Dodatek 2. Wielowymiarowe modele GARCH model GoGarch

Podobne dokumenty
Dodatek 2. Wielowymiarowe modele GARCH

Dodatek 3. Wielowymiarowe modele GARCH model DCC-GARCH

Prawdopodobieństwo i statystyka

Statystyka i eksploracja danych

Macierze. Dziaªania na macierzach. 1. Niech b d dane macierze , D = , C = , B = 4 12 A = , F = , G = , H = E = a) Obliczy A + B, 2A 3B,

Rozdziaª 7. Modele klasy ARCH

Modelowanie Rynków Finansowych

Modele wielorównaniowe. Estymacja parametrów

Rozdziaª 5. Modele wektorowej autoregresji

Wst p do ekonometrii II

BADANIE PRZYCZYNOWOŚCI W SENSIE GRANGERA NA RYNKU ZBÓŻ W POLSCE W LATACH

Numeryczne zadanie wªasne

Value at Risk (VaR) Jerzy Mycielski WNE. Jerzy Mycielski (Institute) Value at Risk (VaR) / 16

Nieklasyczna analiza skªadowych gªównych

Modele wielorównaniowe. Problem identykacji

Macierze. 1 Podstawowe denicje. 2 Rodzaje macierzy. Denicja

Metody bioinformatyki (MBI)

ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY STOPAMI PROCENTOWYMI RYNKU MIĘDZYBANKOWEGO W POLSCE 1. WSTĘP. badawczy N N

Zmienność długoterminowych stóp procentowych w krajach Unii Europejskiej a wprowadzenie euro. Maciej Grodzicki

Elementarna statystyka Wnioskowanie o regresji (Inference 2 czerwca for regression) / 13

Piotr Fiszeder Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Modelowanie procesów finansowych z długą pamięcią w średniej i wariancji

Rozdziaª 10: Portfel inwestycyjny

Modele liniowe i mieszane na przykªadzie analizy danych biologicznych - Wykªad 1

Elementy statystyki wielowymiarowej

Prognozowanie VaR zastosowanie wielorównaniowych modeli GARCH 1

Rozdziaª 6. Strukturalne modele VAR

Macierze i Wyznaczniki

ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU SZCZECIŃSKIEGO NR NNN FINANSE, RYNKI FINANSOWE, UBEZPIECZENIA NR FF 2013

Rozdział 2: Metoda największej wiarygodności i nieliniowa metoda najmniejszych kwadratów

ANALIZA MATEMATYCZNA Z ALGEBR

det A := a 11, ( 1) 1+j a 1j det A 1j, a 11 a 12 a 21 a 22 Wn. 1 (Wyznacznik macierzy stopnia 2:). = a 11a 22 a 33 +a 12 a 23 a 31 +a 13 a 21 a 32

3. Optymalizacja portfela inwestycyjnego Model Markowitza Model jednowskaźnikowy Sharpe a Model wyceny aktywów kapitałowych CAPM

Portfel inwestycyjny. Aktywa. Bilans WPROWADZENIE. Tomasz Chmielewski 1. Kapitał. Zobowiązania. Portfel inwestycyjny 2. Portfel inwestycyjny 3

Podstawy statystycznego modelowania danych - Wykªad 7

Ekonometria. wiczenia 3 Autokorelacja, heteroskedastyczno±, wspóªliniowo± Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Ekonometria. wiczenia 2 Werykacja modelu liniowego. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Pakiety statystyczne - Wykªad 8

Macierze i Wyznaczniki

dr hab. Renata Karkowska 1

15. Macierze. Definicja Macierzy. Definicja Delty Kroneckera. Definicja Macierzy Kwadratowej. Definicja Macierzy Jednostkowej

Ekonometryczne modele nieliniowe

Zawansowane modele wyborów dyskretnych

Szacowanie optymalnego systemu Bonus-Malus przy pomocy Pseudo-MLE. Joanna Sawicka

Rozdziaª 4. Jednowymiarowe modele szeregów czasowych

Redukcja wariancji w metodach Monte-Carlo

Rozdziaª 11. Modele równowagi na rynku kapitaªowym

Transformaty. Kodowanie transformujace

Przeksztaªcenia liniowe

REGRESJA LINIOWA Z UOGÓLNIONĄ MACIERZĄ KOWARIANCJI SKŁADNIKA LOSOWEGO. Aleksander Nosarzewski Ekonometria bayesowska, prowadzący: dr Andrzej Torój

Heteroscedastyczność. Zjawisko heteroscedastyczności Uogólniona Metoda Najmniejszych Kwadratów Stosowalna Metoda Najmniejszych Kwadratów

1 0 Je»eli wybierzemy baz A = ((1, 1), (2, 1)) to M(f) A A =. 0 2 Daje to znacznie lepszy opis endomorzmu f.

Ukªady równa«liniowych - rozkªady typu LU i LL'

Zastosowanie wielowymiarowych modeli GARCH do szacowania współczynnika zabezpieczenia dla kontraktów futures na WIG20

Modelowanie danych hodowlanych

Ukªady równa«liniowych

Modelowanie stóp zwrotu i ryzyka zmienności warunkowej indeksów sektorowych na GPW w Warszawie w kontekście ryzyka dolnostronnego

Metoda największej wiarygodności

Wektory w przestrzeni

Modele zapisane w przestrzeni stanów

OCENA WARTOŚCI ZAGROŻONEJ PORTFELA FUNDUSZY INWESTYCYJNYCH

Ekonometria. wiczenia 5 i 6 Modelowanie szeregów czasowych. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

EKONOMIA XL NAUKI HUMANISTYCZNO-SPOŁECZNE ZESZYT 391 TORUŃ Tomasz Zdanowicz TESTOWANIE SYMETRYCZNOŚCI ROZKŁADU WARUNKOWEGO

Rozdziaª 8. Modele Krzywej Dochodowo±ci

Modelowanie danych hodowlanych

EGZAMIN MAGISTERSKI, r Matematyka w ekonomii i ubezpieczeniach

Ekonometria - wykªad 8

Optymalne portfele inwestycyjne

JEDNORÓWNANIOWY LINIOWY MODEL EKONOMETRYCZNY

Modele ARIMA prognoza, specykacja

A C T A U N I V E R S I T A T I S L O D Z I E N S I S. Piotr Fiszeder* DYNAMICZNA ALOKACJA AKTYWÓW - MODFX MARKOWITZA

Analiza matematyczna i algebra liniowa Macierze

Wykorzystanie lokalnej geometrii danych w Maszynie Wektorów No±nych

Algebra liniowa. 1. Macierze.

Spis treści Wstęp Estymacja Testowanie. Efekty losowe. Bogumiła Koprowska, Elżbieta Kukla

Ekonometria. wiczenia 1 Regresja liniowa i MNK. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Wska¹niki, tablice dynamiczne wielowymiarowe

Modele wyceny ryzykownych aktywów CAPM

Modele liniowe i mieszane na przykªadzie analizy danych biologicznych - Wykªad 6

PRACE NAUKOWE Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka

MODELOWANIE ZALEŻNOŚCI SPOŁECZEŃSTWA INFORMACYJNEGO POLSKI I WYBRANYCH PAŃSTW UNII EUROPEJSKIEJ

Mikroekonometria 3. Mikołaj Czajkowski Wiktor Budziński

Wyzwania praktyczne w modelowaniu wielowymiarowych procesów GARCH

Ekonometria Bayesowska

Modelowanie Rynków Finansowych

Modele i wnioskowanie statystyczne (MWS), sprawozdanie z laboratorium 1

Prawdopodobieństwo i statystyka

1 Macierze i wyznaczniki

Modelowanie zależności. Matematyczne podstawy teorii ryzyka i ich zastosowanie R. Łochowski

Metody numeryczne i statystyka dla in»ynierów

Algebra liniowa z geometria. - zadania Rok akademicki 2010/2011

Ekonometria. Wprowadzenie do modelowania ekonometrycznego Estymator KMNK. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

1 Formy hermitowskie. GAL (Informatyka) Wykład - formy hermitowskie. Paweł Bechler

Stacjonarne szeregi czasowe

Czasowy wymiar danych

PRZYPOMNIENIE Ka»d przestrze«wektorow V, o wymiarze dim V = n < nad ciaªem F mo»na jednoznacznie odwzorowa na przestrze«f n n-ek uporz dkowanych:

ANALIZA ZMIENNOŚCI INDEKSÓW GIEŁDOWYCH NA RYNKACH ZAGRANICZNYCH

Macierze. Rozdział Działania na macierzach

Janusz Adamowski METODY OBLICZENIOWE FIZYKI Kwantowa wariacyjna metoda Monte Carlo. Problem własny dla stanu podstawowego układu N cząstek

Rozkłady wielu zmiennych

Transkrypt:

Dodatek 2. Wielowymiarowe modele GARCH model GoGarch MODELOWANIE POLSKIEJ GOSPODARKI z R MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 1 / 14

Ogólna specykacja modelu MGARCH Ogólna posta dla N-wymiarowego procesu MGARCH {y t }: y t = µ t + ϵ t, ϵ t N(0, Σ t ), gdzie: µ t : warto± oczekiwana, która mo»e by staª lub dana np. modelem VAR Σ t : warunkowa macierz kowariancji, która zale»y od swoich przeszªych realizacji {Σ t p : q = 1, 2,..., Q} oraz od przeszªych realizacji skªadnika losowego {ϵ t p ϵ t p : p = 1, 2,..., P} MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 2 / 14

Klasykacja modeli MGARCH Modele MGARCH mo»na podzieli na trzy kategori, w zale»no±ci od specykacji równania dla wariancji (za Bauwens, Laurent i Rombouts, 2006 oraz Silvennoinen, A. and T. Terasvirta, 2009): 1. Bezpo±rednie uogólnienie jednowymiarowych modeli GARCH (VEC GARCH oraz BEKK) 2. Liniowe kombinacje jednorównaniowych modeli GARCH (GO-GARCH oraz FactorGARCH) 3. Nieliniowe kombinacje jednorównaniowych modeli GARCH (CCC-GARCH, DCC-GARCH) MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 3 / 14

Model VEC-GARCH Posta modelu VEC-GARCH(1,1) (Bollerslev, Engle i Wooldridge, 1988): y t = µ t + ϵ t, ϵ t N(0, Σ t ) h t = ω + Ae t 1 + Bh t 1 h t = vech(σ t ) e t = vech(ϵ t ϵ t) gdzie operator vech(σ) oznacza wektor zªo»ony z N(N+1) 2 elementów macierzy Σ znajduj cych si na gªównej przek tnej oraz powy»ej tej przek tnej. MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 4 / 14

Model VEC-GARCH Wady modelu VEC: 1. Du»a liczba parametrów: macierze A i B s wymiarów N(N+1) N(N+1) 2 2 2. Skomplikowane restrykcje na ω, A i B gwarantuj ce, aby Σ t speªniaªa warunki macierzy kowariancji. W celu zmniejszenia liczby parametrów, Bollerslev, Engle i Wooldridge (1988) zaproponowali model DVEC-GARCH (diagonal VEC), w którym macierze A i B s diagonalne, a tym samym: h ij,t = ω ij + a ij ϵ i,t 1 ϵ j,t 1 + b ij h ij,t 1. W modelu DVEC-GARCH pozostaje problem (2). Dodatkowo, brak zale»no±ci mi dzy elementami macierzy H t. MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 5 / 14

Model BEKK-GARCH Posta restrykcji na parametry macierzy ω, A i B modelu VEC-GARCH, które gwarantuj póª-dodatni okre±lono± Σ t, zostaªa zaproponowana przez Engle'a i Kroner (1995) w modelu BEKK-GARCH(1,1) postaci: y t = µ t + ϵ t, ϵ t N(0, Σ t ) Σ t = ΩΩ + Aϵ t 1 ϵ t 1 A + BΣ t 1 B, gdzie Ω jest macierz górno-trójk tn, za± A i B s macierzami kwadratowymi o wymiarach N N. MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 6 / 14

Model Factor-GARCH Dla wysokich warto±ci N mo»na stosowa modele, w których zakªada si,»e Σ t jest opisywana przez K N liczb wspólnych czynników. Tego typu modelem jest Factor GARCH(K,1,1) (por. Engle, Ng i Rothschild, 1990): y t = µ t + ϵ t, ϵ t N(0, Σ t ) ϵ t = Λf t + η t, η t N(0, Ω) Ω = diag(ω 2 1, ω 2 2,..., ω 2 N) f t N(0, H t ) H t = diag(h 1t, h 2t,..., h Kt ) h kt = γ k + α k f 2 k,t 1 + β k h k,t 1 dla k = 1, 2,..., K Σ t = ΛH t Λ + Ω Macierz Λ o wymiarach N K oraz warto±ci dla f t metod gªównych skªadowych warto±ci mo»na wyznaczy np. MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 7 / 14

Model GO-GARCH Posta model GO-GARCH(1,1) (Generalized Orthogonal GARCH, Van der Weide, 2002): y t = µ t + ϵ t, ϵ t N(0, Σ t ) ϵ t = Zx t, x t N(0, H t ) Σ t = ZH t Z H t = diag(h 1t, h 2t,..., h Nt ) h it = γ i + α i x 2 i,t 1 + β i h it 1 dla i = 1, 2,..., N Idea modelu: wielowymiarowa macierz kowariancji warunkowej o wymiarze N(N+1) 2 jest zªo»eniem N jednowymiarowych modeli GARCH MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 8 / 14

Model GO-GARCH Wa»ne pytanie: jak uzyska Z? Macierz bezwarunkowej wariancji Σ = Var(y t ) jest zapisywana jako: Σ = ZZ = (V Λ 1/2 U)(U Λ 1/2 V ), gdzie: V : macierz wektorów wªasnych Σ Λ: diagonalna macierz warto±ci wªasnych Σ U: ortonormalna macierz rotacji (tutaj jest gªówny problem) MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 9 / 14

GO-GARCH: Przyklad dla EUR/PLN oraz EUR/USD > library(gogarch) > z <- gogarch(y, ~garch(1, 1)); summary(z) Odwrotnosc macierzy Z (y = Zx): -0.84-0.62-0.55 0.79 Modele GARCH(1,1) dla y1 oraz y2 Est. StDev Prob Est. StDev Prob omega 0.015 0.010 1.257 0.053 0.028 0.0578 alpha1 0.117 0.026 1.248 0.103 0.034 0.0031 beta1 0.873 0.026 0.000 0.843 0.057 0.0000 MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 10 / 14

GO-GARCH: Przyklad dla EUR/PLN oraz EUR/USD Conditional variance for EUR_PLN Conditional variance for EUR_USD 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Conditional covariance Conditional correlation 3 2 1 0 1 0.5 0.0 0.5 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012 MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 11 / 14

Zadanie 1 Wgraj dane subindeksów sektorowych dla wska¹nika EURO STOXX za pomoc polece«: > library(gogarch) > data(bvdwstoxx) Wybierz trzy subindeksy i wykonaj nast puj ce polecenia: 1. Policz logarytmiczne stopy zwrotów. 2. Oszacuj model Go-GARCH za pomoc metody ICA (z wyrazem wolnym w równaniu poziomu dla nieobserwowalnych czynników). 3. Stwórz wykres warunkowych wariancji i warunkowych korelacji. 4. Oblicz prognoz stóp zwrotu (E T [µ T +1 ]) oraz wariancji (E T [Σ T +1 ]) na najbli»szy okres. 5. Oblicz 5% VaR na najbli»szy okres z modelu Go-GARCH dla portfela o wagach w = [1/3 1/3 1/3] 6. Porównaj wyniki z poprzedniego punktu z warto±ci VaR uzyskan na podstawie prognoz dla µ T +1 i Σ T +1 opartych o historyczne ±rednie. MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 12 / 14

Zadanie 2 Wgraj dane subindeksów sektorowych dla wska¹nika EURO STOXX za pomoc polece«: > library(gogarch) > data(bvdwstoxx) Wybierz trzy subindeksy i wykonaj nast puj ce polecenia: 1. Policz logarytmiczne stopy zwrotów. 2. Oszacuj model Factor-GARCH z 3 czynnikami K <- 3 PC <- princomp(x, cor = FALSE, scores = TRUE) f B <- PC$scores[,1:K] <- PC$loadings[,1:K] 3. Oszacuj model GARCH(1,1) dla ka»dego czynnika 4. Stwórz wykres warunkowych wariancji i warunkowych korelacji. 5. Oblicz prognoz stóp zwrotu (E T [µ T +1 ]) oraz wariancji (E T [Σ T +1 ]) na najbli»szy okres. 6. Oblicz 5% VaR na najbli»szy okres z modelu Factor-GARCH dla portfela o wagach w = [1/3 1/3 1/3] 7. Porównaj wyniki z poprzedniego punktu z warto±ci VaR uzyskan na podstawie modelu Go-Garch MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 13 / 14

Literatura: 1. Bauwens, L., Laurent, S. and Rombouts, J. (2006), Multivariate GARCH models: A survey, Journal of Applied Econometrics 21(1): 79-109 2. Bollerslev T, Engle R.F., Wooldridge J.M. (1988), A capital asset pricing model with time varying covariances, Journal of Political Economy 96: 116131. 3. Engle R., Kroner F.K., (1995), Multivariate simultaneous generalized ARCH, Econometric Theory 11: 122150. 4. Engle R., Ng V.K., Rothschild M. (1990). Asset pricing with a factor-arch covariance structure: empirical estimates for treasury bills. Journal of Econometrics 45: 213238. 5. Silvennoinen, A. and T. Terasvirta (2009), Multivariate GARCH models, chapter in Handbook of Financial Time Series: 201-229. 6. Van der Weide, R. (2002), GO-GARCH: A Multivariate Generalized Orthogonal GARCH Model, Journal of Applied Econometrics 17(5): 549-564. MPGzR (dodatek 2) Model GoGARCH 14 / 14