Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ГЛАВА VII. МОДЕЛИ ФИНАНСОВОЙ ЭКОНОМЕТРИКИСтр 1 из 21Следующая ⇒
ГЛАВА VII. МОДЕЛИ ФИНАНСОВОЙ ЭКОНОМЕТРИКИ Модели процессов со скачками вариации Для описания процессов с редкими скачками вариации, вызванными в основном экстраординарными событиями, обычно используются модели, в которых дополнительно к выражению (7.101) вводится ограничение на вероятность такого скачка в произвольный момент времени t. Обычно предполагается, что р(M[vt]=M[vt+1])=a, где a®1. Иногда количество скачков за определенный период времени (например, за год) предполагается постоянным. Примером такого типа моделей является модель с марковской вариацией. Она формируется на основе следующих предпосылок. Предположим, что переменная vt может принимать только два значения s1и s2, каждое с вероятностью 1/2, t=1, 2,.... И в каждый момент времени t существует вероятность (1–a), что текущее значение этой переменной может поменяться на альтернативное, т. е. вероятность того, что s1изменится на s2и, наоборот, равна (1–a), где a – величина, близкая к 1, a< 1. Обозначим
где, как и ранее, процессы vt и ut независимы, и ut – строгий белый шум, ut ~ N(0, 1). Несложно показать, что процесс хt обладает нулевой автокорреляционной функцией, начиная с первого коэффициента, т. е. по своим свойствам он близок к белому шуму. В самом деле, в силу независимости процессов ut и ut–i, i =1, 2,... имеем
Вообще говоря, значения дисперсии этого процесса на различных временных отрезках могут различаться между собой. Вместе с тем, заметим, что в общем случае значение безусловной дисперсии процесса хt определяется следующим выражением:
Выражение (7.106) можно получить, отталкиваясь от понятия условной дисперсии случайной величины хt при известных значениях vt–1, vt–2,... (D(хt/vt–1, vt–2,...)), величина которой определяется следующим образом:
Выражение (7.107) было получено с учетом того, что если в момент t–1 случайная переменная vt–1 была равна s1, то р(vt=s1)=a, а р(vt =s2)=1–a и наоборот, если vt–1 была равна s2, р(vt=s2)=a, а р(vt=s1)=1–a . На основании этого (7.107) можно переписать в следующем виде:
D(xt / vt - 1) =
Из выражения (7.108) в частности, вытекает, что условные дисперсии рассматриваемого процесса хt различаются между собой. С учетом того, что р(vt–1=s1)=р(vt–1=s2)=1/2 из (7.108) непосредственно следует выражение (7.106):
Важной характеристикой, которая позволяет идентифицировать процессы, соответствующие модели (7.101) с редкими скачками вариации, является автокорреляционная функция процесса хt2. В общем случае значение i-го коэффициента автокорреляции ri(хt2) определяется следующим образом:
где Четвертые моменты переменной хt, входящие в выражение (7.109), с учетом (7.103) получим для i=1 следующим образом:
При выводе выражения (7.111) учтено, что 1) коэффициент эксцесса случайной переменной ut, распределенной по нормальному закону, равен 3. При этом его величина для переменной ut рассчитывается согласно следующему выражению:
поскольку ut~N(0, 1), то из (7.112) непосредственно следует, что M[ut 4]=3; 2) значение M[vt4] определяется с учетом равновероятных событий vt=s1и vt=s2 как
Подставляя все известные моменты случайной величины хt2 в выражение (7.109), после несложных преобразований получим:
При получении второго коэффициента автокорреляции процесса хt2 – r2(хt2) необходимо анализировать различные варианты последовательностей vt, vt–1, vt–2с учетом того, что переменная vt может принимать только значения s1 иs2. Опуская достаточно громоздкие выражения, приведем окончательное выражение этого показателя
Далее также можно показать, что значение i-го коэффициента автокорреляции процесса хt2 определяется общей формулой
Из выражений (7.114)–(7.116) непосредственно следует, что при a®1 для коэффициентов автокорреляции любого порядка процесса хt2 справедливо следующее соотношение:
Из выражений (7.114) и (7.115) непосредственно следует, что
Значения s1 иs2 могут быть определены, например, из уравнений (7.106), (7.110) или (7.111) при рассчитанных для ряда хt значениях M[хt2], M[хt4] и M[хt2, хt–12]. Как это было показано в главе VI (см. раздел (6.5)), выражение (7.116) позволяет считать процесс хt2 адекватным АРСС(1, 1) с малыми, но медленно спадающими значениями коэффициентов автокорреляции. Приложения к главе VII (к разделу 7.3) Вопросы к главе VII 1. Назовите объекты изучения финансовой эконометрики. 2. Что собой представляют первичный и вторичный финансовые рынки? 3. Каковы особенности сбора, обработки и анализа исходной информации? 4. Назовите источники исходной информации. 5. Назовите причины, вызывающие необходимость преобразования финансовых показателей. 6. Каким образом проводится преобразование финансовых показателей? 7. Назовите законы распределения финансовых показателей. 8. Охарактеризуйте гипотезы финансовой эконометрики (гипотезы случайного блуждания: ГСБ-1, ГСБ-2, ГСБ-3. 9. Каким образом проводится тестирование гипотез финансовой эконометрики? 10. Что собой представляет Броуновское движение? 11. Охарактеризуйте методы оценки параметров Броуновского движения. 12. Что такое “арифметическое” и “геометрическое” Броуновское движение? 13. Что собой представляет стохастический дифференциал? 14. Дайте характеристику ИТО-процесса и его основных свойств? 15. Каким образом проводится тестирование процессов с изменяющейся вариацией? 16. Перечислите типы моделей с изменяющейся вариацией и способы ее формализованного представления. 17. Методы оценки параметров моделей с изменяющейся вариацией. 18. Что собой представляют модели с нелинейными математическим ожиданием и дисперсией? 19. Как проводится тестирование нелинейных финансовых процессов? Упражнения к главе VII Задание 7.1 В табл. 7.1 представлена информация о курсе акций Ростелекома за период со 2 июня по 19 октября 1999 г. Таблица 7.1
Требуется проверить ГСБ-1 (гипотезу случайного блуждания) с помощью теста Коула-Джонса. Задание 7.2 В табл. 7.2 представлена информация о курсе акций “Аэрофлота” (в USD) за период с 16 мая по 31 октября 1999 г. Таблица 7.2
Требуется: 1. Построить и проверить на адекватность модель ARCH(1). 2. Построить и проверить на адекватность модель ARCH(2). Задание 7.3 В табл. 7.3 представлена динамика курса акций корпорации “Омега”. Требуется: 1. Построить модель GARCH (1, 1). 2. Проверить ее адекватность с помощью критерия Люнга-Бокса (LB). Таблица 7.3
Задание 7.4 В табл. 7.4 представлена динамика «премии за риск» (разницы между доходностью акций корпорации “Гамма” и безрисковой доходностью). Требуется: 1. Оценить параметры модели Е-GARCH (1, 1) и проверить ее качество. 2. Оценить параметры модели GARCH-М и проверить ее качество. Таблица 7.4
Первый шаг. На основании выражения
= X × ( X ¢ × X )–1 × X ¢ × Y 1, (8.54)
определяется матрица расчетных значений эндогенных переменных Выражение (8.54) учитывает, что уравнение (8.52), на основании которого рассчитываются значение переменной , в векторно-матричной форме принимает следующий вид:
= X × c i = X × ( X ¢ × X )–1 × X ¢ × у i ,
где = ( )¢ – вектор-столбец матрицы , c i=(ci0, ci1, …, cik)¢ – вектор-столбец коэффициентов уравнения (8.52). В результате для i=2,..., m на основе значений формируется матрица . Второй шаг. Заметим, что матрица значений независимых переменных структурной формы модели (8.49) может быть представлена в виде объединения матриц Y 1 и Х 1, т. е. [ Y 1 Х 1], а вектор коэффициентов – в виде объединения векторов a 1 и b 1, т. е.
a 1 b 1.
На втором шаге матрица Y 1 заменяется на матрицу . Таким образом, оценки коэффициентов модели (8.49) согласно МНК определяются на основании следующего выражения: = {[ Х 1] ¢ × [ Х 1] }-1× [ Х 1] ¢ × y 1, (8.55)
где y 1 – вектор-столбец наблюдаемых значений переменной y 1, состоящей из Т компонент; [ Х 1] – матрица значений “независимых” переменных модели (8.49) размера Т´ (т+п). Матрица [ Х 1]¢ равна матрице Y 1 ¢ Х 1¢ .
С учетом правил умножения матриц блочного типа окончательный вид выражения (8.55) может быть записан следующим образом: a 1 –1 × y 1 = × . (8.56) b 1 Х 1¢ Х 1¢ Х 1 Х 1¢ × y 1
Заметим, что каждое расчетное значение эндогенной переменной на основании выражений (8.51) и (8.52) можно представить в следующем виде =уit –иit, где иit – значение ошибки i-го уравнения приведенной формы в момент t, i=2,..., m. С использованием значений иit сформируем матрицу U 1 размера Т´ (т–1). Поскольку ошибки иit по предположению по своим свойствам близки к процессу “белого шума” (обычное предположение МНК), то можно ожидать, что временные ряды и иit, как и ряды хjt и иit, будут статистически независимыми. С учетом этого матрица U 1 удовлетворяет следующему равенству: × U 1 =0= Х 1 ¢ × U 1 . (8.57)
Используя очевидные равенства = Y 1– U 1 и Х 1¢ × U 1=0= U 1¢ × Х 1 и представление матрицы в форме (8.54), выражение (8.56) можно переписать в следующем виде:
a 1 Y 1¢ Х × ( Х ¢ × Х ) -1× Х ¢ Y 1 Y 1¢ Х 1 –1 Y 1¢ Х × ( Х ¢ × Х ) -1× Х ¢ × y 1 = × b 1 Х 1¢ Y 1 Х 1¢ Х 1 Х 1¢ × y 1 .(8.58)
В выражении (8.58) учтено, что в соответствии с (8.57) =( Y 1 – U 1) = Y 1¢ Х × ( Х ¢ × Х ) -1× Х ¢ Y 1, а Х 1=( Y 1¢ – U 1¢ ) Х 1= Y 1¢ Х 1. С учетом матрицы U 1 выражение (8.50) можно записать в следующем виде: y 1 = × a 1 + Х 1× b 1 +( e 1 + U 1× b 1). (8.59)
В целях упрощения записи обозначим матрицу [ Х 1] через Z 1, вектор ( a 1, b 1)¢ – через d 1. C учетом новых обозначений выражение (8.56) можно представить в традиционном виде:
d 1 =( Z 1¢ × Z 1)–1× Z 1¢ × y 1
и ошибку этого вектора согласно выражениям (2.9), (8.50) и (8.59) как
D d 1 =( Z 1¢ × Z 1)–1× Z 1¢ × ( e 1 + U 1× b 1). (8.60)
Из условия (8.57) следует, что Z 1¢ × U 1 =0. В силу этого выражение (8.60) приводится к следующему виду:
D d 1 =( Z 1¢ × Z 1)–1× Z 1¢ × e 1.
Таким образом, из выражения (8.60) следует, что вопросы определения факта смещения и его величины у оценок коэффициентов структурной формы каждого уравнения системы взаимозависимых эконометрических моделей сводятся к исследованию свойств произведения Z 1¢ × e 1 = × e 1 Х 1¢ × e 1. (8.61)
В случае независимости (или отсутствия корреляции в пределе) у экзогенных переменных хjt, j=0,..., k; и ошибки e1t можно ожидать, что M[D d 1]=0 и оценки вектора d 1, полученные из выражения (8.56), окажутся несмещенными (состоятельными). В самом деле, независимость хjt, j=0,..., п; п £ k, входящих в структурную форму, и ошибки e1t непосредственно влечет за собой равенство M[ Х 1¢ × e 1]=0. В случае состоятельности в качестве исходной предпосылки рассматривается равенство Х 1¢ × e 1]=0.
Далее, поскольку матрица расчетных значений эндогенных переменных выражается через полную матрицу значений всех экзогенных переменных Х и матрицу оценок коэффициентов приведенной формы cij, i=2,..., m; j=0,..., k, которую обозначим через С, согласно следующему выражению:
= Х × С, (8.62) то произведение × e 1 можно представить в следующем виде:
× e 1 = С ¢ × Х ¢ × e 1 . (8.62)
Заметим при этом, что из независимости переменных хп+1,..., хk и ошибки e1 также должно следовать, что M[ С ¢ × Х ¢ × e 1]= С ¢ × M[ Х ¢ × e 1]=0. Однако этот теоретический вывод опровергается результатами практических исследований, которые свидетельствуют, что переход от фактических значений уit к их расчетным значениям – инструментальным переменным путем определения их значений с помощью выражения (8.52), не устраняет смещения в условиях малых выборок (при небольшом количестве измерений). Вместе с тем, свойство состоятельности оценок коэффициентов структурной формы системы взаимозависимых эконометрических моделей при состоятельности оценок коэффициентов ее приведенной формы сохраняется. На основании выражения (8.61) может быть получена оценка ковариационной матрицы параметров соответствующего уравнения структурной формы системы эконометрических моделей. Напомним, что в соответствии с выражением (2.14) для первого уравнения эта матрица при отсутствии в ряду e 1 автокорреляционных связей и наличии свойства гомоскедастичности имеет следующий вид: Cov ( d )=M[( Z 1¢ × Z 1)–1× Z 1¢ × e 1 × e 1¢ × Z 1× ( Z 1¢ × Z 1)–1]=se2 × ( Z 1¢ × Z 1)–1 =
=se2 × × × Х 1 –1 Х 1¢ × Х 1¢ × Х 1 . (8.64)
Выражая значения элементов матрицы через значения экзогенных и эндогенных переменных структурной формы системы (см. выражение (8.58)), Cov ( d ) можно также представить в следующем виде: Cov ( d ) =se2 × Y 1¢ × Х× (Х¢ × Х) -1 × Х¢ Y 1 Y 1¢ × Х 1 –1 Х 1¢ × Y 1 Х 1¢ × Х 1 . (8.65)
Дисперсия ошибки se2 оценивается согласно выражению (2.19) следующим образом:
se2 =( y 1 – Y 1 × a 1 – Х 1 × b 1)¢ × ( y 1 – Y 1 × a 1 – Х 1 × b 1)/(Т– т – п). (8.66)
Матрица Cov ( d ), определенная на основании выражений (8.64) и (8.65) является состоятельной оценкой ковариационной матрицы параметров структурной формы системы взаимозависимых эконометрических моделей, в том смысле, что при достаточно большом количестве измерений Т вероятность значительного отклонения ее элементов от истинных значений стремится к нулю. В заключение данного раздела приведем варианты уравнений отдельных моделей системы взаимозависимых моделей (8.34) (пример 8.3), полученные с использованием обычного и двухшагового МНК. Уравнения получены для ФРГ с использованием исходных данных за период 1960-1977 гг.
Уравнение 1. (1 МНК) у1t = 23, 10 + 0, 31 у4t + 0, 51 у1, t- 1 + e1t ; (2 МНК) у1t = 22, 81 + 0, 30 у4t + 0, 53 у1, t- 1 + e1t . Уравнение 2. (1 МНК) у2t = 10, 72 + 0, 0004 у4t + 0, 79 х2, t- 1 + e2t ; (2 МНК) у2t = –16, 84 – 0, 1392 у4t + 1, 43 х2, t- 1 + e2t . Уравнение 3. (1 МНК) у3t = – 29, 72 + 0, 17 у4t + 0, 63 у3, t- 1 + e3t ; (2 МНК) у3t = – 22, 27 + 0, 13 у4t + 0, 71 у3, t- 1 + e3t .
Представленные варианты уравнений свидетельствуют о различии (порой значительном, как в случае второй модели, описывающей динамику инвестиций) между значениями коэффициентов отдельных моделей системы (8.34), полученных на основе обычного и двухшагового МНК. При этом, вообще говоря, при использованном для построения этих моделей количестве измерений (Т=18) нельзя сказать, что результаты, полученные на основе двухшагового МНК лучше, чем аналогичные результаты, основанные на обычном МНК. Первые и третьи пары уравнений свидетельствует о наличии различий в оценках их коэффициентов. Если ориентироваться на “теорию”, двухшагового МНК, то данные результаты можно интерпретировать как эмпирическое доказательство того, что этот метод действительно “корректирует” соответствующие оценки, полученные на основе обычного МНК. Однако остается вопрос: в какой степени смещение оценок устранено? Достаточно ли для этого всего 18 измерений, когда теория утверждает, что его “полное” устранение имеет место при Т®¥? Вторая пара уравнений вообще свидетельствует о принципиальных различиях результатов, полученных с использованием обычного и двухшагового МНК. На это указывают изменения знаков коэффициентов при однотипных переменных. В частности, двухшаговый МНК дает основание считать, что с увеличением национального дохода происходит более значительное изменение структуры инвестиций в сторону увеличения доли частного капитала, по сравнению с результатами обычного МНК. Увеличение национального дохода ведет даже к снижению капитальных вложений в экономику. Иными словами, результаты, полученные на основе двухшагового МНК, заставляют переосмыслить экономические предпосылки модели (8.34). Укажем еще на один вычислительный аспект, который может воспрепятствовать получению «хороших» оценок коэффициентов структурной формы системы эконометрических моделей с использованием двухшагового МНК и инструментальных переменных, значения которых определяются на основе приведенной формы. Обратим внимание на то, что согласно выражениям (8.52) и (8.54) значения инструментальных переменных , образующие соответcтвующие столбцы матрицы , определяются как линейные комбинации одного и того же множества переменных хjt, j=1, 2,..., k, значения которых являются элементами матрицы Х 2. В такой ситуации, во-первых, при совпадении тенденций хотя бы у двух эндогенных переменных уlt и уrt, значения которых образуют соответствующие столбцы матрицы Y 1, возникает угроза линейной зависимости аналогичных столбцов матрицы . Такая угроза особенно реальна, если число независимых переменных хj невелико. Во-вторых, если количество экзогенных переменных в каком-либо уравнении системы приближается к общему числу таких переменных во всей системе и, таким образом, матрицы Х 1 и Х 2 совпадают почти или полностью, то можно ожидать, что зависимыми окажутся столбцы и Х 1. Вследствие этого, матрица Y 1¢ Y 1¢ Х 1 Х 1¢ Х 1¢ Х 1
из выражения (8.56) окажется плохо обратимой, что повлечет за собой снижение точности оценок коэффициентов структурной формы рассматриваемого уравнения системы эконометрических моделей. На наш взгляд, избежать подобных трудностей можно путем формирования значений инструментальных переменных не на основе приведенной формы системы эконометрических моделей, а другими альтернативными путями, способами. В самом деле, нашей целью является формирование ряда (в случае первого уравнения системы i=2,..., m), тенденции которого совпадают с тенденциями соответствующей экзогенной переменной уit, но при этом случайные флюктуации ряда уit, взаимосвязанные с ошибкой eit не должны учитываться. Этого следует добиваться без использования уравнений приведенной формы. Например, инструментальные переменные можно сформировать как линейные комбинации каких-либо факторов, не включенных в систему взаимозависимых эконометрических моделей, в частности, как функции времени. Иными словами, в этом случае для получения их значений следовало бы вместо уравнен< Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 1076; Нарушение авторского права страницы