《时间序列分析的工程应用》第一版前言

《时间序列分析的工程应用》第一版前言

时间序列是数理统计这一数学学科的一个重要分支。但是，作为现代数据处理方法之一的时间序列分析还是在20世纪20年代后期才开始出现的。在60年代后期，时间序列分析在谱分析与谱估计方面取得了突破性进展后，得到了迅速发展。尤其值得注意的是，时间序列分析同控制理论的结合，赋予了时间序列分析以更为丰富、更为深入、更为活泼的内容，使之不仅成为有效的现代数据处理方法之一，而且也是系统辨识与系统分析的重要方法之一。这并不奇怪，时间序列分析的应用范围涉及自然界、社会界、工程界，涉及众多的学科领域，从一般的市场预测到地震预测，从机械设备的工况监视与故障诊断到语音的分析、识别与合成，从零件加工表面形貌的分析到生物生理、心理状态的研究，其应用范围是如此之广，其应用类型是如此之多，确实是令人注意与深思的。“见贤思齐”，确应如此！可以这么说，时间序列分析这一方法为人们认识、适应与改造世界提供了又一种有力的数学工具。因此，作为工科研究生，了解与掌握时间序列分析方法是大有好处的；其实，对于其他学科的研究生，学习一些这方面的知识，也是有所裨益的。

工科，就是将理论付诸工程实践的学科。工科学生学习时间序列分析，就是为了解决工程实际的有关问题，即为了工程应用。正是从这一点出发，撰著本书的指导思想是力求立足于工程应用，此即，本书一方面阐述工程应用；另一方面为了这一阐述能得到深入，从而又阐述有关的时间序列分析的概念、理论与方法，但这后一阐述不是从数学角度出发，而是从工程角度出发，并直接为工程应用服务的。当然，这只是作者们的一种良好愿望与积极努力，其结果如何，有待于读者检验。

时间序列的理论研究与应用研究在我国起步虽然较晚，但发展极为迅速，在数学界与工程界都有一大批时间序列工作者，他们所开展的研究工作的广度与深度以及所取得的研究成果是十分有价值的，在一些方面，同国际先进水平相比，也不逊色。或许正因为如此，1987年10月在我国举行的“全国第二届时间序列会议”上，国际著名的时序分析学科专家、英国伦敦政治科学院Robinson教授指出：“中国正在把它（指时序分析）天才地应用到不同领域，以利于人民生活的提高，同时也为其他国家的同行提出了新的方法，这将带来深远的国际影响。”也正有鉴于此，在本书中大量采用了我国时间序列工作者，特别是作者们所取得的研究成果。关于这点，读者将本书有关章节的内容同所附的参考文献予以对照，就十分清楚了。

在此，有必要追溯一下本书成书与出版的过程。1982年，我在美国Wisconsin大学（Madison）机械系作为访问学者，承该系美籍华人吴贤铭（S．M．Wu）教授的关心与指导，同他合作，在他与S．M．Pandit合著的Time Series　and　System　Analysis　with　Applications一书的原讲义的基础上，我执笔写了一本有关“动态数据的系统处理”讲义的初稿。1982年底，我回国后，同王治藩同志一起，对这一初稿进行了重大的修改，形成了一份以本书前八章内容为主的讲稿，并在1983年上半年为机械系研究生开设了“时序分析及其工程应用”课程，还在第二汽车制造厂的有关学习班上作了简扼的讲授。1983年12月，“全国第一届时间序列分析在机械工程中的应用学术讨论会”在我校举行后，我又同王治藩同志一起，充分吸取我国研究成果，对上述讲稿又作了更大的修改。此后，我每年都根据作者们与国内时间序列工作者所取得的成果，并参考国际上时间序列有关研究的进展，对讲稿内容作了增删、修改与体系调整。特别要提出的是，1985年3月，承天津大学彭泽民教授邀请，我赴天津大学为机械系研究生讲授此课，此时，对此讲稿作了重大的修改，当然，这一修改得到了天津大学彭泽民教授与有关教师的关心与鼓励。这是情况的一方面。情况的另一方面是，早在1984年，我校出版社拟出版《时间序列分析及其工程应用》一书，但是，鉴于三点情况，一是我工作忙，无时间将讲稿写成书，二是感到内容还不成熟，缺乏我国特色，三是认为缺乏较多的教学实践，不易确定体系与选取内容，因而我一再将交稿时间推迟。直至1988年初，我仍然感到讲稿还得加工，但又确无时间，出版社催稿甚急，此时，我得到了吴雅同志的大力支持与齐心合作，她以我的讲稿为基础，结合她对时序分析的研究与应用成果，与我一起共同决定了本书的最后体系与内容，夜以继日，奋力拼搏，终于于1989年3月完稿。但是，为了慎重起见，先作为内部教材发行，这样，一方面解决了研究生教材的有无问题，另一方面可广泛听取专家与研究生的意见。5月印出后，寄给了国内近100位专家，又在研究生教学中试用，广泛征求了意见。同年暑期，在此基础上，吴雅同志又担负了主要的修改与执笔工作，不辞辛劳，充分发挥她的才智，直至秋末，完成了本书的终稿，在黄逸云、马孝江同志的支持下，终稿较原内部教材增加了两章。应该说，没有吴雅同志的通力合作，没有她在时序分析方面的深入研究，没有她在成书过程中卓有成效的工作，本书至少是不可能在近几年内出版的。

本书前十章大体上是在我1987年的讲稿的基础上，作了重大修改、扩充与发展后编写而成的。第1章由我执笔；第2、3章由吴雅同志执笔；第4章由丁洪、康宜华同志执笔，吴雅同志参加了其中前两节的执笔工作；第5、6、7、8章由吴雅同志执笔，其中，高平同志提供了6．5的初稿，欧阳普仁同志执笔了6．4中Marple算法的内容；第9章主要由欧阳普仁同志执笔，我与吴雅同志参加了执笔工作；第10章由吴雅同志执笔；第11章由黄逸云同志执笔（这章是终稿中新增加的）；第12、13章由吴雅同志执笔；第14章由吴今培同志与吴雅同志共同执笔；第15章由马孝江同志执笔，吴雅同志作了修改与整理（这章是终稿中新增加的）；第16章由熊有伦同志执笔。全书由我与吴雅同志共同统稿，并在吴雅同志参加下，由我定稿。

本书每章末附有一定量的习题供读者练习，并由杨克冲同志主编了相应的习题解。第1、4、9、11、15、16章习题与解分别由我、康宜华、欧阳普仁、黄逸云、马孝江、熊有伦同志编写，第2、3、5、6、7、8、10章习题与解由杨克冲同志编写，第12、13、14章习题与解由吴雅同志编写。所有习题与解由杨克冲同志统稿与定稿。

应该说明，本书是集体劳动的成果。作者决不仅限于上述人员，赵星、郑小军、陈志祥、宾鸿赞、杨绪光、梅志坚、杨克冲、刘经燕、王阳生、师汉民、陈小鸥、杜润生、卢文祥诸同志都以不同的方式参加了本书的编著工作。本书附录提供了13个IBM系列机上的实用程序，其中程序2．1、2．3由丁洪同志提供，程序2．2、2．11、2．12由吴雅同志提供，程序2．4、2．5由欧阳普仁同志提供，程序2．6由柯石求同志提供，程序2．7、2．8由核工业部辐射防护研究所姜莉同志提供，程序2．9由广州广播设备厂陶建华同志提供，程序2．10由雷鸣同志提供，程序2．13由马孝江同志提供。所有程序由吴雅同志负责整理，柯石求、雷鸣同志参加了调试工作。“有心酬岁月，无梦到功名”，我想，这正是作者们紧密合作的基础，是作者们希望在时序分析的工程应用这方面为我国建设贡献一份力量的体现。

在本书成书过程中，得到兄弟院校与研究单位有关专家与同行的鼓励，例如，天津大学彭泽民教授、刘又午教授、陈志荣副教授、吕扬生副教授，西安交通大学屈梁生教授、邱阳副教授、何正嘉副教授，东南大学黄仁教授、钟秉林副教授，清华大学严普强教授、黄世霖教授、杨友堂副教授，哈尔滨工业大学黄文虎教授、蔡鹤皋教授、邵成勋教授、徐世昌副教授，上海交通大学徐敏教授、薛秉源教授，大连理工大学袁景侠教授、唐秀近教授，中国科技大学李川奇教授，浙江大学路甬祥教授，成都科技大学赵沔教授，北京机械化管理学院朱骥北教授，长沙国防科技大学李均教授，北京农业工程大学陈继武副教授，西南石油学院陈良浩教授，北京科技大学陈克兴教授，天津大学分校李莉副教授，西北轻工业学院徐元昌副教授，江苏工学院金瑞琪教授，湖南大学李传乾教授，东北工学院闻邦椿教授、虞和济教授，厦门大学黄长艺教授，铁科院应怀樵研究员，郑州工学院张瑞林教授，等等，在此向他们表示衷心的感谢！与此同时，中科院应用数学研究所安鸿志和陈兆国研究员、北京理工大学张志方教授、北京大学谢衷洁教授、中山大学邓集贤教授等也对作者们的工作给予了关心、支持与指教，在此向他们表示衷心的感谢！中国科学院学部委员胡海昌教授与天津大学彭泽民教授，中国科学院应用数学研究所安鸿志研究员分别为本书作序，并提出了许多宝贵的意见，在此向他们表示深深的谢意！我校周晖同志和雷敏同志参加了本书的抄写工作，在此向她们表示衷心的感谢！最后，我还要向吴贤铭教授表示衷心的感谢，在某种意义上来说，没有他对我的关心、支持与合作，或许就没有本书的出版，在本书中，读者可清楚地看到他工作的影响。

作者再次表明，由于工作忙，水平有限，目前没有可能对本书的体系与内容再作推敲与修改，衷心希望读者对书中的错误与不妥之处提出批评，予以指正，我们将不胜感激。

1990年1月4日

（杨叔子、吴雅等著，华中理工大学出版社1991年5月版，本次收录略有改动）