Основные одномерные параметризации.
Стр 1 из 4Следующая ⇒ ГЛАВА 1. ARCH ПРОЦЕССЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ, МОДЕЛИ, ПРИЛОЖЕНИЯ. Если задано распределение вероятностей Рассмотрим в качестве примера авторегрессию где e - белый шум с дисперсией Известно, что вариабельность экономических переменных широко изменяется во времени, соответственно, изменяется и точность эконометрических прогнозов. Гипотеза гомоскедастичности остатков, как правило, не выдерживает тестирования. Ниже изучаются процессы, обладающие свойством условной гетероскедастичности, т.е. такие, условная дисперсия которых нетривиально зависит от истории процесса и более точно характеризует степень присущей прогнозам неопределенности. ОПРЕДЕЛЕНИЕ Пусть
где (1.1.а) (1.1.б) и
Лишь немногие экономические переменные имеют постоянное условное среднее, равное нулю. Как правило, процесс (1.2) В этом случае условные дисперсии Стандартизованный процесс (1.3) имеет неизменные во времени нулевое условное среднее и единичную условную дисперсию. Приведенное определение охватывает чрезвычайно широкий класс процессов. Ниже рассматриваются некоторые возможные параметризации условной дисперсии. Пусть, например, GARCH В формулировке, предложенной Энглом (Engle, 1982), условная дисперсия (1.4) Для того, чтобы эта величина оставалась положительной с вероятностью единица, требуется Высокие по абсолютному значению реализации процесса в непосредственном прошлом влекут увеличение условной дисперсии в данный момент, и, следовательно, условной вероятности появления вновь высокой по модулю реализации e. Напротив, относительно небольшие значения
На графике ARCH процесса могут быть обнаружены периоды спокойного движения переменной, характеризующиеся относительно низкой дисперсией, и турбулентные периоды, в течение которых дисперсия высока. В западной литературе такое поведение временного ряда получило название clustering volatility: образование “пучков”, концентрация волатильности. Термин “волатильность” (volatility - изменчивость, непостоянство, англ.) используется, как правило, для неформального обозначения степени вариабельности, разброса переменной. Формальной мерой волатильности служит дисперсия (или стандартное отклонение). Эффект clustering volatility отмечен для многих высокочастотных рядов, таких как изменение цен акций, валютных курсов, доходности спекулятивных активов. Наиболее цитируемым в данной связи является наблюдение Манделброта (Mandelbrot, 1963): “...большие изменения имеют тенденцию следовать за большими изменениями - любого знака, - и малые изменения имеют тенденцию следовать за малыми,...”. На рисунке 1 изображены темпы приростов фондового индекса РТС. Имеются три ярко выраженных и продолжительных всплеска волатильности, которые чередуются с периодами относительно предсказуемого развития переменной; в целом РТС демонстрирует поведение, характерное для ARCH процесса. Память ARCH (q) процесса ограничена q периодами. При использовании модели часто требуется длинный лаг q и большое число параметров a. Обобщенный ARCH процесс (Generalized ARCH, GARCH), предложенный Т. Боллерслевом (Bollerslev, 1986), имеет бесконечную память и допускает более экономную параметризацию: (1.5) ARCH процесс, очевидно, является частным случаем (1.5). Помимо (1.5), часто используются следующие представления процесса:
(1.6)
(1.7)
которые говорят о том, что квадраты ошибок подчиняются ARMA модели с полиномом авторегрессии a (x) + b (x) степени pÙ q, полиномом скользящего среднего -b (x) степени p и серийно некоррелированными инновациями
.
(1.8) Такое представление допустимо, если все корни 1-b (x) лежат вне единичного круга и не совпадают с корнями a (x). Полином бесконечной степени, участвующий в (1.8), соответствует разложению в ряд Тейлора a (x)/(1-b (x)). GARCH процесс является корректно определенным, лишь если все коэффициенты d данного разложения неотрицательны, что для GARCH (1,1) равносильно условию EGARCH Простая структура GARCH модели существенно ограничивает динамику временного ряда. Как правило, указывается на три недостатка моделей данного типа. I. Отмечено, что отдача вложений в акции имеет отрицательную корреляцию с изменениями волатильности. Благодаря предложенному экономическому объяснению феномен получил название “левередж-эффекта” (leverage effect). Снижение рыночной стоимости акционерного капитала увеличивает отношение заемных средств к собственным и, следовательно, повышает рискованность вложений в фирму. Последнее проявляется увеличением волатильности. В результате, будущие значения волатильности отрицательно коррелируют с текущей отдачей. Nelson (1991) описывает феномен таким образом: ‘‘Отрицательные инновации, или “плохие новости” – ситуация, в которой фактическая отдача ниже ожидаемой – приводят к увеличению волатильности. Напротив, положительные инновации (“хорошие новости” – фактическая отдача выше ожидаемой) влекут снижение волатильности.’’ Речь идет, таким образом, об отрицательной корреляции между II. Применительно к процессам типа GARCH различные определения стационарности не согласованы. Строго стационарный GARCH процесс не всегда слабо стационарен. Различие между строгой и слабой стационарностью несущественно для линейных моделей: традиционно проверяемый набор условий является необходимым и достаточным как для ковариантной, так и строгой стационарности. Некоторые утверждения, устанавливающие ту или иную форму стационарности GARCH и EGARCH процессов, обсуждаются далее в параграфе 3.
III. Наконец, ограничения области допустимых значений параметров a и b создают трудности при оценивании GARCH модели. В экспоненциальной модели (exponential GARCH, EGARCH), предложенной Д.Нельсоном (Nelson, 1991), логарифм условной дисперсии определяется с помощью некоторой функции g (×) стандартизованных ошибок: (1.9) Описанные выше эффекты учтены через данную функцию, которая зависит как от абсолютной величины, так и знака z: (1.10) Процесс (1.11) Запись (1.11) корректна, если полиномы 1+a (x) и 1-b (x) не имеют общих корней. Никаких ограничений на параметры, связанных с требованием неотрицательности условной дисперсии, в (1.9)-(1.11) не налагается. Оба слагаемых Член Если распределение z симметрично, то
Левередж-эффект имеет место, если q < 0. Гипотеза об отрицательной ковариации между ДРУГИЕ ОДНОМЕРНЫЕ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ. Одним из представлений условной дисперсии GARCH процесса служит распределенный лаг квадратов остатков. Бесчисленные модификации базовой модели были получены применением различных функциональных форм для h (×) в рамках более общего представления:
Так, Higgins и Bera (1992) определяют класс нелинейных ARCH процессов (Non-linear ARCH), для которых
Если (1.12) где I (×) обозначает индикаторную функцию. Такая параметризация допускает неодинаковую чувствительность условной дисперсии к ошибкам разных знаков, однако утверждает, что минимум волатильности достигается при отсутствии ошибок. Bollerslev, Engle и Nelson (1993) отмечают два недостатка параметризации EGARCH (1.9)-(1.10). I. Условные по Параметры ARCH-M Зависимость между ожидаемой отдачей и риском - центральный аспект финансовой теории. Традиционная модель ценообразования для капитальных активов (Capital Asset Pricing Model) и ее динамическая модификация Р. Мертона, арбитражная теория ценообразования С. Росса указывают на пропорциональную зависимость между ожидаемой избыточной отдачей рыночного портфеля и его условной дисперсией. ARCH-M, или ARCH in Mean модель является естественным инструментом для изучения этой проблемы в динамическом контексте, когда отдача и условная дисперсия развиваются во времени. Модель типа ARCH-M предполагает явную функциональную зависимость условного среднего случайной величины (1.13) Как правило, используется линейная от Феномен положительной связи между условным средним и условной дисперсией может быть проиллюстрирован наблюдениями за доходностью ГКО в период январь 97 – август 98. Очевидно синхронное развитие условных моментов: наименьший уровень доходности зафиксирован в интервале июнь - сентябрь 97 года, этот же период характеризуется наименьшей турбулентностью, после чего увеличение доходности сопровождается видимым ростом волатильности. Многочисленные примеры применения ARCH-M модели к отдаче вложений в различные фондовые индексы приводят к неоднозначным результатам. French, Schwert и Stambaugh (1987) для ежедневного индекса S&P, Chou (1988) для еженедельного NYSE, другие авторы для индексов США и Великобритании обнаружили положительную зависимость между отдачей и риском: полученные в этих работах оценки коэффициентов неприятия риска положительны и значимо отличаются от нуля. Напротив, Glosten, Jagannathan и Runkle (1991), Nelson (1991), Bollerslev, Engle и Nelson (1993) указывают на отсутствие такой зависимости, причем оцененный коэффициент неприятия риска в работе Nelson (1991) оказался отрицательным. Кроме того, некоторые регрессоры, например, лаги зависимой переменной, остаются значимыми в присутствии ARCH-M эффекта, величина и даже знак которого чувствительны к выбору инструментов, включаемых в уравнение среднего или дисперсии. В связи с моделированием фондовых индексов особый интерес представляют работы Nelson (1991), Bollerslev, Engle и Nelson (1993). Нельсон моделирует отдачу вложений в средневзвешенный индексCRSP за период 1962-1987. Исследованием Боллерслева и др. охвачена динамика фондовых индексов США на протяжении более чем столетнего периода: Dow Jones за два отдельных периода 1985-1914 и 1914-28, Standard 90 (1928-52), S&P (1953-90). В обеих работах применяются EGARCH модели. По критерию Schwartz для логарифма условной дисперсии четырех временных рядов выбрана ARMA (2,1) репрезентация, исключением стал DJ (1914-28), для которого выбрана AR (1) репрезентация. Все пять оцененных моделей свидетельствуют о левередж-эффекте (в обозначениях (1.10) q < 0, g > 0). Функции условного среднего параметризованы как
Обе параметризации отвергают наличие связи между уровнем доходности и ее волатильностью за единственным исключением. t -статистики коэффициента
Подтверждение получила гипотеза об отрицательной зависимости между серийной корреляцией и волатильностью, возможность которой учтена при помощи множителя в квадратных скобках ( ARCH-M модель привлекалась также для идентификации премии за риск во временной структуре процентных ставок и в связи с гипотезой эффективности валютного рынка. Под временной структурой процентных ставок понимается соотношение между доходностью ценных бумаг с различными сроками погашения. Такая структура может быть проиллюстрирована в виде кривой дохода и демонстрирует меньший доход для краткосрочных ценных бумаг и больший - для долгосрочных. Рост ставок при движении от кратко- к долгосрочным бумагам можно объяснить возрастающим риском инвестирования. Engle, Lilien, Robins (1987) моделируют разницу в доходности 6-ти и 3-х месячных казначейских векселей (используются поквартальные данные за период 1960-1984, применяется ARCH (12) спецификация условной дисперсии). Динамика сверх доходности относительно более длинных бумаг (excess holding yield) обнаружила значимую компоненту, связанную с изменением условной дисперсии; однако, среднее значение этой компоненты составляет лишь 0.14 процента за квартал. Гипотеза эффективности валютного рынка утверждает, что форвардный валютный курс является лучшим несмещенным прогнозом будущего курса наличной валюты. Однако практические наблюдения вселяют сомнения относительно эффективности валютного рынка в этом смысле. Смещенность форвардного курса не обязательно свидетельствует о нерациональности участников рынка и может быть манифестацией премии за риск. Эмпирически тестировались различные аппроксимации премии за риск, в том числе связанные непосредственно с условной дисперсией курса спот (Domowitz и Hakkio (1985); Kendall и McDonald (1989)); эти работы приводят к противоречивым результатам относительно адекватности ARCH-M спецификации. 1.2 СТАЦИОНАРНОСТЬ. В данном параграфе мы обратимся к некоторым утверждениям, устанавливающим ту или иную форму стационарности GARCH и EGARCH процессов. Строгая форма стационарности предполагает, что все вероятностные характеристики процесса Вернемся к определению параграфа 1.1 и рассмотрим ARCH-N – процесс, т.е. такой, условное распределение которого является нормальным: (2.1) Соответствующий стандартизованный процесс В общем случае (без предположения об условной нормальности) свойство одинаковой распределенности и независимости стандартизованных остатков не является следствием определения, данного в параграфе 1. Однако это свойство упрощает изучение вопросов данного параграфа. Поэтому мы усилим определение ARCH процесса: ОПРЕДЕЛЕНИЕ
(2.2.а) (2.2.б) GARCH Теорема 1 описывает множество таких значений параметров a и b, при которых GARCH (1,1) является стационарным в строгом смысле.
Теорема 1 (Nelson, 1990). Пусть процессы (2.3) Условие ковариантной стационарности для GARCH (p, q) установлено теоремой 2. Свойство ограниченности безусловной дисперсии представляется желательным из соображений экономического порядка, однако для реальных процессов является скорее исключением, чем правилом. Теорема 2 (Bollerslev, 1986). Пусть процессы
Условие теоремы очевидно в свете представления (1.7). Для GARCH (1, 1) критерий ковариантной стационарности сводится к (2.4) Применением неравенства Иенсена в (2.3) можно установить, что слабая форма стационарности является достаточным, но не является необходимым условием для строгой формы стационарности. Например, процессы, для которых Указания на ковариантную нестационарность высокочастотных временных рядов объединяют большую часть эмпирической литературы. О возможной ковариантной нестационарности говорит близость оцененного значения a (1)+b (1) к единице. Формальные тесты на единичный корень в дисперсии представлены рядом авторов, включая French, Schwert и Stambaugh (1987) для индекса S&P, Chou (1988) для средневзвешенного NYSE; нулевая гипотеза не была отвергнута ни в этих, ни во многих других работах. Engle и Bollerslev (1986) определяют процессы с единичным корнем в дисперсии как интегрированные GARCH (Integrated GARCH, IGARCH), например, для IGARCH (1,1)
IGARCH процессы строго стационарны, однако не имеют ограниченной безусловной дисперсии. Прогноз волатильности на s шагов вперед определен как
так что текущая информация остается значимой, каков бы ни был горизонт прогнозирования. Определенный интерес представляет четвертый безусловный момент: согласно многочисленным свидетельствам, распределения цен / доходностей различных финансовых активов имеют положительный куртозис. Это наблюдение столь распространено в литературе, что Bollerslev, Engle и Nelson (1993) относят его к эмпирически установленным закономерностям (необходимые ссылки представлены Bollerslev, Chou и Kroner (1992)). Пусть ARCH-N процесс (2.1) имеет конечный безусловный момент четвертого порядка. Тогда, поскольку
причем равенство выполняется, лишь если
если EGARCH В экспоненциальной модели логарифм условной дисперсии является линейным процессом, поэтому свойства стационарности (как строгой, так и ковариантной) и эргодичности могут быть проверены сравнительно легко. Если шоки Теорема 3 (Nelson, 1991). Пусть процессы
Критерий теоремы 3 является традиционным для линейных процессов. Если логарифм условной дисперсии задан в форме авторегрессии – скользящего среднего соотношением (1.11), то условие теоремы сводится к требованию, чтобы все корни 1-b (x) лежат вне единичного круга. Так, например, если в (1.11) присутствует единственная авторегрессионная компонента (p =1), то критерий состоит в Будучи строго стационарными, изучаемые процессы могут не иметь конечных безусловных моментов и, следовательно, не быть слабо стационарными. Это, в частности, так, если Семейство GED охватывает симметричные распределения с различными коэффициентами куртозисами. Плотность распределения GED (2.5) где
параметризована u, регулирующим “толщину хвоста”. При u =2 GED совпадает со стандартным нормальным распределением, при u <2 плотность GED имеет более толстые, при u >2 – более тонкие хвосты, чем нормальная плотность. В частности, при u =1 z имеет двойное экспоненциальное распределение, при u = ¥ z равномерно распределен на интервале Теорема 4 (Nelson, 1991). Пусть процессы Свидетельства нестационарности основных фондовых индексов США были получены в работах Nelson (1991), Bollerslev, et al (1993) применением EGARCH параметризации. Авторы указывают, что один из оцененных авторегрессионных корней ARMA(2,1) модели для логарифма условной дисперсии близок к единице, тогда как другой корень имеет невысокое абсолютное значение. ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ОЦЕНИВАНИЯ. СПЕЦИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ.
(М. 1) (М. 2)
Условия (М. 1)-(М. 2) позволяют вычислить математическое ожидание и дисперсию (М. 3) (М. 4) Процедура, используемая наиболее часто для оценки Обоснован метод квази-максимального правдоподобия, который предполагает максимизацию нормальной функции правдоподобия при том, что распределение В данной работе предпринята попытка оценить модель обобщенным методом моментов. Оказалось возможным построить оптимальные инструменты, приводящие к оценкам, асимптотически более эффективным, чем оценки метода квази-максимального правдоподобия.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|