阶。质检合格串、日收益涨跌、残差正负变号,用本页。要 (p,q) 或季节峰,用 ACF/PACF 或频谱。游程显著偏少,只说明正负抱团;抱团的原因可能是趋势、波动聚集或季节,本页不拆开。

  • 游程检验:1 条二值或可按中位切开的序列;输出 R、Z/p,以及短/中/长占用。

  • (偏)自相关:逐阶 ρ̂(k)、π̂(k) 与近中远滞后占用,用来定阶,不是数连片。

  • ADF:判单位根,避免把斜坡误看成「游程太少」。

  • 正态性检验:问分布形状,不问符号排列顺序。

输入、输出与限制

输入

分析对象是按时间或工艺顺序排好的一列。已是涨/跌、合格/不合格的二分类可直接数游程;收益、残差、产量等定量列按中位数切成高于/低于。行序当作观察顺序,不要事先按数值排序。

  • 分析序列:最少 1 个,最多 1 个。

输出

占用表给出短、中、长三档的条数与占比,合计是游程条数。推断随机性要看 R 相对期望是偏少(成团)还是偏多(过于交错)。图按行序把符号涂成色带,长色块对应 C 仓。

产品限制

  • 占用合计是游程条数,不必等于收益行数,也不必等于 ACF 页的 233 条滞后。

  • 两类人数极不对称时,正态近似的 Z 变钝,宜同时报告精确分布。

  • 切点固定为中位数,不提供自定义分位;全相等列无法切两类。

  • 类别 A/B/C 不是涨、跌、平,也不是 AR、MA、白噪声。

  • 季节周期会造成周期性长游程,本页不会自动扣掉季节。

案例

研究问题。 在为个股收益选 ARMA 之前,先问涨跌符号是不是打散的。若长串同号特别多,先怀疑趋势或波动成团,而不是一上来读 PACF 截尾。

教学示例用时间序列表「returns」里已较平稳的个股收益,按中位数切成正负,再数游程。占用合计 396 条:短 66,中 55,长 275。长档压过六成,提示同号连片多于「每次抛硬币」的直觉。下载后不要改成按收益大小排序——那样会人为制造一条超长游程。占用 396 与 180 行收益不必相等:一条长游程只计 1,短涨跌会拆出许多条。

下载教学示例表(时间序列)

在 StatsX 中操作

  1. 步骤 1 · 按时间升序放好

    打开工作台,上传时间序列 xlsx,切到「returns」。单文件不超过 20 MB。日期乱序会把游程剪碎或粘错。

  2. 步骤 2 · 确认是一条可切的定量列

    画像里收益须为定量。事件 0/1、股票代码不能当本页序列。若水平还在爬,先差分再来。

  3. 步骤 3 · 搜索游程检验

    目录搜「游程」或 runs。它不是自相关按钮,也不是规划求解。

  4. 步骤 4 · 只勾一列后运行

    分析序列勾收益。软件按中位数切两类。不要同时塞开盘价和收盘价。

  5. 步骤 5 · 先看长档再看 Z

    长档过厚先写「符号成团」。再看 R 相对期望偏少还是偏多。要定阶仍然打开 ACF 图,不要用 69.44% 代替 ρ̂(k)。

上传收益序列以便做游程检验
上传时间序列表并切到收益工作表。
画像中确认收益列为定量
收益须按时间升序;不要先按数值排序。
目录中选择游程检验
选定「游程检验」,不要误点(偏)自相关分析。
为游程检验指定一条序列
只勾一列收益或残差后运行。

如何阅读输出

占用表数的是 396 条游程,不是 396 个交易日。短档 66(16.67%)是正负频繁翻面;中档 55(13.89%)最少;长档 275(69.44%)说明同号能连很久。长档厚提高「R 可能小于期望」的先验,判决仍看 Z/p,不能把 69.44% 抄进论文当「非随机概率」。

游程检验结果表
项目类别统计量取值
游程检验类别 A频数66
游程检验类别 B频数55
游程检验类别 C频数275
游程检验合计有效样本 N396
游程检验类别 A占比(%)16.67
游程检验类别 B占比(%)13.89
游程检验类别 C占比(%)69.44

左右滑动可查看完整表格

教学示例表在 StatsX 工作台中的计算结果口径。

游程检验短中长占用表
工作台三类条数应与上表一致;三档是长度仓,不是涨跌平。
符号色带与游程长度分布
色带上的长块对应 C 仓;定阶仍要另开 ACF/PACF 图。

解读顺序:序列是否已按时间排好 → 两类人数是否还撑得住正态近似 → 长档是否畸形厚 → R 相对期望偏少(成团)还是偏多(过于交错)→ 才决定要不要差分或换波动模型。ACF 远滞后占用高,说的是 ρ̂(k) 在大 k 仍可能有能量;本页 C 仓厚,说的是连片长。两句话不能互换。

质检场景把「合格/不合格」直接当符号,切点不再是中位数。合格率极高时几乎只有一条超长合格游程,C 仓会接近 100%,这时应改用不合格率控制图,而不是宣布「过程随机」。

理论与公式

记两类个数为 n₁、n₂,n = n₁ + n₂,游程个数为 R。随机排列下:

R 显著小于期望:同号成团(趋势、机制切换、波动聚集)。R 显著大于期望:正负过于交错(负相关或过度矫正)。本页长度三仓是直方图:一条长度为 8 的游程只进 C 仓一次,不会拆成 8 个滞后。ACF 的近/中/远三档清点的是滞后位置上的棒,口径完全不同。

注意事项

  • 先按数值大小排序再检验,游程会被人为粘成一条,结论作废。

  • 趋势或单位根会让 R 偏小,应先差分,不要把斜坡写成「质检异常」。

  • 长度占比加总 100%,不能再解释成相关系数。

  • 两类人数一边倒时,Z 的正态近似差,p 宜用精确分布。

  • 多列残差不要在本页混加;各自检验或改看互相关。

  • GARCH 类波动聚集也会制造同号长串,拒绝随机不等于找到了均值模型。

常见问题

参考文献

  • Wald, A., Wolfowitz, J. On a test whether two samples are from the same population[J]. Annals of Mathematical Statistics, 1940, 11(2): 147–162.

  • Gibbons, J. D., Chakraborti, S. Nonparametric Statistical Inference[M]. CRC Press.

  • Box, G. E. P., Jenkins, G. M., Reinsel, G. C., Ljung, G. M. Time Series Analysis: Forecasting and Control[M]. Wiley.

  • 贾俊平. 统计学[M]. 中国人民大学出版社.