Jump to content

Авторегрессионная условная гетероскедастичность

В эконометрике статистическую модель для данных модель авторегрессионной условной гетероскедастичности (ARCH) представляет собой временных рядов , которая описывает дисперсию текущего члена ошибки или инновации как функцию фактических размеров членов ошибки предыдущих периодов времени; [1] часто дисперсия связана с квадратами предыдущих нововведений. Модель ARCH подходит, когда дисперсия ошибок во временном ряду соответствует модели авторегрессии (AR); если авторегрессионного скользящего среднего для дисперсии ошибок предполагается модель (ARMA), модель представляет собой модель обобщенной авторегрессионной условной гетероскедастичности ( GARCH ). [2]

Модели ARCH обычно используются при моделировании финансовых временных рядов , которые демонстрируют изменяющуюся во времени волатильность и кластеризацию волатильности , то есть периоды колебаний, чередующиеся с периодами относительного спокойствия. Модели типа ARCH иногда относят к семейству моделей стохастической волатильности , хотя это совершенно неверно, поскольку в момент времени t волатильность полностью предопределена (детерминирована) с учетом предыдущих значений. [3]

Спецификация модели [ править ]

Чтобы смоделировать временной ряд с использованием процесса ARCH, пусть обозначают члены ошибок (возвратные остатки по отношению к среднему процессу), т.е. члены ряда. Эти разделены на стохастический фрагмент и зависящее от времени стандартное отклонение характеризуя типичный размер термов так, чтобы

Случайная величина представляет собой сильный процесс белого шума . Серия моделируется

,
где и .

Модель ARCH( q ) можно оценить с помощью обычного метода наименьших квадратов . Метод проверки того, являются ли остатки демонстрировать изменяющуюся во времени гетероскедастичность с использованием теста множителя Лагранжа, предложенного Энглом (1982). Эта процедура заключается в следующем:

  1. Оцените наиболее подходящую авторегрессионную модель AR( q ) .
  2. Получите квадраты ошибки и регрессируем их на константу и значения с запаздыванием q :
    где q — длина лагов ARCH.
  3. Нулевая гипотеза состоит в том, что в отсутствие компонентов ARCH мы имеем для всех . Альтернативная гипотеза состоит в том, что при наличии компонентов ARCH хотя бы один из оцененных коэффициенты должны быть значимыми. В выборке остатков T тестовая статистика T'R². при нулевой гипотезе об отсутствии ошибок ARCH следует распределение с q степенями свободы, где — это количество уравнений в модели, которые соответствуют остаткам и лагам (т. е. ). Если T'R² больше значения таблицы хи-квадрат, мы отвергаем существует эффект ARCH нулевую гипотезу и приходим к выводу, что в модели ARMA . Если T'R² меньше значения таблицы хи-квадрат, мы не отвергаем нулевую гипотезу.

ГАРЧ [ править ]

Если авторегрессионного скользящего среднего (ARMA), то эта модель представляет собой модель обобщенной авторегрессионной условной гетероскедастичности (GARCH). для дисперсии ошибок предполагается модель [2]

В этом случае модель GARCH ( p , q ) (где p — порядок членов GARCH и q - порядок членов ARCH ), следуя обозначениям исходной статьи, имеет вид

Как правило, при проверке гетероскедастичности в эконометрических моделях лучшим тестом является тест Уайта . Однако при работе с данными временных рядов это означает проверку на наличие ошибок ARCH и GARCH.

Экспоненциально взвешенное скользящее среднее (EWMA) — альтернативная модель в отдельном классе моделей экспоненциального сглаживания. В качестве альтернативы моделированию GARCH оно имеет некоторые привлекательные свойства, такие как больший вес более поздних наблюдений, но также и недостатки, такие как произвольный коэффициент затухания, который вносит субъективность в оценку.

GARCH( p , q Спецификация модели ) [ править ]

Длина задержки p процесса GARCH( p , q ) устанавливается в три этапа:

  1. Оцените наиболее подходящую модель AR( q )
    .
  2. Вычислите и постройте автокорреляции к
  3. Асимптотика, то есть для больших выборок, стандартное отклонение является . Отдельные значения, превышающие это значение, указывают на ошибки GARCH. Чтобы оценить общее количество лагов, используйте тест Люнга-Бокса до тех пор, пока их значение не станет менее, скажем, 10% значимым. Люнга – Бокса. Q-статистика Далее следует распределение с n степенями свободы, если квадраты остатков некоррелированы. Рекомендуется учитывать значения n до T/4 . Нулевая гипотеза утверждает, что ошибок ARCH или GARCH нет. Таким образом, отказ от нуля означает, что такие ошибки существуют в условной дисперсии .

НГАРЧ [ править ]

НАГАРЧ [ править ]

Нелинейный асимметричный GARCH(1,1) ( NAGARCH ) — это модель со спецификацией: [6] [7]

,
где и , что обеспечивает неотрицательность и стационарность дисперсионного процесса.

Для доходности акций параметр обычно оценивается положительно; в данном случае это отражает явление, обычно называемое «эффектом кредитного плеча», означающее, что отрицательная доходность увеличивает будущую волатильность в большей степени, чем положительная доходность той же величины. [6] [7]

Эту модель не следует путать с моделью NARCH вместе с расширением NGARCH, представленным Хиггинсом и Берой в 1992 году. [8]

ИГАРЧ [ править ]

Интегрированная обобщенная авторегрессионная условная гетероскедастичность (IGARCH) — это ограниченная версия модели GARCH, где сумма постоянных параметров равна единице и импортирует единичный корень в процесс GARCH. [9] Условием для этого является

.

ЭГАРХ [ править ]

Экспоненциальная обобщенная авторегрессионная условная гетероскедастическая модель (EGARCH) Нельсона и Као (1991) является еще одной формой модели GARCH. Формально EGARCH(p,q):

где , условная дисперсия , , , , и являются коэффициентами. может быть стандартной нормальной переменной или исходить из обобщенного распределения ошибок . Формулировка для позволяет знак и величину оказывать отдельное влияние на волатильность. Это особенно полезно в контексте ценообразования на активы. [10] [11]

С может быть отрицательным, ограничений по знаку для параметров нет.

ГАРЧ-М [ править ]

Модель GARCH-in-mean (GARCH-M) добавляет в уравнение среднего член гетероскедастичности. Имеет спецификацию:

Остаток определяется как:

КГАРЧ [ править ]

Модель Quadratic GARCH (QGARCH) Сентаны (1995) используется для моделирования асимметричных эффектов положительных и отрицательных шоков.

В примере модели GARCH(1,1) остаточный процесс является

где это идентификатор и

ГДЖР-ГАРЧ [ править ]

Подобно QGARCH, модель Glosten-Jagannathan-Runkle GARCH (GJR-GARCH) Глостена, Джаганнатана и Ранкла (1993) также моделирует асимметрию в процессе ARCH. Предлагается моделировать где является iid, и

где если , и если .

Модель TGARCH [ править ]

Модель Threshold GARCH (TGARCH) Закояна (1994) аналогична модели GJR GARCH. В спецификации указано условное стандартное отклонение, а не условное отклонение :

где если , и если . Так же, если , и если .

фГАРЧ [ править ]

Хентшеля Модель fGARCH , [12] также известная как семейство GARCH , представляет собой комплексную модель, в которую входит множество других популярных симметричных и асимметричных моделей GARCH, включая APARCH, GJR, AVGARCH, NGARCH и т. д.

КОГАРЧ [ править ]

В 2004 году Клаудия Клуппельберг , Александр Линднер и Росс Маллер предложили обобщение процесса GARCH(1,1) с непрерывным временем. Идея состоит в том, чтобы начать с уравнений модели GARCH(1,1).

а затем заменить процесс сильного белого шума с бесконечно малыми приращениями процесса Леви и процесс квадрата шума с шагом , где

является чисто разрывной частью квадратичного изменения процесса . В результате получается следующая система стохастических дифференциальных уравнений :

где положительные параметры , и определяются , и . Теперь, учитывая некоторые начальные условия , приведенная выше система имеет единственное по путям решение которая затем называется моделью GARCH непрерывного времени ( COGARCH ). [13]

ЗД-ГАРЧ [ править ]

В отличие от модели GARCH, модель GARCH с нулевым дрейфом (ZD-GARCH) Ли, Чжана, Чжу и Лина (2018) [14] пусть термин дрейфует в модели GARCH первого порядка. Модель ZD-GARCH призвана моделировать , где является iid, и

Модель ZD-GARCH не требует , и, следовательно, он вкладывает модель экспоненциально взвешенного скользящего среднего (EWMA) в RiskMetrics . Поскольку член дрейфа Модель ZD-GARCH всегда нестационарна, и ее методы статистического вывода сильно отличаются от методов классической модели GARCH. На основе исторических данных параметры и можно оценить обобщенным методом QMLE .

Пространственный ГАРЧ [ править ]

Пространственные процессы GARCH Отто, Шмида и Гартхоффа (2018) [15] рассматриваются как пространственный эквивалент временной обобщенной авторегрессионной условной гетероскедастичности (GARCH). В отличие от временной модели ARCH, в которой распределение известно с учетом полного набора информации за предыдущие периоды, распределение не является однозначным в пространственном и пространственно-временном контексте из-за взаимозависимости между соседними пространственными местоположениями. Пространственная модель имеет вид и

где обозначает -е пространственное расположение и относится к -я запись пространственной весовой матрицы и для . Матрица пространственных весов определяет, какие местоположения считаются соседними.

GARCH, управляемый гауссовским процессом [ править ]

В другом ключе сообщество машинного обучения предложило использовать модели регрессии гауссовского процесса для получения схемы GARCH. [16] В результате получается схема непараметрического моделирования, которая обеспечивает: (i) повышенную устойчивость к переоснащению, поскольку модель ограничивает свои параметры для выполнения вывода в соответствии с обоснованием байесовского вывода; и (ii) фиксация сильно нелинейных зависимостей без увеличения сложности модели. [ нужна ссылка ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Энгл, Роберт Ф. (1982). «Авторегрессионная условная гетероскедастичность с оценками дисперсии инфляции Соединенного Королевства». Эконометрика . 50 (4): 987–1007. дои : 10.2307/1912773 . JSTOR   1912773 .
  2. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Боллерслев, Тим (1986). «Обобщенная авторегрессия условная гетероскедастичность». Журнал эконометрики . 31 (3): 307–327. CiteSeerX   10.1.1.468.2892 . дои : 10.1016/0304-4076(86)90063-1 . S2CID   8797625 .
  3. ^ Брукс, Крис (2014). Вводная эконометрика в финансах (3-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. п. 461. ИСБН  9781107661455 .
  4. ^ Ланне, Маркку; Сайкконен, Пентти (июль 2005 г.). «Нелинейные модели GARCH для устойчивой волатильности» (PDF) . Эконометрический журнал . 8 (2): 251–276. дои : 10.1111/j.1368-423X.2005.00163.x . JSTOR   23113641 . S2CID   15252964 .
  5. ^ Боллерслев, Тим; Рассел, Джеффри; Уотсон, Марк (май 2010 г.). «Глава 8: Глоссарий ARCH (GARCH)» (PDF) . Эконометрика волатильности и временных рядов: очерки в честь Роберта Энгла (1-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. стр. 137–163. ISBN  9780199549498 . Проверено 27 октября 2017 г.
  6. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Энгл, Роберт Ф.; Нг, Виктор К. (1993). «Измерение и тестирование влияния новостей на волатильность» (PDF) . Журнал финансов . 48 (5): 1749–1778. дои : 10.1111/j.1540-6261.1993.tb05127.x . ССНР   262096 . В финансовой литературе еще не ясно, что асимметричные свойства отклонений обусловлены изменением кредитного плеча. Название «эффект рычага» используется просто потому, что оно популярно среди исследователей при упоминании такого явления.
  7. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Поседел, Петра (2006). «Анализ обменного курса и ценообразования опционов в иностранной валюте на хорватском рынке: модель Нгарча как альтернатива модели Блэка-Шоулза» (PDF) . Финансовая теория и практика . 30 (4): 347–368. Особое внимание в модели уделяется параметру асимметрии [тета (θ)], который описывает корреляцию между доходностью и дисперсией. 6  ...
    6 В случае анализа доходности акций положительное значение [тета] отражает эмпирически хорошо известный эффект рычага, указывающий на то, что движение вниз цены акции вызывает большее увеличение дисперсии, чем движение цены вниз на то же значение. акций, что означает, что доходность и дисперсия отрицательно коррелируют
  8. ^ Хиггинс, ML; Бера, АК (1992). «Класс нелинейных моделей арок». Международное экономическое обозрение . 33 (1): 137–158. дои : 10.2307/2526988 . JSTOR   2526988 .
  9. ^ Капорале, Гульельмо Мария; Питтис, Никитас; Спаньоло, Никола (октябрь 2003 г.). «Модели IGARCH и структурные сдвиги» . Письма по прикладной экономике . 10 (12): 765–768. дои : 10.1080/1350485032000138403 . ISSN   1350-4851 .
  10. ^ Сен-Пьер, Эйлин Ф. (1998). «Оценка моделей EGARCH-M: наука или искусство». Ежеквартальный обзор экономики и финансов . 38 (2): 167–180. дои : 10.1016/S1062-9769(99)80110-0 .
  11. ^ Чаттерджи, Сварн; Хаббл, Эми (2016). «Эффект дня недели в американских биотехнологических акциях: имеют ли значение изменения в политике и экономические циклы?». Анналы финансовой экономики . 11 (2): 1–17. дои : 10.1142/S2010495216500081 .
  12. ^ Хентшель, Людгер (1995). «Все в семействе Nesting симметричных и асимметричных моделей GARCH». Журнал финансовой экономики . 39 (1): 71–104. CiteSeerX   10.1.1.557.8941 . дои : 10.1016/0304-405X(94)00821-H .
  13. ^ Клуппельберг, К. ; Линднер, А.; Маллер, Р. (2004). «Процесс GARCH с непрерывным временем, управляемый процессом Леви: стационарность и поведение второго порядка» . Журнал прикладной вероятности . 41 (3): 601–622. дои : 10.1239/яп/1091543413 . hdl : 10419/31047 . S2CID   17943198 .
  14. ^ Ли, Д.; Чжан, X.; Чжу, К.; Линг, С. (2018). «Модель ZD-GARCH: новый способ изучения гетероскедастичности» (PDF) . Журнал эконометрики . 202 (1): 1–17. doi : 10.1016/j.jeconom.2017.09.003 .
  15. ^ Отто, П.; Шмид, В.; Гартхофф, Р. (2018). «Обобщенная пространственная и пространственно-временная авторегрессия условная гетероскедастичность». Пространственная статистика . 26 (1): 125–145. arXiv : 1609.00711 . дои : 10.1016/j.spasta.2018.07.005 . S2CID   88521485 .
  16. ^ Платаниос, Э.; Чацис, С. (2014). «Условная гетероскедастичность гауссовой смеси процессов». Транзакции IEEE по анализу шаблонов и машинному интеллекту . 36 (5): 889–900. arXiv : 1211.4410 . дои : 10.1109/TPAMI.2013.183 . ПМИД   26353224 . S2CID   10424638 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6537fa054a24d219ba43d1e0f9cd408e__1716741000
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/65/8e/6537fa054a24d219ba43d1e0f9cd408e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Autoregressive conditional heteroskedasticity - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)