Quantitative trading - страница 11

 

6. Регрессионный анализ



6. Регрессионный анализ

В этом всеобъемлющем видео мы углубимся в тему регрессионного анализа, исследуя его значение в статистическом моделировании. Линейная регрессия занимает центральное место, когда мы обсуждаем ее цели, настройку линейной модели и процесс подбора регрессионной модели. Чтобы обеспечить прочную основу, мы начнем с объяснения предположений, лежащих в основе распределения остатков, включая известные предположения Гаусса-Маркова. Кроме того, мы вводим обобщенную теорему Гаусса-Маркова, которая дает метод оценки ковариационной матрицы в регрессионном анализе.

Мы подчеркиваем важность включения субъективной информации в статистическое моделирование и учета неполных или отсутствующих данных. Статистическое моделирование должно быть адаптировано к конкретному анализируемому процессу, и мы предостерегаем от слепого применения простой линейной регрессии ко всем проблемам. Объясняется обычная оценка бета методом наименьших квадратов, а также уравнения нормализации, шляпная матрица и теорема Гаусса-Маркова для оценки параметров регрессии. Мы также рассматриваем регрессионные модели с ненулевыми ковариациями между компонентами, что обеспечивает более гибкий и реалистичный подход.

Чтобы еще больше расширить наше понимание, мы исследуем концепцию многомерных нормальных распределений и их роль в решении задачи оценки методом наименьших квадратов, предполагая нормально распределенные остатки. Рассматриваются такие темы, как функция генерации моментов, QR-разложение и оценка максимального правдоподобия. Мы объясняем, как QR-разложение упрощает оценку методом наименьших квадратов, и представляем фундаментальный результат о нормальных моделях линейной регрессии. Мы определяем функцию правдоподобия и оценки максимального правдоподобия, подчеркивая согласованность между принципами наименьших квадратов и максимального правдоподобия в обычных моделях линейной регрессии.

На протяжении всего видео мы подчеркиваем повторяющиеся шаги, связанные с регрессионным анализом. Эти шаги включают в себя идентификацию отклика и объясняющих переменных, указание допущений, определение критериев оценки, применение выбранной оценки к данным и проверку допущений. Мы также обсудим важность проверки предположений, проведения диагностики влияния и обнаружения выбросов.

Таким образом, это видео предоставляет всесторонний обзор регрессионного анализа, охватывающий такие темы, как линейная регрессия, предположения Гаусса-Маркова, обобщенная теорема Гаусса-Маркова, субъективная информация в моделировании, обычная оценка методом наименьших квадратов, матрица шляпы, многомерные нормальные распределения, генерация момента функция, QR-разложение и оценка максимального правдоподобия. Поняв эти концепции и методы, вы будете хорошо подготовлены к регрессионному анализу и сможете эффективно использовать его в своих усилиях по статистическому моделированию.

  • 00:00:00 В этом разделе профессор знакомит с темой регрессионного анализа, которая рассматривается сегодня, и его важностью в статистическом моделировании. Методология, особенно линейная регрессия, является мощной и широко используется в финансах и других дисциплинах, занимающихся прикладной статистикой. Профессор обсуждает различные цели регрессионного анализа, включая извлечение/использование связи между независимыми и зависимыми переменными, предсказание, причинно-следственный вывод, аппроксимацию и раскрытие функциональных отношений/проверку функциональных отношений между переменными. Кроме того, линейная модель создается с математической точки зрения, и лекция охватывает обычные методы наименьших квадратов, теорему Гаусса-Маркова и формальные модели с нормальными моделями линейной регрессии, за которыми следуют расширения на более широкие классы.

  • 00:05:00 В этом разделе исследуется концепция линейного регрессионного анализа, где линейная функция моделирует условное распределение переменной отклика с учетом независимых переменных. Параметры регрессии используются для определения отношения, а остатки описывают неопределенность или ошибку в данных. Кроме того, полиномиальная аппроксимация и ряды Фурье могут применяться для получения полного описания, особенно для циклического поведения. Ключевые шаги для подбора регрессионной модели включают предложение модели, основанной на масштабе переменной отклика, и определение ключевых независимых переменных. Стоит отметить, что эти независимые переменные могут включать в себя различные функциональные формы и значения задержки переменной отклика, что делает установку относительно общей.

  • 00:10:00 В этом разделе спикер обсуждает этапы регрессионного анализа. Во-первых, необходимо определить отклик объясняющих переменных и указать допущения, лежащие в основе распределения остатков. Во-вторых, необходимо определить критерий того, как оценивать различные оценщики параметров регрессии, с несколькими доступными вариантами. В-третьих, наилучшая оценка должна быть охарактеризована и применена к заданным данным. В-четвертых, необходимо проверить их предположения, что может привести к модификации модели и предположений, если это необходимо. Наконец, спикер подчеркивает важность адаптации модели к моделируемому процессу, а не применения простой линейной регрессии ко всем проблемам. Раздел заканчивается обсуждением предположений, которые можно сделать для остаточного распределения в модели линейной регрессии, при этом нормальное распределение является обычной и знакомой отправной точкой.

  • 00:15:00 В этом разделе спикер объясняет предположения Гаусса-Маркова, используемые в регрессионном анализе, которые сосредоточены на средних значениях и дисперсиях остатков. Предположения включают нулевое среднее значение, постоянную дисперсию и некоррелированные остатки. Докладчик также обсуждает обобщенные предположения Гаусса-Маркова, которые включают матричнозначные или векторнозначные случайные величины. Докладчик демонстрирует, как ковариационная матрица характеризует дисперсию n-вектора, и приводит примеры с использованием значений mu и y.

  • 00:20:00 В этом разделе представлена обобщенная теорема Гаусса-Маркова как способ оценки ковариационной матрицы в регрессионном анализе. Теорема допускает общую ковариационную матрицу с ненулевыми ковариациями между независимыми переменными, зависимыми переменными и остатками и предполагает, что они могут быть коррелированы. Обсуждаются нелинейные примеры того, почему остатки могут быть коррелированы в регрессионных моделях, а также использование различных типов распределения помимо гауссовского распределения при подгонке регрессионных моделей для расширения применимости. Затем в лекции рассматриваются критерий оценки параметров регрессии и различные методы, используемые для оценки того, что считается хорошей оценкой, включая метод наименьших квадратов, метод максимального правдоподобия, надежные методы, методы Байеса и приспособление к неполным или отсутствующим данным.

  • 00:25:00 В этом разделе спикер обсуждает важность включения субъективной информации в статистическое моделирование и полезность байесовских методологий в соответствующем моделировании. Он также подчеркивает необходимость учета неполных или отсутствующих данных с помощью статистических моделей. Кроме того, спикер объясняет, как проверять допущения в регрессионных моделях, анализируя остатки, чтобы определить, применимы ли допущения Гаусса-Маркова. Он также упоминает о важности диагностики влияния и обнаружения выбросов при выявлении случаев, которые могут иметь большое влияние или быть необычными соответственно. Наконец, он вводит понятие обычных наименьших квадратов и критерий наименьших квадратов для вычисления суммы квадратичных отклонений от фактического значения переменной отклика.

  • 00:30:00 В этом разделе мы узнаем о регрессионном анализе и о том, как найти обычную оценку бета методом наименьших квадратов. Мы используем матрицы, взяв вектор y, значения n независимой переменной и X, матрицу значений зависимой переменной, для определения подогнанного значения y hat, равного матрице x, умноженной на бета. Взяв перекрестное произведение n-вектора за вычетом произведения матрицы X на бета, что дает обычные оценки методом наименьших квадратов для бета, мы можем найти вторую производную Q по бета, которая в конечном итоге равна X. транспонировать X, положительно определенную или полуопределенную матрицу. Наконец, мы определяем производную Q по параметрам регрессии как минус удвоенное значение j-го столбца, умноженное на y.

  • 00:35:00 В этом разделе вводится понятие нормальных уравнений в регрессионном моделировании. Система уравнений должна удовлетворяться обычной оценкой методом наименьших квадратов, бета. С помощью матричной алгебры уравнение может быть решено, и решение для бета-шляпы предполагает, что X транспонирует X обратное. Чтобы X транспонировал X обратное, X должен иметь полный ранг, что указывает на то, что наличие независимых переменных, которые объясняются другими независимыми переменными, приведет к уменьшению ранга. Обнаружено, что если бета-шляпа не имеет полного ранга, наша оценка бета по методу наименьших квадратов может быть неуникальной.

  • 00:40:00 В этом разделе, посвященном регрессионному анализу, матрица шляпы представлена как проекционная матрица, которая переводит линейный вектор переменной отклика в подходящие значения. В частности, это матрица ортогональной проекции, которая проецируется на пространство столбца X. Остаточные значения представляют собой разницу между значением ответа и подобранным значением и могут быть выражены как y минус y шляпа или I_n минус H, умноженное на y. Оказывается, что I_n минус H также является проекционной матрицей, которая проецирует данные на пространство, ортогональное пространству столбцов x. Это важно иметь в виду, потому что это помогает представить n-мерный вектор y с помощью проекции на пространство столбцов и понять, что остатки ортогональны каждому из столбцов X.

  • 00:45:00 В этом разделе представлена теорема Гаусса-Маркова как мощный результат теории линейных моделей, который полезен для оценки функции параметров регрессии путем рассмотрения общей интересующей цели, которая представляет собой линейную комбинацию бета-коэффициентов. . Теорема утверждает, что оценки методом наименьших квадратов являются несмещенными оценками параметра тета, и дает способ показать, что эти оценки имеют наименьшую дисперсию среди всех линейных несмещенных оценок при соблюдении определенных условий. Также кратко объясняется концепция несмещенных оценок.

  • 00:50:00 В этом разделе спикер обсуждает теорему Гаусса-Маркова, которая утверждает, что если применимы допущения Гаусса-Маркова, то оценка тета имеет наименьшую дисперсию среди всех линейных несмещенных оценок тета. Это означает, что оценка по методу наименьших квадратов является оптимальной оценкой тета, если это критерий. Доказательство этой теоремы основано на рассмотрении другой линейной оценки, которая также является несмещенной оценкой, и оценке разницы между двумя оценками, которые должны иметь математическое ожидание, равное 0. Математический аргумент в пользу доказательства включает разложение дисперсии и отслеживание условия ковариации. Этот результат - то, откуда в классе эконометрики появился термин СИНИЕ оценки или свойство СИНИХ оценок методом наименьших квадратов.

  • 00:55:00 В этом разделе видео обсуждается регрессионная модель с ненулевыми ковариациями между компонентами и то, как данные Y, X можно преобразовать в Y-звезду и X-звезду, чтобы удовлетворить исходным предположениям Гаусса-Маркова, делая переменные отклика иметь постоянную дисперсию и быть некоррелированными. Видео объясняет, что при значениях отклика, которые имеют очень большие отклонения, эти обобщенные наименьшие квадраты дисконтируют значения с помощью обратной сигмы. Затем видео углубляется в теорию распределения для моделей нормальной регрессии, предполагая, что остатки являются нормальными со средним значением 0 и дисперсией в квадрате, и что переменные ответа будут иметь постоянную дисперсию, хотя и не будут одинаково распределены, поскольку они имеют разные средние значения для зависимой переменной.

  • 01:00:00 В этом разделе обсуждается концепция многомерного нормального распределения применительно к среднему вектору и ковариационной матрице. Цель состоит в том, чтобы решить для распределения оценки методом наименьших квадратов, предполагая нормально распределенные остатки. Производящая функция момента введена как способ получения совместного распределения Y и бета-шляпы. Для многомерных нормальных распределений производящая функция момента для Y является произведением отдельных производящих функций моментов, при этом распределение Y является нормальным со средним значением мю и ковариационной матрицей сигма. Производящая функция момента для бета-шляпы решается для для определения ее распределения, которое является многомерной нормой.

  • 01:05:00 В этом разделе спикер обсуждает производящую функцию бета-шляпы момента и то, как она эквивалентна многомерному нормальному распределению со средним значением истинной бета-матрицы и ковариационной матрицы, заданной определенным объектом. Предельное распределение каждой из бета-шляп задается одномерным нормальным распределением со средним значением beta_j и дисперсией, равной диагонали, что может быть доказано с помощью функции генерации моментов Гаусса. Затем докладчик переходит к обсуждению QR-разложения X, которое может быть достигнуто с помощью ортонормирования Грама-Шмидта матрицы независимых переменных. Определив верхнюю треугольную матрицу R и решив для Q и R с помощью процесса Грама-Шмидта, мы можем выразить любую матрицу n через p как произведение ортонормированной матрицы Q и верхней треугольной матрицы R.

  • 01:10:00 В этом разделе обсуждается QR-разложение и его применение для упрощения оценки методом наименьших квадратов. Используя процесс Грама-Шмидта для ортогонализации столбцов X, можно рассчитать QR-разложение, чтобы получить простую операцию линейной алгебры для решения оценок методом наименьших квадратов. Ковариационная матрица бета-шляпы равна квадрату сигма X, транспонированному X, обратному, а матрица шляпы равна Q, умноженному на Q транспонирования. Теория распределения дополнительно исследуется, чтобы получить фундаментальный результат о нормальных моделях линейной регрессии.

  • 01:15:00 В этом разделе профессор обсуждает важную теорему для любой матрицы A, m на n, которая может преобразовать случайный вектор y в случайный нормальный вектор. Теорема доказывает, что оценка бета-шляпы по методу наименьших квадратов и эпсилон-шляпа вектора невязки являются независимыми случайными величинами при построении такой статистики. Распределение бета-шляпы является многомерным нормальным, в то время как сумма квадратов остатков кратна случайной величине хи-квадрат. Также обсуждаются оценки параметров регрессии и t-статистика. Оценка максимального правдоподобия также объясняется в контексте обычных моделей линейной регрессии. Оказывается, обычные оценки методом наименьших квадратов являются оценками максимального правдоподобия.

  • 01:20:00 В этом разделе определяются функция правдоподобия и оценки максимального правдоподобия. Функция правдоподобия представляет собой функцию плотности для данных с заданными неизвестными параметрами многомерной нормальной случайной величины, а оценки максимального правдоподобия определяют значения этих параметров, которые делают наблюдаемые данные наиболее вероятными. Отмечается, что использование метода наименьших квадратов для подгонки моделей согласуется с применением принципа максимального правдоподобия к обычной модели линейной регрессии. Кроме того, обобщенные M-оценки кратко упоминаются как класс оценок, используемых для нахождения надежных и квантильных оценок параметров регрессии.
 

7. Модели стоимости под риском (VAR)



7. Модели стоимости под риском (VAR)

Видео содержит подробное обсуждение концепции моделей стоимости под риском (VAR), которые широко используются в финансовой индустрии. В этих моделях используются вероятностные расчеты для измерения потенциальных убытков, с которыми может столкнуться компания или физическое лицо. На простом примере видео эффективно иллюстрирует фундаментальные концепции, лежащие в основе моделей VAR.

Модели VAR служат ценным инструментом для людей, чтобы оценить вероятность потери денег из-за инвестиционных решений в любой день. Чтобы понять риск, связанный с инвестициями, инвесторы могут проанализировать стандартное отклонение временного ряда. Этот показатель показывает, насколько средняя доходность отклонилась от среднего значения с течением времени. Оценивая ценную бумагу по среднему значению плюс-минус одно стандартное отклонение, инвесторы могут получить представление о потенциальной доходности ценной бумаги с поправкой на риск.

В видео подчеркивается, что модели VAR могут быть построены с использованием различных подходов. В то время как видео в основном фокусируется на параметрическом подходе, оно признает альтернативный метод использования моделирования Монте-Карло. Последний подход предлагает повышенную гибкость и возможности настройки, что позволяет более точно оценивать риски.

Кроме того, в видео рассматривается создание наборов синтетических данных, которые отражают свойства наборов исторических данных. Используя этот метод, аналитики могут создавать реалистичные сценарии для точной оценки потенциальных рисков. Видео также демонстрирует применение тригонометрии для описания сезонных закономерностей, наблюдаемых в температурных данных, демонстрируя различные методы, используемые при анализе рисков.

Помимо обсуждения моделей VAR, в видеоролике рассматриваются подходы к управлению рисками, используемые банками и инвестиционными компаниями. В нем подчеркивается важность понимания профиля риска компании и защиты от чрезмерной концентрации риска.

В целом, видео предлагает ценную информацию об использовании моделей VAR в качестве инструментов оценки рисков в финансовой отрасли. Благодаря количественной оценке рисков, связанных с инвестициями, и использованию статистического анализа эти модели помогают принимать обоснованные решения и снижать потенциальные финансовые потери.

  • 00:00:00 В этом видео Кен Эббот обсуждает подходы к управлению рисками, используемые банками и инвестиционными компаниями. Сначала он обсуждает риск, а затем продолжает обсуждение того, как управление рисками включает в себя понимание профиля риска компании и защиту от слишком больших концентраций риска.

  • 00:05:00 Модели стоимости под риском — это способ оценить риск, связанный с конкретными инвестициями, и их можно использовать для принятия обоснованных решений о том, какими из них владеть. Эти модели основаны на статистическом понимании того, как ведут себя акции, облигации и деривативы, и могут использоваться для количественной оценки того, насколько инвестор чувствителен к изменениям процентных ставок, цен на акции и цен на товары.

  • 00:10:00 В видео объясняется, что модели VAR используются для измерения риска и определения того, сколько денег нужно иметь инвестору, чтобы поддерживать позицию на данном рынке. В видео также представлен обзор анализа временных рядов, который используется для понимания поведения рынков во времени.

  • 00:15:00 В видео обсуждается концепция стоимости под риском (VAR), которая представляет собой финансовую модель, использующую вероятность для измерения потенциальных убытков, которые может понести компания. В видео используется простой пример для иллюстрации концепций.

  • 00:20:00 Модели стоимости под риском (VAR) помогают людям оценить вероятность потери денег в любой конкретный день при принятии инвестиционных решений. Стандартное отклонение временного ряда сообщает инвесторам, насколько средняя доходность отклонилась от среднего значения с течением времени. Оценка ценной бумаги по среднему значению плюс-минус одно стандартное отклонение дает представление о потенциальной доходности ценной бумаги с поправкой на риск.

  • 00:25:00 Модели стоимости под риском (VAR) позволяют определить сценарии, при которых инвестиции могут потерять более 4,2% своей стоимости за пятилетний период. Эта информация может быть полезна для определения того, будут ли инвестиции прибыльными или нет.

  • 00:30:00 В этом видео объясняется, как работают модели стоимости под риском (VAR) и как они помогают снизить риск. Введенные концепции включают процентные изменения и изменения журнала, а также использование PV1 и продолжительности для измерения риска. В видео также рассказывается об использовании моделей VAR в финансовой сфере.

  • 00:35:00 В этом видео обсуждается концепция стоимости под риском (VAR), которая представляет собой инструмент управления рисками, который рассчитывает потенциальные финансовые потери, которые компания или физическое лицо может понести из-за волатильности своих активов. Также обсуждаются доходности и объясняется, что они состоят из безрисковых ставок и кредитных спредов. Докладчик приводит пример того, как можно использовать VAR для оценки потенциальных финансовых потерь, которые компания может понести из-за изменений цен на свои активы.

  • 00:40:00 В этом видео обсуждаются модели стоимости под риском, которые измеряют риск на финансовых рынках. ковариация и корреляция являются двумя мерами риска, а ковариационные матрицы симметричны, с дисперсией по диагонали и ковариацией по диагонали. Корреляции также симметричны и могут быть рассчитаны с использованием ковариации, деленной на произведение стандартных отклонений.

  • 00:45:00 В видео обсуждается концепция стоимости под риском (VAR), которая используется для измерения риска финансовых потерь, связанных с портфелем активов. В видео объясняется, что VAR можно рассчитать, используя ковариационную матрицу и корреляционную матрицу. Матрица ковариации измеряет степень корреляции между активами, а матрица корреляции измеряет степень корреляции между активами и пассивами. Затем в видео представлен пример расчета VAR с использованием ковариационной матрицы и корреляционной матрицы.

  • 00:50:00 Модели стоимости под риском (VAR) — это способ измерения риска, связанного с финансовыми инвестициями. Модель использует данные о доходности и ковариации для расчета вектора положения и статистики заказа. Затем это используется для определения уровня риска инвестиций.

  • 00:55:00 В этом видео представлены ключевые моменты презентации из 7 слайдов, посвященной моделям стоимости, подверженной риску. Эти модели используются для расчета вероятности финансовых потерь при соблюдении определенных условий. Отсутствующие данные могут быть проблемой, и существуют различные методы для заполнения пробелов. В презентации также обсуждается, как влияние допущения может оказать существенное влияние на результаты модели.

  • 01:00:00 В видео обсуждаются модели стоимости под риском (VAR). В модели используется параметрический подход, но есть и другой метод, основанный на моделировании методом Монте-Карло. Этот метод является более гибким и допускает больше настроек.

  • 01:05:00 Модели стоимости под риском (VAR) используются для оценки потенциальных финансовых потерь из-за колебаний цен на активы. Эти модели можно использовать для количественной оценки риска, связанного с конкретной инвестицией или портфелем.

  • 01:10:00 В этом видео автор обсуждает важность моделей стоимости под риском (VAR), объясняя, что эти модели помогают гарантировать, что компания не столкнется с отрицательным собственным значением. Далее он говорит, что если у вас есть тысяча наблюдений, вам нужно заполнить недостающие данные, используя процесс, называемый «вменение недостающих данных». Наконец, Джон демонстрирует, как создать матрицу преобразования, которая будет коррелировать случайные нормали.

  • 01:15:00 В этом видео ведущий объясняет, как создавать модели, имитирующие результаты инвестиций, с помощью моделирования Монте-Карло. Он также обсуждает, как использовать гауссову связку для создания более точных моделей.

  • 01:20:00 В видео объясняется, как можно создавать наборы синтетических данных, чтобы они обладали теми же свойствами, что и наборы исторических данных. Он также демонстрирует, как можно использовать тригонометрию для описания сезонных закономерностей в температурных данных.
 

8. Анализ временных рядов I


8. Анализ временных рядов I

В этом видео профессор начинает с пересмотра метода оценки максимального правдоподобия как основного подхода в статистическом моделировании. Они объясняют концепцию функции правдоподобия и ее связь с обычными моделями линейной регрессии. Оценки максимального правдоподобия определяются как значения, которые максимизируют функцию правдоподобия, указывая, насколько вероятны наблюдаемые данные при данных значениях параметров.

Профессор углубляется в решение задач оценки для обычных моделей линейной регрессии. Они подчеркивают, что оценка максимального правдоподобия дисперсии ошибки равна Q бета-шляпы по n, но предупреждают, что эта оценка смещена и нуждается в исправлении путем деления ее на n минус ранг матрицы X. По мере добавления в модель большего количества параметров подобранные значения становятся более точными, но также существует риск переобучения. Теорема утверждает, что оценки наименьших квадратов, теперь оценки максимального правдоподобия, регрессионных моделей следуют нормальному распределению, а сумма квадратов остатков следует распределению хи-квадрат со степенями свободы, равными n минус p. Особое внимание уделяется t-статистике как важному инструменту для оценки значимости объясняющих переменных в модели.

Обобщенная оценка M вводится как метод оценки неизвестных параметров путем минимизации функции Q от бета. Различные оценщики могут быть определены путем выбора различных форм для функции h, что включает в себя оценку другой функции. Видео также охватывает надежные M-оценки, которые используют функцию chi для обеспечения хороших свойств в отношении оценок, а также квантильные оценки. Надежные оценки помогают смягчить влияние выбросов или больших невязок при оценке методом наименьших квадратов.

Затем тема переходит к М-оценкам и их широкому применению в подборе моделей. Представлен пример применения моделей линейной регрессии к ценообразованию активов с упором на модель ценообразования капитальных активов. Профессор объясняет, как на доходность акций влияет общая рыночная доходность, масштабируемая риском акции. В тематическом исследовании представлены данные и подробная информация о том, как их собирать с помощью статистического программного обеспечения R. Упоминается диагностика регрессии, подчеркивая ее роль в оценке влияния отдельных наблюдений на параметры регрессии. Кредитное плечо представлено как мера для определения влиятельных точек данных, а также дано его определение и объяснение.

Вводится концепция включения дополнительных факторов, таких как доходность сырой нефти, в модели доходности акций. Анализ показывает, что рынок сам по себе не может эффективно объяснить доходность определенных акций, в то время как сырая нефть выступает в качестве независимого фактора, помогающего объяснить доходность. Приведен пример с нефтяной компанией Exxon Mobil, показывающий, как ее доходность коррелирует с ценами на нефть. Раздел завершается диаграммой рассеяния, показывающей важные наблюдения, основанные на расстоянии Махаланобиса случаев от центроида независимых переменных.

Лектор переходит к обсуждению одномерного анализа временных рядов, который предполагает наблюдение за случайной величиной во времени как за дискретным процессом. Они объясняют определения строгой и ковариационной стационарности, при этом ковариационная стационарность требует, чтобы среднее значение и ковариация процесса оставались постоянными во времени. Представлены модели авторегрессионного скользящего среднего (ARMA), а также их расширение до нестационарности с помощью интегрированных моделей авторегрессионного скользящего среднего (ARIMA). Также рассматриваются оценка стационарных моделей и тесты на стационарность.

Обсуждается теорема о представлении Уолда для ковариационных стационарных временных рядов, в которой утверждается, что такой временной ряд можно разложить на линейно детерминированный процесс и средневзвешенное значение белого шума с коэффициентами, заданными psi_i. Компонент белого шума, eta_t, имеет постоянную дисперсию и не коррелирует ни с собой, ни с детерминированным процессом. Теорема Уолда о разложении обеспечивает полезную основу для моделирования таких процессов.

Лектор объясняет метод декомпозиции Уолда для анализа временных рядов, который включает инициализацию параметра p (представляющего количество прошлых наблюдений) и оценку линейной проекции X_t на основе последних значений задержки p. Изучая остатки с использованием методов временных рядов, таких как оценка ортогональности к более длительным задержкам и согласованности с белым шумом, можно определить подходящую модель скользящего среднего. Метод декомпозиции Вольда можно реализовать, взяв предел проекций при стремлении p к бесконечности, сходящийся к проекции данных на его историю и соответствующий коэффициентам определения проекции. Однако крайне важно, чтобы отношение p к размеру выборки n приближалось к нулю, чтобы обеспечить достаточное количество степеней свободы для оценки модели.

Подчеркивается важность наличия конечного числа параметров в моделях временных рядов, чтобы избежать переобучения. Оператор запаздывания, обозначаемый буквой L, представлен в качестве основного инструмента в моделях временных рядов, позволяющего сдвигать временные ряды на одно временное приращение. Оператор запаздывания используется для представления любого стохастического процесса с помощью полинома psi(L), который является полиномом бесконечного порядка, включающим запаздывания. Функция импульсного отклика рассматривается как мера воздействия инновации в определенный момент времени на процесс, воздействующая на него в этот момент и далее. Спикер приводит пример, используя изменение процентной ставки председателем Федеральной резервной системы, чтобы проиллюстрировать временное влияние инноваций.

Концепция долгосрочного кумулятивного отклика объясняется применительно к анализу временных рядов. Этот ответ представляет собой накопленный эффект одной инновации в процессе с течением времени и означает значение, к которому сходится процесс. Он рассчитывается как сумма индивидуальных откликов, захваченных полиномом psi(L). Представление Уолда, которое представляет собой скользящее среднее бесконечного порядка, может быть преобразовано в авторегрессионное представление с использованием обратного многочлена psi(L). Вводится класс процессов авторегрессионного скользящего среднего (ARMA) с его математическим определением.

Затем основное внимание уделяется авторегрессионным моделям в контексте моделей ARMA. Лекция начинается с более простых случаев, в частности с моделей авторегрессии, а затем переходит к процессам скользящего среднего. Исследуются условия стационарности и вводится характеристическое уравнение, связанное с авторегрессионной моделью, путем замены полиномиальной функции phi на комплексную переменную z. Процесс X_t считается ковариационно-стационарным, если все корни характеристического уравнения лежат вне единичного круга, что означает, что модуль комплекса z больше 1. Корни вне единичного круга должны иметь модуль больше 1, чтобы гарантировать стационарность.

В следующем разделе видео обсуждается концепция стационарности и единичных корней в авторегрессионном процессе первого порядка (AR (1)). Представлено характеристическое уравнение модели и объяснено, что ковариационная стационарность требует, чтобы величина фи была меньше 1. Показано, что дисперсия X в авторегрессионном процессе больше, чем дисперсия инноваций, когда фи положительна. и меньше, когда фи отрицательно. Кроме того, показано, что авторегрессионный процесс с phi от 0 до 1 соответствует экспоненциальному процессу возврата к среднему, который использовался в моделях процентных ставок в финансах.

В видео основное внимание уделяется авторегрессионным процессам, в частности моделям AR (1). Эти модели включают переменные, которые имеют тенденцию возвращаться к некоторому среднему значению за короткие периоды, при этом средняя точка возврата может меняться в течение длительных периодов. В лекции представлены уравнения Юла-Уокера, которые используются для оценки параметров моделей ARMA. Эти уравнения основаны на ковариации между наблюдениями с разной задержкой, и результирующая система уравнений может быть решена для получения параметров авторегрессии. Уравнения Юла-Уокера часто используются для определения моделей ARMA в статистических пакетах.

Объясняется принцип метода моментов для статистической оценки, особенно в контексте сложных моделей, где определение и вычисление функций правдоподобия становятся сложными. Лекция переходит к обсуждению моделей скользящего среднего и представляет формулы для ожиданий X_t, включая mu и gamma 0. Нестационарное поведение временных рядов рассматривается с помощью различных подходов. Лектор подчеркивает важность учета нестационарного поведения для достижения точного моделирования. Один из подходов заключается в преобразовании данных, чтобы сделать их стационарными, например, путем разности или применения подхода Бокса-Дженкинса с использованием первой разности. Кроме того, в качестве средства обработки нестационарных временных рядов приведены примеры моделей линейного обращения тренда.

Докладчик далее исследует нестационарные процессы и их включение в модели ARMA. Если разность, первая или вторая, дает стационарность ковариации, ее можно интегрировать в спецификацию модели для создания моделей ARIMA (авторегрессионные интегрированные процессы скользящего среднего). Параметры этих моделей можно оценить с помощью оценки максимального правдоподобия. Для оценки различных наборов моделей и определения порядков параметров авторегрессии и скользящего среднего предлагаются информационные критерии, такие как информационный критерий Акаике или Байеса.

Обсуждается вопрос добавления в модель дополнительных переменных, а также учета штрафов. Лектор подчеркивает необходимость установить доказательства для включения дополнительных параметров, таких как оценка t-статистики, превышающей определенный порог, или использование других критериев. Информационный критерий Байеса предполагает конечное число переменных в модели, при условии, что они известны, в то время как критерий Ханнана-Куинна предполагает бесконечное число переменных, но обеспечивает их идентифицируемость. Выбор модели — сложная задача, но эти критерии предоставляют полезные инструменты для принятия решений.

В заключение видео охватывает различные аспекты статистического моделирования и анализа временных рядов. Он начинается с объяснения оценки максимального правдоподобия и ее связи с обычными моделями линейной регрессии. Вводятся понятия обобщенной М-оценки и робастной М-оценки. Представлен пример применения моделей линейной регрессии к ценообразованию активов, за которым следует объяснение одномерного анализа временных рядов. Теорема Уолда о представлении и метод разложения Уолда обсуждаются в контексте стационарных временных рядов ковариации. Подчеркивается важность конечного числа параметров в моделях временных рядов, а также авторегрессионных моделей и условий стационарности. Видео завершается рассмотрением процессов авторегрессии, уравнений Юла-Уокера, принципа метода моментов, нестационарного поведения и выбора модели с использованием информационных критериев.

  • 00:00:00 В этом разделе профессор рассматривает метод оценки максимального правдоподобия как основной метод оценки в статистическом моделировании, обсуждая функцию правдоподобия и ее связь с обычными моделями линейной регрессии. Профессор объясняет, что оценки максимального правдоподобия — это значения, которые максимизируют функцию, посредством которой наблюдаемые данные являются наиболее вероятными, и эти значения масштабируют неизвестные параметры с точки зрения того, насколько вероятно, что они могли сгенерировать значения данных.

  • 00:05:00 В этом разделе профессор обсуждает, как решать задачи оценки для обычных моделей линейной регрессии. Оценка максимального правдоподобия дисперсии ошибки равна Q бета-шляпы по n, но эта оценка смещена и должна быть скорректирована путем деления на n минус ранг матрицы X. Чем больше параметров добавляется к модели, тем точнее подгоняемые значения, но это также увеличивает опасность подгонки кривой. Теорема утверждает, что наименьшие квадраты, а теперь и оценки максимального правдоподобия, регрессионных моделей нормально распределены, а сумма квадратов остатков имеет распределение хи-квадрат со степенями свободы, равными n минус p. Стьюдентная статистика является важным способом оценки релевантности различных объясняющих переменных в модели.

  • 00:10:00 В этом разделе видео объясняется концепция обобщенной оценки M, которая включает оценку неизвестных параметров путем минимизации функции Q бета. Выбирая различные функциональные формы для h, которая представляет собой сумму оценок другой функции, можно определить различные виды оценок, такие как метод наименьших квадратов и оценка максимального правдоподобия. В видео также обсуждаются надежные M-оценки, которые включают определение функции chi, чтобы она имела хорошие свойства с оценками, и квантильные оценки. Надежные оценщики помогают контролировать чрезмерное влияние очень больших значений или остатков при оценке методом наименьших квадратов.

  • 00:15:00 В этом разделе профессор обсуждает М-оценки и то, как они охватывают большинство оценок, встречающихся при подгонке моделей. Класс знакомится с примером, который применяет модели линейной регрессии к ценообразованию активов. Объясняется, что модель ценообразования капитальных активов предполагает, что доходность акций зависит от доходности всего рынка, масштабируемой в зависимости от того, насколько рискованны акции. Тематическое исследование предоставляет необходимые данные и детали для их сбора с помощью R. Профессор упоминает диагностику регрессии и то, как она определяет влияние отдельных наблюдений на параметры регрессии. Наконец, влиятельные точки данных идентифицируются с использованием кредитного плеча, и даются определение и объяснение.

  • 00:20:00 В этом разделе профессор представляет концепцию добавления еще одного фактора, такого как доходность сырой нефти, при моделировании доходности акций, чтобы помочь объяснить доходность. Анализ показывает, что в данном случае рынок не смог эффективно объяснить возврат GE; сырая нефть — еще один независимый фактор, помогающий объяснить доходность. С другой стороны, у нефтяной компании Exxon Mobil есть параметр регрессии, который показывает, как сырая нефть определенно влияет на ее доходность, поскольку она растет и падает вместе с ценами на нефть. Раздел заканчивается диаграммой рассеяния, которая указывает на важные наблюдения, связанные с расстоянием Махаланобиса случаев от центра тяжести независимых переменных.

  • 00:25:00 В этом разделе лектор знакомит с темой анализа одномерных временных рядов, который включает в себя наблюдение за случайной величиной во времени и представляет собой процесс с дискретным временем. Объясняется определение строгой и ковариационной стационарности, при этом ковариационная стационарность является более слабой и требует, чтобы только среднее значение и ковариация процесса оставались постоянными во времени. Также обсуждаются классические модели авторегрессионных моделей скользящего среднего и их расширения на нестационарность с интегрированными моделями авторегрессионного скользящего среднего, а также способы оценки стационарных моделей и проверки на стационарность.

  • 00:30:00 В этом разделе видео спикер обсуждает теорему Уолда о представлении для ковариационных стационарных временных рядов. Теорема утверждает, что стационарный временной ряд ковариации с нулевым средним значением может быть разложен на две составляющие: линейно детерминированный процесс и средневзвешенное значение белого шума с коэффициентами, заданными psi_i. Спикер также объясняет, что eta_t, элемент белого шума, имеет постоянную дисперсию и не коррелирует ни с собой, ни с детерминированным процессом. Теорема Уолда о разложении обеспечивает убедительную структуру для моделирования таких процессов.

  • 00:35:00 В этом разделе обсуждается метод декомпозиции Уолда для анализа временных рядов. Этот метод включает в себя инициализацию параметра p, который представляет количество прошлых наблюдений в линейно детерминированном члене, и оценку линейной проекции X_t на последние значения задержки p. Применяя методы временных рядов для анализа остатков, например оценивая, являются ли остатки ортогональными более длительным задержкам и согласуются ли они с белым шумом, можно определить модель скользящего среднего и оценить ее пригодность. Метод декомпозиции Вольда может быть реализован как предел проекций при увеличении p, сходящийся к проекции данных на его историю и соответствующий коэффициентам определения проекции. Однако отношение p/n должно приближаться к 0, чтобы избежать исчерпания степеней свободы при оценке моделей.

  • 00:40:00 В этом разделе спикер подчеркивает важность наличия конечного числа параметров при оценке моделей временных рядов, поскольку это помогает избежать переобучения. Оператор запаздывания является важным инструментом в моделях временных рядов, где временной ряд смещается назад на одно временное приращение с помощью оператора L. Любой случайный процесс может быть представлен с помощью оператора запаздывания с psi от L, который представляет собой полином бесконечного порядка от лаги. Функция импульсного отклика относится к влиянию инновации в определенный момент времени, которое влияет на процесс в этот момент и за его пределами. Спикер использует пример изменения процентной ставки председателя Федеральной резервной системы, чтобы объяснить влияние инноваций с течением времени.

  • 00:45:00 В этом разделе концепция долгосрочного кумулятивного отклика обсуждается в связи с анализом временных рядов. Долгосрочная кумулятивная реакция — это влияние одной инновации в процессе с течением времени и значение, к которому движется процесс. Этот отклик задается суммой индивидуальных откликов, представленных полиномом psi с оператором запаздывания. Представление Уолда - это скользящее среднее бесконечного порядка, которое может иметь авторегрессионное представление с использованием обратного полинома psi полинома L. Также зрителю представлен класс авторегрессионных процессов скользящего среднего с математическим определением.

  • 00:50:00 В этом разделе основное внимание уделяется авторегрессионным моделям в моделях ARMA. Чтобы лучше понять эти модели, будут рассмотрены более простые случаи, начиная с моделей авторегрессии и переходя к процессам скользящего среднего. Также будут исследованы условия стационарности, где полиномиальная функция phi, если ее заменить комплексной переменной z, будет характеристическим уравнением, связанным с авторегрессионной моделью. Процесс X_t является ковариационно-стационарным тогда и только тогда, когда все корни этого характеристического уравнения лежат вне единичного круга, что означает, что модуль комплекса z больше 1, а корни, если они находятся вне единичного круга, имеют модуль больше чем 1.

  • 00:55:00 В этом разделе видео обсуждается понятие стационарности и единичных корней в авторегрессионном процессе первого порядка. Представлено характеристическое уравнение модели и определено, что ковариационная стационарность требует, чтобы величина фи была меньше 1 по величине. Показано, что дисперсия X в авторегрессионном процессе больше, чем дисперсия инноваций, когда phi положительна, и меньше, когда phi меньше 0. Кроме того, показано, что авторегрессионный процесс с phi между 0 и 1 соответствует экспоненциальный процесс возврата к среднему, который теоретически использовался для моделей процентных ставок в финансах.

  • 01:00:00 В этом разделе основное внимание уделяется авторегрессионным процессам, в частности моделям AR(1). Эти модели включают переменные, которые обычно возвращаются к некоторому среднему значению за короткие периоды времени, но точка возврата к среднему значению может меняться в течение длительных периодов времени. В лекции объясняются уравнения Юла-Уокера, которые используются для оценки параметров моделей ARMA. Эти уравнения включают ковариацию между наблюдениями с разной задержкой, и результирующая система уравнений может быть решена для параметров авторегрессии. Наконец, следует отметить, что уравнения Юла-Уокера часто используются для определения моделей ARMA в статистических пакетах.

  • 01:05:00 В этом разделе объясняется принцип метода моментов для статистической оценки, особенно в сложных моделях, где функции правдоподобия трудно определить и вычислить, а также с использованием несмещенных оценок параметров. Затем обсуждается модель скользящего среднего с вычислением формул для ожиданий X_t, которые включают mu и gamma 0. Также обсуждаются приспособления к нестационарному поведению во временных рядах, в частности, путем преобразования данных в стационарные, подхода Бокса и Дженкинса с использованием первой разности и примеров моделей линейного обращения тренда.

  • 01:10:00 В этом разделе спикер обсуждает нестационарные процессы и способы их включения в модели ARMA. Он объясняет, что если первая или вторая разность приводит к стационарности ковариации, ее можно включить в спецификацию модели для создания моделей ARIMA или авторегрессионных интегрированных процессов скользящего среднего. Параметры для этих моделей могут быть указаны с использованием максимального правдоподобия, а различные наборы моделей и порядков параметров авторегрессии и скользящего среднего могут быть оценены с использованием информационных критериев, таких как информационный критерий Акаике или Байеса.

  • 01:15:00 В этом разделе спикер обсуждает вопрос добавления в модель лишних переменных и какой штраф следует давать. Он предполагает, что необходимо рассмотреть, какие доказательства потребуются для включения дополнительных параметров, таких как t-статистика, которые превышают некоторый порог или другие критерии. Информационный критерий Байеса предполагает, что в модели конечное число переменных и что мы их знаем, в то время как критерий Ханнана-Куинна предполагает бесконечное число переменных в модели, но обеспечивает их идентификацию. Проблема выбора модели является сложной, но может быть решена с использованием этих критериев.
 

9. Моделирование волатильности



9. Моделирование волатильности

В этом видеоролике представлен обширный обзор моделирования волатильности с изучением различных концепций и методов в этой области. Лектор начинает с введения моделей авторегрессионного скользящего среднего (ARMA) и их отношения к моделированию волатильности. Модели ARMA используются для регистрации случайного прихода толчков в процессе броуновского движения. Докладчик объясняет, что эти модели предполагают существование процесса pi of t, который представляет собой процесс Пуассона, подсчитывающий количество происходящих скачков. Скачки представлены случайными величинами, гамма-сигма Z_1 и Z_2, в соответствии с распределением Пуассона. Оценка этих параметров осуществляется с использованием оценки максимального правдоподобия по алгоритму EM.

Затем видео углубляется в тему выбора модели и критериев. Обсуждаются различные критерии выбора модели, чтобы определить наиболее подходящую модель для данного набора данных. Информационный критерий Акаике (AIC) представлен как мера того, насколько хорошо модель соответствует данным, штрафуя модели на основе количества параметров. Информационный критерий Байеса (BIC) аналогичен, но вводит логарифмический штраф за добавленные параметры. Критерий Ханнана-Куинна обеспечивает промежуточный штраф между логарифмическими и линейными членами. Эти критерии помогают выбрать оптимальную модель для моделирования волатильности.

Далее в видео рассматривается тест Дики-Фуллера, который является ценным инструментом для оценки того, согласуется ли временной ряд с простым случайным блужданием или демонстрирует единичный корень. Лектор объясняет важность этого теста для обнаружения нестационарных процессов, которые могут создавать проблемы при использовании моделей ARMA. Освещены проблемы, связанные с моделированием нестационарных процессов с использованием моделей ARMA, и обсуждены стратегии решения этих проблем.

Видео завершается представлением применения моделей ARMA на реальном примере. Лектор демонстрирует, как моделирование волатильности можно применять на практике и как модели ARMA могут учитывать волатильность, зависящую от времени. Этот пример иллюстрирует практическую значимость и эффективность методов моделирования волатильности.

Таким образом, это видео представляет собой всесторонний обзор моделирования волатильности, охватывающий концепции моделей ARMA, тест Дики-Фуллера, критерии выбора модели и практические приложения. Изучая эти темы, видео дает представление о сложностях и стратегиях, связанных с моделированием и прогнозированием волатильности в различных областях, таких как финансовые рынки.

  • 00:00:00 Автор обсуждает модель волатильности и то, как она может помочь в оценке статистической модели. Автор отмечает, что существуют различные критерии выбора модели, которые можно использовать для определения того, какая модель лучше всего подходит для данного набора данных.

  • 00:05:00 Информационный критерий Акаике — это мера того, насколько хорошо модель соответствует данным, и он наказывает модели коэффициентом, который зависит от размера параметров модели. Информационный критерий Байеса аналогичен, но имеет логарифмический штраф за добавленные параметры. Критерий Ханнана-Куинна имеет штраф посередине между log n и двумя. Тест Дики-Фуллера — это тест, позволяющий определить, согласуется ли временной ряд с простым случайным блужданием.

  • 00:10:00 В этом видео представлен обзор моделирования волатильности, включая концепции моделей авторегрессионной скользящей средней (ARMA) и теста Дики-Фуллера. Затем в видео обсуждаются проблемы, которые могут возникнуть при моделировании нестационарного процесса с использованием моделей ARMA, и способы решения этих проблем. Наконец, видео демонстрирует применение моделей ARMA на реальном примере.

  • 00:15:00 В этом видео представлено краткое введение в моделирование волатильности, включая обсуждение функций ACF и PACF, теста Дики-Фуллера для единичных корней и диагностики регрессии.

  • 00:20:00 Волатильность — это мера изменчивости цен или доходности на финансовых рынках. Историческая волатильность рассчитывается путем получения разницы в журналах цен за заданный период времени. Модели волатильности предназначены для учета волатильности, зависящей от времени.

  • 00:25:00 Волатильность — это мера того, насколько цена ценной бумаги меняется с течением времени. Волатильность может быть измерена квадратным корнем выборочной дисперсии и может быть преобразована в годовые значения. Историческая волатильность может быть оценена с использованием подходов метрик риска.

  • 00:30:00 Модели волатильности можно использовать для прогнозирования будущих цен на акции, и часто используется геометрическое броуновское движение. Чунбом более подробно расскажет о стохастических дифференциальных уравнениях и стохастическом исчислении в последующих лекциях.

  • 00:35:00 Модель волатильности — это математическая модель, которая прогнозирует цену ценной бумаги во времени. Модель использует распределение Гаусса для расчета цены за заданный период времени. При изменении временной шкалы модель необходимо корректировать.

  • 00:40:00 Моделирование волатильности может дать разные результаты в зависимости от того, как измеряется время. Например, в модели геометрического броуновского движения ежедневные доходности выбираются из распределения Гаусса, а в рамках нормальной модели строятся процентили подобранного распределения Гаусса. В любом случае кумулятивная функция распределения подобранной модели должна быть сосредоточена вокруг фактического процентиля.

  • 00:45:00 Оценщик Garman-Klass — это модель оценки волатильности, которая учитывает больше информации, чем просто цены закрытия. Предполагается, что приращение равно единице для дневного, что соответствует дневному, и что учитывается время дня, в которое открывается рынок (обозначается буквой f).

  • 00:50:00 Эта модель волатильности вычисляет дисперсию доходности от открытия к закрытию и эффективность этой оценки по сравнению с оценкой закрытия к закрытию.

  • 00:55:00 Модель волатильности — это стохастическое дифференциальное уравнение, моделирующее волатильность финансового актива. В статье Гармана и Класса было обнаружено, что наилучшей масштабно-инвариантной оценкой является оценка, которая изменяется только на масштабный коэффициент, и что эта оценка имеет эффективность 8,4.

  • 01:00:00 В этом видео рассказывается о моделировании волатильности, которое представляет собой способ справиться со случайным появлением толчков в процессе броуновского движения. Модель предполагает, что существует процесс pi для t, который является пуассоновским процессом, который подсчитывает количество произошедших скачков. Эти скачки представлены гамма-сигма Z_1 и Z_2, которые являются случайными величинами с распределением Пуассона. Оценка максимального правдоподобия этих параметров выполняется с использованием алгоритма EM.

  • 01:05:00 Видео "9. Моделирование волатильности" посвящено алгоритму EM и моделям ARCH, которые используются для моделирования волатильности, зависящей от времени. Модели ARCH допускают зависимость волатильности от времени, сохраняя при этом ограничения параметров. Эта модель используется для оценки обменных курсов евро/доллара.

  • 01:10:00 Моделирование волатильности — это процесс оценки основного процесса, который влияет на цены акций. Это включает в себя подгонку авторегрессионной модели к квадратам остатков и проверку структуры ARCH. Если структуры ARCH нет, то регрессионная модель не будет предсказуемой.

  • 01:15:00 Модель GARCH представляет собой упрощенное представление волатильности квадрата доходности данного актива. Модель способна достаточно хорошо согласовывать данные и обладает свойствами, которые предполагают зависимость волатильности от времени.

  • 01:20:00 В этом видео обсуждаются преимущества использования моделей волатильности по сравнению с другими моделями в прогнозировании. Показано, что модели GARCH особенно эффективны для учета изменяющейся во времени волатильности. Последний день, когда можно записаться на экскурсию, — следующий вторник.
 

10. Регулярные модели ценообразования и риска



10. Регулярные модели ценообразования и риска

В этом всеобъемлющем видео подробно рассматривается тема регуляризованного ценообразования и моделей риска для продуктов процентной ставки, в частности, облигаций и свопов. Докладчик начинает с рассмотрения проблемы некорректности этих моделей, когда даже незначительные изменения входных данных могут привести к значительным результатам. Чтобы преодолеть эту проблему, они предлагают использовать гладкие базисные функции и штрафные функции для управления гладкостью поверхности волатильности. Вводится регуляризация по Тихонову как метод, добавляющий штраф к амплитуде, уменьшающий влияние шума и улучшающий содержательность моделей.

Спикер углубляется в различные методы, используемые трейдерами в этой области. Они обсуждают методы сплайнов и анализ основных компонентов (PCA), которые используются для выявления несоответствий на рынке и принятия обоснованных торговых решений. Объясняется концепция облигаций, включая такие аспекты, как периодические платежи, срок погашения, номинальная стоимость, бескупонные облигации и бессрочные облигации. Подчеркивается важность построения кривой доходности для оценки портфеля свопов с разными сроками погашения.

Подробно обсуждаются процентные ставки и модели ценообразования для облигаций и свопов. Докладчик признает ограничения моделей с одним числом для прогнозирования ценовых изменений и представляет концепцию свопов, а также то, как трейдеры указывают уровни спроса и предложения для ставки свопа. Объясняется построение кривой доходности ценовых свопов, а также выбор входных инструментов для калибровочных и сплайновых типов. Процесс калибровки свопов с использованием кубического сплайна и обеспечения их переоценки по номиналу демонстрируется на практических примерах.

В видео также исследуется кривая трехмесячных форвардных ставок и потребность в справедливой цене, которая соответствует наблюдаемым рынком. Затем акцент смещается на торговлю спредами и определение наиболее ликвидных инструментов. Обсуждаются проблемы создания кривой, нечувствительной к рыночным изменениям, и подчеркиваются значительные затраты, связанные с такими стратегиями. Рассмотрена потребность в улучшенных моделях хеджирования, и представлена новая общая формулировка риска портфеля. Анализ основных компонентов используется для анализа рыночных режимов и сценариев, позволяя трейдерам хеджировать, используя ликвидные и рентабельные свопы.

Подробно исследуются регуляризованные модели ценообразования и риска, подчеркивая недостатки модели PCA, такие как нестабильность и чувствительность к выбросам. Подчеркиваются преимущества перевода риска в более управляемые и ликвидные цифры. Видео объясняет, как дополнительные ограничения и мысли о поведении матриц риска могут улучшить эти модели. Использование B-сплайнов, штрафных функций, матриц L1 и L2 и регуляризации по Тихонову обсуждается как средства повышения стабильности и уменьшения ошибок ценообразования.

Спикер обращается к проблемам калибровки поверхности волатильности, обеспечивая понимание недоопределенных проблем и нестабильных решений. Объясняется представление поверхности в виде вектора и использование линейных комбинаций базисных функций. Пересматривается понятие некорректности и подчеркивается важность ограничения выходных данных с помощью гладких базисных функций.

Рассматриваются различные методы и подходы, в том числе усеченное разложение по сингулярным числам (SVD) и подгонка функций с использованием методов сплайна. Объясняется интерпретация интерполяционных графиков и их применение для калибровки и арбитража рыночных расхождений. Обсуждаются свопы и их роль в моделировании волатильности, а также возможности, которые они открывают для трейдеров.

Видео завершается подчеркиванием актуальности регуляризованных моделей ценообразования и риска для выявления рыночных аномалий и облегчения принятия обоснованных торговых решений. В нем подчеркивается ликвидность облигаций и использование свопов для построения кривых, а также признается зависимость от моделей PCA в отсутствие стабильной кривой. В целом, видео дает всестороннее представление о регулируемых моделях ценообразования и риска для продуктов с процентными ставками, предоставляя зрителям ценные знания в этой области.

  • 00:00:00 В этом разделе д-р Иван Масюков, приглашенный докладчик из Morgan Stanley, обсуждает регуляризованные модели ценообразования и риска для продуктов процентной ставки, которые включают добавление в модель дополнительных ограничений, также известных как регуляризаторы. Лекция начинается с объяснения облигации, одного из самых простых процентных продуктов на рынке, и охватывает их периодические платежи, срок погашения и номинальную стоимость. Также обсуждаются облигации с нулевым купоном, по которым ничего не выплачивается до погашения, и бессрочные облигации, предлагающие бесконечные выплаты. Лекция завершается объяснением диаграммы денежных потоков, используемой для анализа, где зеленые стрелки указывают на что-то полученное, а красные стрелки указывают на что-то выплаченное.

  • 00:05:00 В этом разделе вводится понятие временной стоимости денег, где чем больше в будущем денежный поток, тем меньше коэффициент дисконтирования, приводящий к амортизации. Справедливую стоимость рассчитанных денежных потоков можно найти, если у нас есть коэффициенты дисконтирования, которые можно представить с помощью модели дисконтирования. Обсуждается простая модель, использующая один параметр — доходность к погашению. Цена облигации может быть представлена как линейная комбинация будущих денежных потоков, а доходность облигации может быть найдена путем ее решения, если цена облигации известна, или наоборот.

  • 00:10:00 В этом разделе обсуждается концепция ценообразования облигаций по сравнению с доходностью. Экономическая ценность облигаций заключается в цене облигации и денежных потоках. Доходность коррелирует будущие денежные потоки с ценой облигации и предполагает постоянное дисконтирование для всех моментов времени, однако она не всегда может быть оптимальной. Чувствительность цены облигации к доходности и тому, как она меняется вместе с рынком, имеет жизненно важное значение для определения дюрации облигации. Дюрация облигации представляет собой формулу взвешенной суммы времени и пропорциональна текущей стоимости будущих денежных потоков. Связь между доходностью и ценой облигации имеет отрицательный знак, и дюрация бескупонной облигации равна сроку погашения, тогда как дюрация обычных купонных облигаций меньше срока погашения. Модель дюрации облигации предполагает, что все ставки изменяются параллельно.

  • 00:15:00 В этом разделе спикер обсуждает процентные ставки и модели ценообразования для облигаций и свопов. Они признают, что модель с одним числом может оказаться недостаточной для прогнозирования изменений цен, и предлагают использовать вторые производные для учета необъяснимых потерь. Что касается свопов, спикер объясняет, как трейдеры определяют уровни спроса и предложения для наиболее важного количества свопа, ставки свопа, используя текущую стоимость фиксированных и плавающих денежных потоков. Они также отмечают, что заключение свопа не требует какого-либо обмена деньгами и что фиксированная ставка устанавливается таким образом, что приведенная стоимость фиксированных минус плавающих денежных потоков равна нулю.

  • 00:20:00 В этом разделе объясняется концепция ставок своп как взвешенной суммы форвардных ставок с весами, определяемыми коэффициентами дисконтирования. В ролике объясняется необходимость построения кривой доходности для оценки всего портфеля свопов с различными сроками погашения, а также процесс выбора входных инструментов для калибровки и типа сплайна. Последним шагом является корректировка контрольных точек, чтобы гарантировать, что при переоценке инструментов с использованием математического объекта результаты соответствуют рыночным ценам.

  • 00:25:00 В этом разделе Иван Масюков объясняет, как с помощью кубического сплайна построить гладкую кривую, в которой функциональная форма формы кривой представляет собой кубический многочлен, при сохранении максимального количества производных для каждого узла точка. B-сплайны представлены как новый тип сплайна, который может быть представлен как линейная комбинация базисных функций, что позволяет представить любую кривую с этими узловыми точками. Затем Масюков объясняет, как откалибровать свопы с помощью решателя, чтобы убедиться, что они переоцениваются по номиналу. Это продемонстрировано на примере инструментов кривой доходности и свопов IRS со сроками погашения от одного до 30 лет и котировками от 0,33% до 2,67%.

  • 00:30:00 В этом разделе Иван Масюков объясняет, как выглядит кривая трехмесячной форвардной ставки, которая в основном определяется ставкой LIBOR для трехмесячной периодичности платежей по плавающей части стандартного процентного свопа в долларах США. не плоский и крутой в течение первых пяти лет, а затем выходит на плато с некоторыми особенностями в 20-летнем районе. Поскольку кривую нельзя получить, исходя из предположения, что существует только один параметр доходности для всего, им нужен дополнительный член, чтобы получить справедливую цену и соответствовать наблюдаемым рынком. Дополнительный член будет небольшой коррекцией кривой доходности, а не грубым предположением о том, что кривая плоская. Этот подход лучше подходит для того, чтобы иметь согласованную модель для облигаций и свопов в нашем портфеле и понимать ликвидность облигаций и кредитные спреды.

  • 00:35:00 В этом разделе акцент смещается на то, как торгуются спреды и какие инструменты считаются наиболее ликвидными. Выявлено, что облигация является наиболее ликвидным опционом, а спред между десятилетним свопом и облигацией – вторым наиболее ликвидным опционом. Этот сдвиг заслуживает доверия при построении кривой, поскольку небольшое изменение входных данных может привести к большим изменениям выходных данных, что вызывает беспокойство у трейдеров. Типичной является ситуация, в которой трейдер хотел бы, чтобы стоимость его модели была нечувствительна к изменениям на рынке, для этого ему нужно было бы купить столько однолетних свопов, сколько плюс 200, столько же двухлетних свопов, сколько минус 1.3 и так далее. Тем не менее, это может быть дорого, около 3,6 млн долларов, и пропорционально спросу-предложению конкретных инструментов.

  • 00:40:00 В этом разделе обсуждается необходимость улучшения модели хеджирования, так как текущий метод хеджирования для трейдеров неэффективен. Представлена новая общая формулировка риска портфеля, характеризуемая векторами риска портфеля, портфелем хеджирования и весами этого портфеля. Анализ основных компонентов используется для решения проблемы и анализа типичных режимов и сценариев рынка, когда трейдеры выбирают ликвидные и дешевые свопы для хеджирования. Представлен график типичных основных компонентов, при этом основное поведение рынка заключается в том, что ставки в настоящее время не меняются, но будут двигаться в будущем из-за стимулирования Федеральной резервной системы.

  • 00:45:00 В этом разделе спикер обсуждает регуляризованные модели ценообразования и риска, в частности недостатки модели PCA. Модель PCA сформулирована с использованием инструментов хеджирования, чтобы исключить необходимость минимизации, но коэффициенты не очень стабильны, особенно для последних режимов на рынке. Кроме того, модель чувствительна к выбросам и может привести к чрезмерной подгонке к историческим данным, что делает рискованным предположение, что они будут работать в будущем. Преимущества модели включают возможность преобразовать риск в меньшее количество более ликвидных чисел, которые на несколько порядков меньше, чем раньше, что позволяет трейдерам принимать обоснованные решения.

  • 00:50:00 В этом разделе видео рассказывает о регуляризованных моделях ценообразования и риска, а также о том, как введение дополнительных ограничений или размышлений о поведении матриц риска может улучшить ситуацию. Докладчик объясняет интерпретацию матрицы рисков PCA и то, как она представляет собой линейную комбинацию основных компонентов, вызывающую сдвиг по одному инструменту хеджирования за раз. Они также обсуждают подход, который выходит за рамки исторических данных и строит кривые доходности с точки зрения форвардных ставок, чтобы минимизировать негладкость путем штрафования уравнений, где якобиан представляет собой матрицу, переводящую сдвиги входных данных кривой доходности. В видео также показано, как механизм ценообразования и процесс калибровки работают с использованием модели HJM для оценки волатильности.

  • 00:55:00 В этом разделе спикер объясняет уравнения эволюции форвардных курсов, необходимые для моделирования методом Монте-Карло, где форвардные курсы — это усваиваемая величина. Спикер обсуждает дрейф форвардных курсов, который имеет некоторую зависимость от форвардных курсов в степени бета. Вводится поверхность волатильности, которая дает количество волатильности, используемое для календарного и форвардного времени, а также кратко упоминаются корреляция и факторная структура. Докладчик объясняет, что треугольная поверхность используется для волатильности перехода для каждой стрелки и показывает пример поверхности волатильности. Проблема заключается в вычислении треугольной матрицы размером 240 на 240, требующей данных за 60 лет, что делает ее сложной задачей.

  • 01:00:00 В этом разделе видео спикер объясняет, как подойти к вопросу калибровки поверхности волатильности. Поскольку количество калибруемых элементов велико, формальное решение, хранящее матрицу 28K на 28K, нецелесообразно. Кроме того, поскольку калибровочных инструментов меньше, чем калибруемых элементов, это недоопределенная проблема, которая приводит к нестабильным решениям. Чтобы решить эту проблему, они представляют поверхность в виде вектора и используют линейную комбинацию базисных функций, которая соответствует разумным функциям с тем же количеством базисных функций, что и входные инструменты. Хотя он отлично откалиброван, полученная поверхность меньше похожа на поверхность волатильности и больше похожа на горизонт Манхэттена с рекой Гудзон и формами зданий. Этот подход обычно используется, но дает нестабильные результаты.

  • 01:05:00 В этом разделе видео спикер обсуждает проблему некорректности в моделях ценообразования и риска, что означает, что небольшие изменения на входе могут привести к резким изменениям на выходе. Чтобы решить эту проблему, они предлагают наложить ограничения на выходные данные, используя плавные базисные функции, такие как B-сплайны, и использовать штрафные функции для управления изменением и гладкостью поверхности волатильности. Таким образом, они могут получать значимые результаты без точной калибровки для каждого входного инструмента. Докладчик демонстрирует, как базисные функции могут быть построены в двух измерениях и объединены с использованием линейных комбинаций.

  • 01:10:00 В этом разделе спикер обсуждает концепцию регуляризованного ценообразования и моделей риска. Докладчик объясняет, что матрицы L1 и L2, состоящие из значений 1 и -1, можно использовать для штрафа за градиент вектора, если требуется подход сглаживания. Для решения некорректно поставленной задачи, когда небольшие шумы и незначительные моды могут привести к существенным изменениям на выходе, можно использовать метод регуляризации по Тихонову. Этот метод включает добавление штрафа к амплитуде, чтобы уменьшить влияние шума. Докладчик подчеркивает, что, поскольку калибруемые числа всегда неопределенны, а модель не всегда идеальна, регуляризация необходима для минимизации ошибок ценообразования.

  • 01:15:00 В этом разделе обсуждается концепция регулярного ценообразования и модели риска. Вводится тихоновская регуляризация как метод повышения устойчивости в плохо обусловленных задачах. Путем штрафа за амплитуду или линейную комбинацию решения регуляризация может обеспечить более значимый и реалистичный результат, хотя, возможно, с необъективным решением. Усеченный SVD — это еще один подход, который можно использовать для выбора только значимых сингулярных значений, что приводит к более надежной модели. Ключ в том, чтобы определить и оштрафовать конкретную величину, которая нуждается в регуляризации, а не слепо применять подход из учебника.

  • 01:20:00 В этом разделе Иван Масюков отвечает на вопросы аудитории о методах подбора функций, в частности о методах сплайнов. Он объясняет, что сплайн или интерполяция используются, когда имеется ограниченное количество входных данных, и вы хотите рисовать между ними. Он также обсуждает интерпретацию графика интерполяции и то, как трейдеры используют его для калибровки и арбитража любых расхождений, которые они видят. Кроме того, он объясняет, как свопционы используются при моделировании волатильности и как трейдеры совершают сделки, исходя из любых несоответствий, которые они видят.

  • 01:25:00 В этом разделе спикер обсуждает регуляризованные модели ценообразования и риска, используемые рыночными трейдерами для обнаружения аномалий на рынке и использования их в сделках. Эти модели могут включать в себя исходные данные, такие как предположения о гладкости форвардных ставок или комбинации анализа основных компонентов (АГК). Хотя облигации являются наиболее ликвидным инструментом на рынке, они не торгуются постоянно, что делает свопы более подходящими для построения кривой. Как только кривая свопа построена, трейдеры облигациями используют ее для хеджирования, потому что облигации более ликвидны, чем свопы. Однако трейдеры, которые торгуют только облигациями, часто полагаются на модели PCA или другие методы из-за отсутствия стабильной кривой.
 

11. Анализ временных рядов II


11. Анализ временных рядов II

В этом видео рассматриваются различные аспекты анализа временных рядов, основанные на обсуждении моделирования волатильности в предыдущей лекции. Профессор начинает с представления моделей GARCH, которые предлагают гибкий подход к измерению волатильности в финансовых временных рядах. Исследуется использование оценки максимального правдоподобия в сочетании с моделями GARCH, а также использование t-распределения в качестве альтернативы для моделирования данных временных рядов. Обсуждается также аппроксимация t-распределений нормальными распределениями. Переходя к многомерным временным рядам, лекция посвящена кросс-ковариации и теоремам разложения Уолда. Докладчик объясняет, как векторные авторегрессионные процессы упрощают модели временных рядов более высокого порядка в модели первого порядка. Кроме того, обсуждается вычисление среднего для стационарных процессов VAR и их представление в виде системы уравнений регрессии.

Затем лекция углубляется в модель многомерной регрессии для анализа временных рядов, уделяя особое внимание ее спецификации с помощью отдельных моделей одномерной регрессии для каждого ряда компонентов. Представлено понятие оператора векторизации, демонстрирующее его полезность при преобразовании модели многомерной регрессии в форму линейной регрессии. Также объясняется процесс оценки, включая оценку максимального правдоподобия и критерии выбора модели. Лекция завершается демонстрацией применения моделей векторной авторегрессии для анализа данных временных рядов, связанных с ростом, инфляцией, безработицей и влиянием политики процентных ставок. Функции импульсного отклика используются для понимания влияния инноваций в одном компоненте временного ряда на другие переменные.

Кроме того, рассматривается продолжение моделирования волатильности из предыдущей лекции. Определены модели ARCH, которые учитывают изменяющуюся во времени волатильность финансовых временных рядов. Модель GARCH, расширение модели ARCH с дополнительными параметрами, выделяется своими преимуществами по сравнению с моделью ARCH, предлагая большую гибкость при моделировании волатильности. Лектор подчеркивает, что модели GARCH предполагают распределение по Гауссу для нововведений в ряду возвратов.

Кроме того, исследуется реализация моделей GARCH с использованием оценки максимального правдоподобия. Модель ARMA для квадратов остатков может быть выражена как полиномиальное отставание инноваций для измерения условной дисперсии. Квадратный корень долгосрочной дисперсии определяется путем обеспечения того, чтобы корни оператора лежали вне единичного круга. Оценка максимального правдоподобия включает в себя установление функции правдоподобия на основе данных и неизвестных параметров, с функцией совместной плотности, представленной как произведение последовательных условных ожиданий временного ряда. Эти условные плотности подчиняются нормальному распределению.

Обсуждаются проблемы, связанные с оценкой моделей GARCH, в первую очередь из-за ограничений на основные параметры. Чтобы оптимизировать выпуклую функцию и найти ее минимум, необходимо преобразовать параметры в диапазон без ограничений. После подгонки модели остатки оцениваются с использованием различных тестов для оценки нормальности и анализа отклонений. Пакет R, называемый rugarch, используется для подгонки модели GARCH для обменного курса евро к доллару, используя обычный термин GARCH после подгонки среднего процесса для доходности обменного курса. Порядок авторегрессионного процесса определяется с использованием информационного критерия Акаике, и для оценки модели создается нормальный квантиль-квантильный график авторегрессионных остатков.

Лектор также подчеркивает использование t-распределений, которые предлагают распределение с более тяжелыми хвостами по сравнению с распределениями Гаусса, для моделирования данных временных рядов. Модели GARCH с t-распределениями могут эффективно оценивать волатильность и вычислять пределы стоимости, подверженной риску. Распределение t служит хорошим приближением к нормальному распределению, и лектор рекомендует исследовать различные распределения для улучшения моделирования временных рядов. Кроме того, обсуждается аппроксимация t-распределений нормальными распределениями. Т-распределение можно считать разумным приближением к нормальному распределению, когда оно имеет 25-40 степеней свободы. Лектор представляет график, сравнивающий функции плотности вероятности стандартного нормального распределения и стандартного t-распределения с 30 степенями свободы, демонстрируя, что эти два распределения похожи, но различаются хвостами.

В лекции профессор продолжает объяснять анализ данных временных рядов с использованием моделей векторной авторегрессии (VAR). Основное внимание уделяется пониманию взаимосвязи между переменными и влиянию инноваций на интересующие переменные. Для анализа взаимосвязей между переменными в модели VAR используются многомерная автокорреляционная функция (ACF) и частичная автокорреляционная функция (PACF). Эти функции фиксируют перекрестные задержки между переменными и дают представление о динамических взаимодействиях между ними. Изучая ACF и PACF, можно определить значительные задержки и их влияние на переменные. Кроме того, функции импульсного отклика (IRF) используются для понимания влияния инноваций на переменные с течением времени. Инновация относится к шоку или неожиданному изменению одной из переменных. IRF иллюстрируют, как переменные реагируют на новшество в одном компоненте многомерного временного ряда. Этот анализ помогает понять распространение и величину потрясений по всей системе.

Например, если происходит изменение уровня безработицы, IRF могут показать, как этот шок влияет на другие переменные, такие как ставка по федеральным фондам и индекс потребительских цен (ИПЦ). Можно наблюдать величину и продолжительность отклика, что дает представление о взаимозависимостях и побочных эффектах в системе. В дополнение к IRF могут использоваться другие статистические меры, такие как разложение дисперсии ошибки прогноза (FEVD). FEVD разлагает дисперсию ошибки прогноза каждой переменной на вклады ее собственных шоков и шоков других переменных. Этот анализ позволяет количественно оценить относительную важность различных шоков, влияющих на изменчивость каждой переменной. Используя модели VAR и анализируя ACF, PACF, IRF и FEVD, исследователи могут получить полное представление о взаимосвязях и динамике в многомерном временном ряду. Эти идеи ценны для прогнозирования, анализа политики и понимания сложных взаимодействий между экономическими переменными.

Таким образом, в лекции особое внимание уделяется применению моделей VAR для анализа данных временных рядов. В нем подчеркивается использование ACF и PACF для определения кросс-лагов, IRF для изучения влияния инноваций и FEVD для количественной оценки вклада различных шоков. Эти методы позволяют глубже понять отношения и динамику в многомерных временных рядах, облегчая точное прогнозирование и принятие политических решений.

  • 00:00:00 В этом разделе профессор обсуждает продолжение моделирования волатильности в предыдущей лекции, обращаясь к определению моделей ARCH, которые допускают изменяющуюся во времени волатильность в финансовых временных рядах. Модель GARCH, расширение модели ARCH за счет дополнительных параметров, имеет гораздо больше преимуществ по сравнению с моделью ARCH и имеет меньше параметров. Добавляя дополнительный параметр, который связывает текущую волатильность с прошлым или запаздывающим значением, модель GARCH может быть гибкой при моделировании волатильности. Нижняя граница волатильности присутствует в модели ARCH, в результате чего эта модель имеет жесткую нижнюю границу, в то время как модели GARCH имеют гораздо более гибкое преимущество в прогнозировании уровней волатильности. Следует отметить, что в этих подгонках мы предполагаем гауссово распределение для нововведений в ряду доходности.

  • 00:05:00 В этом разделе речь пойдет о моделях GARCH и их реализации с использованием оценки максимального правдоподобия. С помощью моделей GARCH мы можем измерить волатильность и выразить модель ARMA для квадрата остатков как полиномиальный лаг инноваций. Для условной дисперсии мы можем определить квадратный корень долгосрочной дисперсии, потребовав, чтобы корни оператора имели корни вне единичного круга. Оценка максимального правдоподобия требует определения функции правдоподобия данных с учетом неизвестных параметров, а совместная функция плотности может быть выражена как произведение последовательных условных ожиданий временного ряда. Эти условные плотности являются нормальными случайными величинами.

  • 00:10:00 В этом разделе спикер обсуждает проблему оценки моделей GARCH из-за ограничений на базовые параметры, которые необходимо обеспечить. Чтобы оптимизировать выпуклую функцию и найти минимум выпуклой функции, методы оптимизации работают хорошо, и необходимо преобразовать параметры в шкалу, в которой они не ограничены в диапазоне. После подгонки модели необходимо оценить остатки с помощью различных тестов на нормальность и проанализировать величину неоднородностей. С пакетом R, называемым rugarch, модель GARCH для обменного курса евро-доллара с обычным термином GARCH выбирается и подгоняется после подгонки среднего процесса для доходности обменного курса. Чтобы оценить модель, авторегрессионный процесс подгоняется с использованием информационного критерия Акаике для выбора порядка авторегрессионного процесса и получения нормального графика qq авторегрессионных остатков.

  • 00:15:00 В этом разделе ведущий обсуждает использование распределения с более тяжелыми хвостами, в частности распределения t, для моделирования данных временных рядов. По сравнению с распределением Гаусса t-распределение лучше учитывает высокие и низкие значения остатков. Докладчик показывает, как модели GARCH с t-распределениями могут оценивать волатильность аналогично моделям GARCH с гауссовыми распределениями, и их можно использовать для вычисления значения в пределах риска. В целом, t-распределение может быть хорошим приближением к нормальному распределению, и докладчик рекомендует исследовать различные распределения, чтобы лучше моделировать данные временных рядов.

  • 00:20:00 В этом разделе профессор обсуждает аппроксимацию t-распределения нормальным распределением. Как правило, t-распределение можно считать хорошим приближением к нормальному распределению с 25-40 степенями свободы. Профессор показывает график, сравнивающий функции плотности вероятности для стандартного нормального распределения и стандартного t-распределения с 30 степенями свободы. График показывает, что два распределения очень близки, но различаются хвостами распределения. У t-распределения более тяжелые хвостовые распределения, чем у нормального распределения. Профессор также обсуждает кластеризацию волатильности и способность модели GARCH справляться с ней. Кроме того, профессор отмечает, что у доходности более тяжелые хвосты, чем у распределения Гаусса, и в домашнем задании рассматривается, как модель GARCH может справиться с этим.

  • 00:25:00 В этом разделе обсуждается модель GARCH и ее полезность для моделирования финансовых временных рядов. Модель GARCH подходит для моделирования ковариационных стационарных временных рядов, где мера волатильности является мерой квадрата избыточной доходности и, по существу, представляет собой ковариационный стационарный процесс с долгосрочным средним значением. Модели GARCH отлично подходят для описания волатильности относительно долгосрочного среднего значения, и с точки зрения их полезности для прогнозирования они предсказывают, что волатильность вернется к среднему значению с определенной скоростью. Скорость, с которой волатильность возвращается обратно, определяется параметром постоянства, который можно измерить как alpha_1 плюс beta_1. Чем больше alpha_1 плюс beta_1, тем более постоянная волатильность. Существует множество расширений моделей GARCH, и в следующей теме, многомерных временных рядах, будет обсуждаться многомерная теорема Уолда о представлении.

  • 00:30:00 В этом разделе мы узнаем о многомерных временных рядах, которые включают расширение одномерных временных рядов для моделирования нескольких переменных, которые изменяются во времени. Мы распространяем определение стационарности ковариации на конечные и ограниченные моменты первого и второго порядка, где M-мерная случайная величина рассматривается как M различных временных рядов. Для матрицы дисперсии-ковариации t-го наблюдения многомерного процесса мы определяем gamma_0, которая представляет собой ожидаемое значение X_t минус mu, умноженное на X_t минус mu простое число. Затем корреляционная матрица r_0 получается путем предварительного и последующего умножения ковариационной матрицы gamma_0 на диагональную матрицу с квадратными корнями из диагонали этой матрицы.

  • 00:35:00 В этом разделе было введено понятие матриц взаимной ковариации, которое рассматривает, как текущие значения многомерного временного ряда ковариируются с k-м запаздыванием этих значений. Gamma_k, значения вектора текущего периода, ковариированы с k-м лагом этих значений. Были объяснены свойства этих матриц, при этом диагональ gamma_0 представляет собой ковариационную матрицу диагональных элементов дисперсий. Также было упомянуто существование теоремы о разложении Вольда, расширенной теоремы, которая расширяет одномерную теорему о разложении Вольда. Эта теорема полезна для определения причинно-следственных связей между переменными в экономических временных рядах.

  • 00:40:00 В этом разделе вводится понятие представления разложения Вольда для ковариационного стационарного процесса. Процесс представлен как сумма детерминированного процесса и процесса скользящего среднего белого шума. В многомерном случае детерминированный процесс может быть линейным или экспоненциальным трендом, а процесс белого шума представляет собой m-мерный вектор со средним значением 0 и положительной полуопределенной матрицей дисперсии/ковариации. Инновация — это возмущение моделируемого процесса, которое нельзя предсказать на основе предыдущей информации. Сумма членов в ковариационной матрице должна сходиться, чтобы процесс был ковариационно стационарным.

  • 00:45:00 В этом разделе разложение Уолда обсуждается как способ представления битов информации, влияющих на процесс и недоступных ранее. Затем раздел переходит к обсуждению векторных авторегрессионных процессов, которые моделируют зависимость данного компонента многомерного ряда от других переменных или компонентов многомерного ряда. Затем объясняется концепция повторного выражения процесса p-го порядка как процесса первого порядка с векторными авторегрессиями, что является мощным методом, используемым в методах временных рядов для упрощения анализа сложных моделей.

  • 00:50:00 В этом разделе докладчик обсуждает представление многомерного стохастического процесса с использованием векторов Z_t и Z_(t-1) и то, как его можно преобразовать в модель временного ряда первого порядка с большим многомерным рядом. Процесс является стационарным, если все собственные значения сопутствующей матрицы A имеют модуль меньше 1, что гарантирует, что процесс не будет иметь взрывного поведения, когда он увеличивается с течением времени. Это требование такое же, как и все корни полиномиального уравнения, находящиеся вне единичной окружности. Порядок многочлена в этом отрывке не упоминается.

  • 00:55:00 В этом разделе основное внимание уделяется вычислению среднего значения стационарного процесса VAR с учетом ожиданий в обеих частях уравнения. Безусловное среднее значение процесса получается путем решения мю во второй строке до третьей строки. Модель векторной авторегрессии выражается в виде системы уравнений регрессии, состоящей из m моделей регрессии, соответствующих каждому компоненту многомерного ряда. Модель m-й регрессии моделирует j-й столбец матрицы как Z бета j и эпсилон j, где Z — вектор лаговых значений многомерного процесса. Вычисление предполагает, что доступны p наблюдений перед выборкой.

  • 01:00:00 В этом разделе спикер объясняет модель многомерной регрессии для анализа временных рядов. Модель состоит из модели линейной регрессии лагов всего многомерного ряда до p лагов с их параметром регрессии, заданным βj, который соответствует различным элементам фи-матриц. Докладчик дает определение модели многомерной регрессии и объясняет, как ее указать, рассматривая модель одномерной регрессии для каждого ряда компонентов отдельно. Это связано с, казалось бы, несвязанными регрессиями в эконометрике.

  • 01:05:00 В этом разделе лекции профессор обсуждает методы оценки параметров линейной регрессии и способы оценки дисперсий и ковариаций условий инновации. Этот процесс включает в себя применение простых методов оценки параметра линейной регрессии, а затем оценку дисперсий/ковариаций инновационного термина. Важным результатом является то, что эти покомпонентные регрессии также являются оптимальной оценкой для многомерной регрессии. В этой теории используются операторы произведения Кронекера, которые применяются к операторам vec, которые берут матрицу и складывают столбцы вместе.

  • 01:10:00 В этом разделе вводится понятие оператора векторизации и объясняется его использование для преобразования терминов в более удобную форму. Модель многомерной регрессии настраивается с использованием матричной структуры и выражается в форме линейной регрессии. Путем векторизации бета-матрицы, эпсилон и y можно определить функцию правдоподобия в оценке максимального правдоподобия с этими моделями. Неизвестные параметры бета звезда, сигма, которые равны совместной плотности этой нормальной модели линейной регрессии, соответствуют тому, что ранее использовалось в регрессионном анализе с более сложным определением матрицы независимых переменных X звезда и матрицы дисперсии/ковариации сигма звезда.

  • 01:15:00 В этом разделе обсуждается концепция концентрированного логарифмического правдоподобия и выясняется, что оценка параметра регрессии бета не зависит от ковариационной матрицы сигма. Это позволяет сконцентрировать функцию правдоподобия, которую необходимо максимизировать при оценке ковариационной матрицы. Максимизация выполняется через логарифм определителя матрицы за вычетом n более 2 следа этой матрицы, умноженного на ее оценку. Кроме того, могут применяться критерии выбора модели, такие как информационный критерий Акаике, информационный критерий Байеса и критерий Ханнана-Куинна. Наконец, показан пример сопоставления векторных авторегрессий с макроэкономическими переменными, демонстрирующий важность понимания того, какие факторы влияют на экономику с точки зрения роста, инфляции, безработицы и влияния политики процентных ставок.

  • 01:20:00 В этом разделе спикер обсуждает использование моделей векторной авторегрессии для анализа данных временных рядов. Конкретными изучаемыми переменными являются уровень безработицы, федеральные фонды и ИПЦ (показатель инфляции). Многомерные версии автокорреляционной функции и частичной автокорреляционной функции используются для определения взаимных задержек между переменными в этих моделях. Затем функции импульсного отклика используются для понимания влияния инновации в одном из компонентов многомерного временного ряда на другие переменные. Это важно для понимания связи между представлением скользящего среднего и этими моделями временных рядов.
 

12. Анализ временных рядов III



12. Анализ временных рядов III

В этом видео на YouTube об анализе временных рядов профессор рассказывает о ряде моделей и их применении в различных сценариях. В видео рассматриваются такие темы, как модели векторной авторегрессии (VAR), коинтеграция и линейные модели в пространстве состояний. Эти модели имеют решающее значение для прогнозирования таких переменных, как безработица, инфляция и экономический рост, путем изучения коэффициентов автокорреляции и частичной автокорреляции.

Видео начинается с введения линейного моделирования в пространстве состояний и фильтра Калмана, которые используются для оценки и прогнозирования моделей временных рядов. Линейное моделирование в пространстве состояний включает настройку наблюдений и уравнений состояния для облегчения процесса оценки модели. Фильтр Калмана, мощный инструмент, вычисляет функцию правдоподобия и предоставляет основные термины для оценки и прогнозирования.

Затем лектор объясняет, как получить представления в пространстве состояний для процессов авторегрессионного скользящего среднего (ARMA). Этот подход позволяет гибко представлять отношения между переменными во временном ряду. Видео подчеркивает важность работы Харви в 1993 году, которая определила конкретное представление пространства состояний для процессов ARMA.

Далее в видео рассматривается применение моделей VAR к макроэкономическим переменным для прогнозирования роста, инфляции и безработицы. Анализируя коэффициенты автокорреляции и частичной автокорреляции, исследователи могут определить отношения между переменными и выявить закономерности и корреляции. В видео представлен пример регрессионной модели, иллюстрирующий, как можно смоделировать ставку по фондам ФРС в зависимости от лагового уровня безработицы, ставки по фондам ФРС и ИПЦ. Этот пример показывает, что увеличение уровня безработицы имеет тенденцию приводить к снижению ставки по федеральным фондам в следующем месяце.

Затем вводится понятие коинтеграции, касающееся нестационарных временных рядов и их линейных комбинаций. Коинтеграция включает в себя поиск бета-вектора, который создает стационарный процесс в сочетании с интересующими переменными. В видео обсуждаются такие примеры, как временная структура процентных ставок, паритет покупательной способности, отношения спот и фьючерсы. Иллюстрация с использованием фьючерсов на энергию, в частности контрактов на сырую нефть, бензин и мазут, демонстрирует концепцию коинтеграции.

В видео дополнительно исследуется оценка моделей VAR и анализ процессов коинтегрированной векторной авторегрессии. Ссылаются на работу Симса, Стока и Уотсона, которая показывает, как к этим моделям можно применить метод наименьших квадратов. Также упоминаются оценка максимального правдоподобия и ранговые тесты для коинтегрирующих отношений. Представлено тематическое исследование данных о распространении трещины, включая проверку на нестационарность с использованием расширенного теста Дики-Фуллера. Далее видео посвящено данным о фьючерсах на сырую нефть и определению нестационарных и интеграционных порядков. Процедура Йохансена используется для проверки ранга коинтегрированного процесса. Собственные векторы, соответствующие стационарному соотношению, дают представление о взаимосвязях между фьючерсами на сырую нефть, бензин (RBOB) и мазут.

Затем в лекции представлены линейные модели в пространстве состояний как способ выражения различных моделей временных рядов, используемых в экономике и финансах. Объяснены уравнение состояния и уравнение наблюдения, демонстрирующие гибкость этой моделирующей структуры. Видео иллюстрирует представление модели ценообразования капитальных активов с изменяющимися во времени бета-версиями в виде линейной модели в пространстве состояний. Включая временную зависимость в параметры регрессии, модель фиксирует динамические изменения. Кроме того, лектор обсуждает концепцию изменения параметров регрессии с течением времени, предполагая, что они следуют независимым случайным блужданиям. Объясняется совместное уравнение в пространстве состояний и его реализация для рекурсивного обновления регрессий по мере добавления новых данных. Авторегрессионные модели порядка P и модели скользящего среднего порядка Q выражаются как линейные модели в пространстве состояний.

Затем лекция углубляется в уравнение состояния и уравнение наблюдения, подчеркивая их роль в переходе между основными состояниями. Исследуется вывод представления в пространстве состояний для процессов ARMA, подчеркивая гибкость в определении состояний и лежащей в их основе матрицы преобразования.
В лекции представлен обзор применения линейных моделей в пространстве состояний для анализа временных рядов. Докладчик объясняет, что эти модели можно использовать для оценки и прогнозирования представляющих интерес переменных путем включения как наблюдаемых данных, так и основных состояний. Используя фильтр Калмана, который представляет собой рекурсивный алгоритм, модели могут вычислять условное распределение состояний с учетом наблюдаемых данных, а также предсказывать будущие состояния и наблюдения.

В лекции подчеркивается важность понимания ключевых компонентов линейных моделей в пространстве состояний. Уравнение состояния представляет динамику перехода основных состояний во времени, а уравнение наблюдения связывает наблюдаемые данные с основными состояниями. Эти уравнения вместе с начальным распределением состояний определяют структуру модели.
Лектор переходит к обсуждению процесса оценки для линейных моделей в пространстве состояний. Оценка максимального правдоподобия обычно используется для оценки неизвестных параметров модели на основе наблюдаемых данных. Фильтр Калмана играет решающую роль в этом процессе, вычисляя функцию правдоподобия, которая измеряет качество соответствия между моделью и данными.

Кроме того, в лекции подчеркивается, что линейные модели в пространстве состояний обеспечивают гибкую основу для моделирования различных экономических и финансовых явлений. Их можно использовать для выражения авторегрессионных моделей, моделей скользящего среднего и даже более сложных моделей, таких как модель ценообразования капитальных активов с изменяющимися во времени бета-коэффициентами. Эта универсальность делает линейные модели в пространстве состояний ценным инструментом для исследователей и практиков в области экономики и финансов. Чтобы дополнительно проиллюстрировать практическое применение линейных моделей в пространстве состояний, лекция представляет тематическое исследование фьючерсных контрактов на сырую нефть. Анализируя взаимосвязь между ценами различных фьючерсных контрактов, таких как сырая нефть, бензин и мазут, спикер демонстрирует, как можно использовать линейные модели в пространстве состояний для выявления закономерностей, прогнозирования цен и оценки рисков на энергетическом рынке.

Таким образом, видео предоставляет всесторонний обзор линейных моделей в пространстве состояний и их приложений в анализе временных рядов. Используя фильтр Калмана, эти модели позволяют исследователям оценивать и прогнозировать интересующие переменные, понимать динамику основных состояний и фиксировать сложные взаимосвязи между переменными. В лекции подчеркивается гибкость и полезность линейных моделей пространства состояний в различных экономических и финансовых контекстах, что делает их ценным инструментом для эмпирического анализа и принятия решений.

  • 00:00:00 В этом разделе профессор представляет макроэкономические переменные, которые можно использовать для прогнозирования роста, инфляции и безработицы в экономике, и фокусируется на кратком изложении модели подбора векторной авторегрессии. Корни характеристического полинома в модели оказались нестационарными, что указывает на то, что для моделирования этого следует использовать другой ряд. Чтобы устранить эту нестационарность, профессор предлагает смоделировать первые разности, что можно сделать, взяв разности всех рядов и исключив пропущенные значения. График отображает свойства временных рядов разностных рядов, включая диагональные автокорреляционные функции и взаимные корреляции, которые показаны как статистически значимые. Также обсуждается функция частичной автокорреляции, которая включает корреляции между переменными и отставанием другой после объяснения для всех отставаний более низкой степени.

  • 00:05:00 В этом разделе видео обсуждается использование векторных авторегрессионных моделей, которые позволяют исследователям моделировать структурные отношения между несколькими макроэкономическими переменными. В примере основное внимание уделяется трем переменным: уровню безработицы, ставке по федеральным фондам и ИПЦ. Изучая коэффициенты автокорреляции и частичной автокорреляции, исследователи могут определить отношения между этими переменными и выявить закономерности и корреляции. В видео также представлена модель регрессии для ставки по фондам ФРС в зависимости от лагового уровня безработицы, ставки по фондам ФРС и ИПЦ. Эта модель показывает, что если уровень безработицы растет, ставка ФРС, вероятно, снизится в следующем месяце. Видео подчеркивает важность понимания соотношения сигнал-шум при оценке параметров авторегрессии и интерпретации коэффициентов.

  • 00:10:00 В этом разделе видео спикер представляет концепцию коинтеграции, которая является основной темой анализа временных рядов, связанных с нестационарными временными рядами. Обсуждение начинается с контекста, в котором актуальна коинтеграция, и фокусируется на стохастических процессах, которые интегрируются некоторого порядка d, что означает, что d-я разность является стационарной. Хотя получение первых разностей приводит к стационарности, процесс теряет некоторую информацию, а коинтеграция обеспечивает основу для систематической характеристики всей доступной информации для статистического моделирования. Нестационарный процесс все еще может иметь векторное авторегрессионное представление, которое может быть выражено как полиномиальное отставание от x, равное эпсилону белого шума, и приведение его к стационарности требует принятия разницы d-го порядка.

  • 00:15:00 В этом разделе видео представлена концепция коинтеграции как способ решения ситуаций, когда линейные комбинации многомерных временных рядов могут быть стационарными, то есть они представляют собой стационарные характеристики процесса. Коинтеграция включает в себя нахождение бета-вектора, такого что линейные веса x и бета-простого числа X_t являются стационарным процессом. Вектор коинтеграции можно масштабировать произвольно, но общепринятой практикой является установка первого ряда компонентов процесса равным 1. Эта связь возникает во многих отношениях в экономике и финансах, включая временную структуру процентных ставок, паритет покупательной способности, спрос на деньги. , охватывающие паритет процентных ставок, закон единой цены, а также спот и фьючерсы. Для иллюстрации концепции приведен пример энергетических фьючерсов.

  • 00:20:00 В этом разделе профессор обсуждает временные ряды фьючерсных контрактов на сырую нефть, бензин и мазут, торгуемых на CME. Он объясняет, как фьючерсные цены на бензин и мазут должны зависеть от стоимости сырья, которым является сырая нефть. Профессор показывает график цен фьючерсов, которые представляют те же единицы выпуска по отношению к входу. Он отмечает, что, хотя фьючерсы на бензин и мазут неизменно выше фьючерсов на сырую нефть, они варьируются в зависимости от того, что больше. Разница между фьючерсной ценой на топочный мазут и фьючерсной ценой на сырую нефть представляет собой спред стоимости выпуска за вычетом затрат, который включает стоимость переработки, спрос и предложение, сезонные эффекты и прибыль нефтеперерабатывающего завода.

  • 00:25:00 В этом разделе лекции обсуждается векторная авторегрессионная модель порядка p, которая расширяет одномерную модель. В лекции объясняется, что авторегрессия одного ряда зависит от всех остальных рядов, что образует многомерный белый шум со средним 0 и некоторой ковариационной структурой. Также обсуждается процесс, который интегрируется первого порядка, наряду с процессом вывода, который относится к различиям с некоторыми дополнительными терминами. В конце лекции приводится уравнение для разности ряда, которое равно константе плюс матрица, кратная первой разности многомерного ряда, плюс еще одна матрица, умноженная на вторую разность, вплоть до p-го разница.

  • 00:30:00 В этом разделе видео обсуждается процесс устранения нестационарности во временном ряду с помощью запаздывающих и разностных рядов. Модель выражает модель стохастического процесса для разностного ряда, который является стационарным. В то время как члены, которые являются матричными кратными лагам, являются стационарными, член pi X_t содержит коинтегрирующие члены, которые включают идентификацию матрицы pi. Поскольку исходный ряд имел единичные корни, матрица pi имеет пониженный ранг и определяет коинтегрирующие соотношения. Столбцы бета определяют линейно независимые векторы, коинтегрирующие x. Разложение пи не уникально, и, определив систему координат в r-мерном пространстве, где процесс является стационарным, матрицу пи можно выразить как альфа-бета-простое число.

  • 00:35:00 В этом разделе докладчик обсуждает оценку моделей векторной авторегрессии и работу Симса, Стока и Уотсона, которая показывает, как можно использовать оценку исходной модели методом наименьших квадратов для анализа коинтегрированных процессов векторной авторегрессии. . Докладчик также упоминает передовую литературу по методам оценки для этих моделей, включая оценку максимального правдоподобия, которая дает тесты на ранг коинтегрирующей зависимости. Также обсуждается тематическое исследование данных о распространении трещин, которое включает проверку нестационарности в базовом ряду с использованием расширенного теста Дики-Фуллера, который дает значение p 0,164 для CLC1, первого ближайшего контракта.

  • 00:40:00 В этом разделе ведущий обсуждает нестационарность и порядок интеграции данных о фьючерсах на сырую нефть, предполагая, что при задании моделей необходимо учитывать нестационарность. Результаты проведения процедуры Йохансена для проверки ранга коинтегрированного процесса свидетельствуют об отсутствии сильной нестационарности, а собственный вектор, соответствующий стационарной зависимости, задается коэффициентами 1 на фьючерсе на нефть, 1,3 на RBOB и -1,7 на мазуте. Комбинация сырой нефти плюс бензин минус мазут, по-видимому, остается неизменной во времени, что может быть полезно для нефтеперерабатывающих заводов, желающих хеджировать свои производственные риски.

  • 00:45:00 В этом разделе докладчик представляет тему линейных моделей в пространстве состояний, которые можно использовать для выражения многих моделей временных рядов, используемых в экономике и финансах. Модель включает в себя вектор наблюдения в момент времени t, базовый вектор состояния, вектор ошибки наблюдения в момент времени t и вектор ошибки инновационного перехода состояния. Докладчик объясняет уравнение состояния и уравнение наблюдения в модели, которые представляют собой линейные преобразования состояний и наблюдений плюс шум, и как их можно записать вместе в совместное уравнение. Обозначения могут показаться сложными, но они обеспечивают большую гибкость в определении взаимосвязей между переменными.

  • 00:50:00 В этом разделе докладчик обсуждает представление модели ценообразования капитальных активов с изменяющимися во времени бета-версиями в виде линейной модели в пространстве состояний. Модель расширяет предыдущую, добавляя временную зависимость к параметрам регрессии. Альфа и бета теперь меняются во времени, причем альфа является случайным блужданием по Гауссу, а бета также является случайным блужданием по Гауссу. Уравнение состояния корректируется путем добавления условий случайного блуждания, делая s_(t+1) равным T_t s_t плюс R_t eta_t со сложным представлением в рамках линейного пространства состояний. Уравнение наблюдения определяется матрицей Z_t, которая представляет собой матрицу строк единичного элемента r_(m,t). Ковариационная матрица имеет блочно-диагональную структуру с ковариацией эпсилонов как H и ковариацией R_t eta_t как R_t Q_t R_t транспонированной. Наконец, докладчик рассматривает второй случай моделей линейной регрессии, где p независимых переменных могут изменяться во времени.

  • 00:55:00 В этом разделе вводится концепция изменения параметров регрессии с течением времени во временном ряду, предполагая, что они следуют независимым случайным блужданиям. Объясняется совместное уравнение пространства состояний, а также реализация линейного пространства состояний для рекурсивного обновления регрессий по мере добавления новых данных. Также обсуждаются авторегрессионные модели порядка P с описанием структуры развития линейной модели в пространстве состояний. Наконец, модель скользящего среднего порядка Q выражается как линейная модель в пространстве состояний.

  • 01:00:00 В этом разделе лектор обсуждает уравнение состояния и уравнение наблюдения, которые используются для перехода между основными состояниями. Они используют пример авторегрессионной модели скользящего среднего, чтобы продемонстрировать, как установка линейных моделей в пространстве состояний облегчает процесс оценки модели. Далее в лекции объясняется, как работа Харви в 1993 году определила конкретное представление в пространстве состояний для процесса ARMA и как существует множество различных эквивалентных моделей линейного пространства состояний для данного процесса в зависимости от того, как определяются состояния и лежащее в их основе преобразование. матрица T. Наконец, лекция продолжается выводом представления в пространстве состояний для процесса ARMA.

  • 01:05:00 В этом разделе спикер объясняет, как создать простую модель для матрицы перехода T в моделях с линейным пространством состояний путем итеративного решения для второго состояния с использованием наблюдаемого значения и переписывания уравнения модели. Этот процесс заменяет основные состояния наблюдениями и приводит к переходной матрице T, которая имеет авторегрессионные компоненты в качестве первого столбца и вектор компонентов скользящего среднего в матрице R. Эффективность линейного моделирования в пространстве состояний заключается в полной спецификации с помощью фильтра Калмана, который рекурсивно вычисляет функции плотности вероятности для базовых состояний в момент t+1 с учетом информации до момента времени t, а также совместную плотность будущего состояния. и наблюдение в момент времени t+1 с учетом информации до момента времени t и предельное распределение следующего наблюдения с учетом информации до момента времени t. Реализация фильтра Калмана требует записи, включающей условные средние значения, ковариации и среднеквадратические ошибки, которые определяются омегами.

  • 01:10:00 В этом разделе стенограммы обсуждается фильтр Калмана, который имеет четыре шага, которые помогают прогнозировать вектор состояния и наблюдения во временном ряду. Матрица усиления фильтра используется для корректировки предсказания базового состояния в зависимости от того, что произошло, и характеризует, сколько информации мы получаем от каждого наблюдения. Неопределенность состояния в момент времени t уменьшается за счет минимизации разницы между тем, что мы наблюдали, и тем, что мы предсказывали. Существует также шаг прогнозирования, который предсказывает состояние на один период вперед и обновляет ковариационную матрицу для будущих состояний с учетом предыдущего состояния. Наконец, шаг сглаживания характеризует условное ожидание основных состояний с учетом информации во всем временном ряду.

  • 01:15:00 В этом разделе докладчик представляет фильтр Калмана как инструмент для вычисления функции правдоподобия для линейных моделей в пространстве состояний и для последовательного прогнозирования процесса. Они объясняют, что функция правдоподобия является произведением условных распределений каждого последующего наблюдения с учетом истории данных. Фильтр Калмана предоставляет все необходимые члены для этой оценки, и, если члены ошибки распределены нормально, средние значения и дисперсии этих оценок характеризуют точные распределения процесса. Кроме того, фильтр Калмана обновляет средние значения и ковариационные матрицы для основных состояний и распределений наблюдений.
 

13. Товарные модели



13. Товарные модели

В этом видео спикер углубляется в сложный мир товарных моделей, освещая проблемы, с которыми сталкиваются количественные аналитики в этой области. Они дают интересные примеры, такие как рекордная прибыль Trafigura в 2009 году, достигнутая за счет стратегических закупок и хранения сырой нефти. Докладчик обсуждает различные стратегии ставок на хранение, проблемы оптимизации и значение стабильности и надежности в товарных моделях. Кроме того, они исследуют сложности моделирования цен на сырьевые товары, уделяя особое внимание уникальным соображениям, необходимым для определения цен на электроэнергию. Спикер предлагает альтернативную методологию, адаптированную к товарному ландшафту, в отличие от подходов, используемых на рынках ценных бумаг с фиксированным доходом, иностранной валюты и акций.

Видео начинается с того, что проливает свет на конкретные проблемы, решаемые количественными аналитиками в сфере сырьевых товаров. Приведен наглядный пример с участием компании Trafigura, получившей огромную прибыль от резкого падения цен на нефть в 2009 году. Докладчик объясняет, как функционируют фьючерсные контракты на товарных рынках, делая акцент на концепциях контанго и бэквордации. Контанго относится к сценарию, в котором будущая спотовая цена превышает текущую спотовую цену, что позволяет трейдерам получать прибыль даже в периоды снижения цен.

Далее спикер подробно рассматривает стратегию получения прибыли Trafigura в период с февраля 2009 по 2010 год, когда цены на сырую нефть выросли с 35 до 60 долларов за баррель. Взяв кредит в размере 35 долларов, купив и храня сырую нефть, а затем продав ее по более высокой цене в 60 долларов, Trafigura получила замечательную прибыль в размере 25 долларов за баррель. Эта стратегия применялась в массовом масштабе, включая миллионы баррелей хранилищ, что привело к значительной прибыли. Спикер подчеркивает необходимость тщательной разработки стратегии аукционов хранения для эффективного возмещения затрат и получения дополнительной прибыли.

Далее в видео обсуждаются две различные стратегии ставок на объем памяти в товарных моделях. Первая стратегия предполагает, что трейдеры делают ставки на фьючерсные контракты на август и продают их в декабре без необходимости заимствования. Вторая стратегия, используемая квантами, предполагает продажу опциона на спред между августовскими и декабрьскими контрактами. Стоимость этого опциона определяется разницей в цене между двумя контрактами, причем положительная разница приносит прибыль владельцу опциона, а отрицательная разница не приносит прибыли. Хотя вторая стратегия более сложна, она предлагает дополнительную ценность для компании.

Преимущества продажи продукции 1 августа по товарной модели обсуждаются в следующем разделе. Продавая опцион в эту конкретную дату, продавец получает определенную по формуле стоимость опциона, обычно превышающую текущую рыночную стоимость. Это дает продавцу выгодное положение во время торгов, позволяя ему получать прибыль по своему выбору. Спикер также разъясняет расчет риска опциона и то, как можно использовать реальные или физические активы для снижения этого риска.

Затем в видеоролике рассматривается сложность опционов на спред в товарных моделях, подчеркивая необходимость определения наиболее ценных портфелей опционов с учетом технических, договорных, юридических и экологических ограничений. Докладчик подчеркивает важность продажи портфелей опционов таким образом, чтобы гарантировать извлечение стоимости после истечения срока действия опциона, учитывая ограничения на скорость ввода и вывода средств.

Проблема оптимизации, связанная с товарными моделями и хранилищем, обсуждается в другом разделе. Проблема заключается в извлечении ценности из товарного опциона, когда емкость хранилища исчерпана, а также в продаже из хранилища, когда оно становится пустым. Докладчик объясняет переменные и ограничения, связанные с проблемой, и демонстрирует, как оптимизация портфеля с помощью ряда вариантов может привести к максимизации прибыли. Сложность проблемы требует использования логических переменных и сосредоточения внимания на максимизации прибыли.

В видео также рассматриваются проблемы товарных моделей, особенно те, которые связаны со скоростью закачки и отбора, ограничениями производительности и неизвестными переменными, такими как объемы и цены. Эти факторы способствуют нелинейному характеру проблемы, что чрезвычайно затрудняет ее решение при работе с многочисленными переменными и ограничениями. Несколько подходов, включая аппроксимацию, моделирование методом Монте-Карло и стохастическое управление, могут использоваться для устранения сложности товарных моделей. Однако точность результатов во многом зависит от точности используемых параметров. Даже самая тщательная методология может привести к ошибочным результатам, если параметры неверны.

Затем спикер переходит к обсуждению выбранной ими методологии моделирования товаров, которая отдает предпочтение надежности и стабильности, а не учету всего разнообразия ценового поведения. Они предостерегают от чрезмерной параметризации модели, так как это может привести к нестабильности, в результате чего даже небольшие изменения значительно повлияют на ее ценность. Используя другой подход, они отдают приоритет стабильности и надежности, позволяя внешним регулирующим органам проверять модель. Кроме того, каждый компонент модели может продаваться на рынке, что имеет существенное значение в текущей рыночной ситуации. Также объясняется концепция динамического хеджирования, демонстрируя, как ее можно использовать для воспроизведения стоимости опциона и выполнения выплат без активного рынка опционов, используя простую функцию игрока.

Спикер углубляется в концепцию воспроизведения выплаты по опциону посредством динамического хеджирования. Эта стратегия позволяет трейдерам продавать портфели, даже когда покупателей нет. Они подчеркивают важность разработки стратегии извлечения ценности и сотрудничества с операторами хранилищ для успешного выполнения плана. Докладчик объясняет, как этот подход можно распространить на моделирование физических активов, таких как танкеры и электростанции, чтобы максимизировать прибыль за счет принятия обоснованных решений на основе цен на электроэнергию и топливо. Хотя природа каждого актива может различаться, концептуальный подход остается тем же, что требует всестороннего понимания уникальных сложностей и ограничений, связанных с каждым активом.

В следующем разделе видео рассматривается процесс расчета стоимости производства одного мегаватт-часа электроэнергии на основе эффективности электростанции. Эффективность, определяемая количественно как тепловая мощность, измеренная в мм BTU, указывает количество природного газа, необходимое для производства одного мегаватт-часа энергии. Постоянная, соответствующая электростанции, работающей на природном газе, обычно составляет от 7 до 20, причем более низкие значения указывают на более высокий КПД. Также учитываются дополнительные затраты, связанные с производством одного мегаватт-часа, такие как кондиционирование воздуха и рабочая сила. В видео также подробно рассматривается определение стоимости электростанции и построение распределения цен и затрат на топливо для определения надлежащей оплаты за приобретение электростанции.

Проблемы моделирования цен на сырьевые товары, особенно цен на электроэнергию, обсуждаются в следующем разделе. Распределение цен на электроэнергию невозможно точно смоделировать с помощью броуновского движения из-за наличия в данных толстых хвостов и всплесков. Кроме того, волатильность цен на электроэнергию значительно выше по сравнению с фондовыми рынками. Лектор подчеркивает, что эти проблемы являются общими для всех регионов, и подчеркивает необходимость учета возврата к среднему в пиках для точного представления поведения цен на электроэнергию. Другие явления, такие как высокий эксцесс, переключение режимов и нестационарность, также должны быть включены в модели.

В видео рассматриваются проблемы, связанные с моделированием цен на сырьевые товары, и освещаются различные подходы, включая возврат к среднему, скачки и смену режима. Однако эти модели, как правило, сложны и сложны в управлении. Вместо этого спикер предлагает уникальную методологию, специально разработанную для товарной области, отличную от методологий, используемых на рынках с фиксированным доходом, валютных рынках и фондовых рынках. Этот подход лучше согласуется с характеристиками и тонкостями товарных рынков.

Спикер подчеркивает, что цены на сырье в первую очередь определяются динамикой спроса и предложения. Однако традиционные методологии, основанные исключительно на ценах, оказались неадекватными для учета сложностей поведения цен на сырьевые товары. Чтобы решить эту проблему, спикер предлагает включить фундаментальное моделирование, гарантируя, что модель согласуется с доступными рыночными данными. Они объясняют, как формируются цены на электроэнергию в результате аукционов на предложения электростанций с различной эффективностью и как окончательная цена определяется на основе спроса. Полученный точечный график, отображающий взаимосвязь между спросом и ценой, демонстрирует разнообразное распределение из-за влияния случайных факторов цены на топливо.

Кроме того, спикер поясняет, что цена электроэнергии определяется как спросом, так и ценами на топливо, поскольку стоимость генерации зависит от цен на топливо. Кроме того, необходимо моделировать возникновение отключений, поскольку рынок конечен, и на цену электроэнергии может повлиять простой нескольких электростанций. Чтобы учесть эти факторы, спикер предлагает построить стек генерации, который представляет собой стоимость генерации для каждого участника рынка. Принимая во внимание цены на топливо и простои, стек генерации можно скорректировать так, чтобы он точно соответствовал рыночным ценам и ценам опционов.

Далее в видео обсуждается, как можно смоделировать различные товары, чтобы понять эволюцию цен на электроэнергию. Докладчик объясняет процесс моделирования поведения цен на топливо, перебоев и спроса. Затем строится стек генерации, представляющий собой кривую, определяемую такими факторами, как спрос, простои, переменные затраты и цены на топливо. Параметры тщательно отбираются, чтобы соответствовать форвардной кривой цен на электроэнергию и другим значимым рыночным параметрам. Такой подход позволяет относительно легко фиксировать скачки цен на рынках электроэнергии. Докладчик отмечает, что природный газ, мазут и мазут являются товарами, которые можно хранить, что делает их поведение более регулярным и более простым для моделирования.

В дальнейшем докладчик рассказывает, как можно использовать товарные модели для прогнозирования цен на электроэнергию на рынке с учетом таких факторов, как температура, спрос и предложение. Благодаря использованию моделирования Монте-Карло и всестороннему пониманию распределения цен на топливо можно добиться точного моделирования скачков цен, вызванных колебаниями температуры. Модель также точно отражает корреляционную структуру рынка, не требуя ее в качестве исходных данных. Однако подчеркивается, что поддержание такой модели требует значительного объема информации и организации, поскольку необходимо отслеживать каждую электростанцию и изменение рынка.

В заключительной части видео спикер признает проблемы, связанные с созданием товарных моделей для различных рынков. Этот процесс представляет собой масштабное мероприятие, требующее многих лет разработки, что делает его дорогостоящим мероприятием. Несмотря на связанные с этим сложности, спикер считает, что затронутые темы являются хорошим моментом для завершения обсуждения, и предлагает зрителям задать любые оставшиеся вопросы, которые у них могут возникнуть.

В целом, видео дает ценную информацию о проблемах, с которыми сталкиваются количественные аналитики при построении товарных моделей. В нем подчеркивается важность приоритизации стабильности и надежности в подходах к моделированию, сложности моделирования цен на сырьевые товары и роль фундаментальных факторов, таких как спрос, предложение и цены на топливо, в формировании цен на электроэнергию. Спикер также подчеркивает важность сотрудничества с заинтересованными сторонами в отрасли и постоянные усилия, необходимые для поддержки и обновления товарных моделей для различных рынков.

  • 00:00:00 В этом разделе спикер обсуждает проблемы, которые количественные аналитики решают в мире сырьевых товаров, по сравнению с проблемами на других рынках. Он привел в пример компанию Trafigura, которая получила рекордную прибыль в 2009 году, когда цены на нефть упали до исторического минимума. Он также говорит о фьючерсных контрактах и о том, как они работают на товарных рынках, особенно обсуждая концепции контанго и бэквордации. Контанго означает, что будущая спотовая цена дороже текущей спотовой цены, что позволяет трейдерам получать прибыль даже в периоды низких цен.

  • 00:05:00 В этом разделе спикер объясняет, как Trafigura зарабатывала деньги в период с февраля 2009 по 2010 год, когда цены на сырую нефть выросли с 35 до 60 долларов. Компания заняла 35 долларов, купила один баррель сырой нефти и хранила его до тех пор, пока его нельзя было продать по гораздо более высокой цене — 60 долларов. Это позволило им получить прибыль в размере 25 долларов за баррель, что умножило более 50-60 миллионов баррелей складских стеллажей на огромную сумму. Спикер подчеркивает, что для участия в аукционе за хранение необходимо тщательно продумать, как вернуть деньги, уплаченные за хранение, и получить дополнительную прибыль.

  • 00:10:00 В этом разделе видео обсуждаются две стратегии ставок на хранение в товарных моделях. Первая представляет собой стандартную стратегию, при которой трейдер делает ставки на фьючерсные контракты на август и продает в декабре, не занимая денег. Вторая стратегия используется квантами, когда они продают опцион на спред август-декабрь, определяемый разницей между ценами декабрьских и августовских контрактов, при этом положительные разницы платят владельцу опциона, а отрицательные - ноль. Последняя стратегия более сложна, но обеспечивает дополнительную ценность для компании.

  • 00:15:00 В этом разделе спикер обсуждает преимущества продажи производства 1 августа по товарной модели. Он объясняет, что, продавая опцион на определенную дату, продавец получает определенную по формуле стоимость опциона, которая обычно выше текущей рыночной стоимости. Это дает продавцу преимущество во время торгов, и он может получать прибыль по своему выбору. Спикер также объясняет, как рассчитать риск опциона и как можно использовать реальные или физические активы для снижения риска.

  • 00:20:00 В этом разделе спикер обсуждает концепцию спред-опционов и проливает больше света на их сложность в реальности. Он объясняет, что оптимизация стоимости портфеля опций, которые могут быть проданы за хранение, требует определения наиболее ценных портфелей опций с учетом технических, договорных, юридических и экологических ограничений. Спикер далее отмечает, что портфели опционов должны продаваться таким образом, чтобы гарантировать, что стоимость может быть извлечена по истечении срока действия опциона, и существуют ограничения на скорость ввода и вывода средств.

  • 00:25:00 В этом разделе спикер обсуждает проблему оптимизации, связанную с товарными моделями и хранилищем. Проблема заключается в том, чтобы найти способ извлечь ценность из товарного опциона, когда в хранилище не осталось места, и, наоборот, найти способ продать из хранилища, когда оно пусто. Докладчик объясняет переменные и ограничения проблемы и показывает, как можно оптимизировать портфель с помощью ряда вариантов. В целом задача оптимизации сложна, но ее можно решить с помощью логических переменных и концентрации на максимизации прибыли.

  • 00:30:00 В этом разделе спикер обсуждает сложную природу товарных моделей, которые включают скорость закачки и отбора, ограничения максимальной и минимальной мощности и неизвестные переменные, такие как объемы и цены. Задача становится нелинейной и очень сложной для решения с большим количеством переменных и ограничений. Для решения товарных моделей можно использовать несколько подходов, включая аппроксимацию, моделирование методом Монте-Карло и стохастический контроль, но точность результатов зависит от точности используемых параметров. Даже самая точная методология может ошибаться, если параметры неверны.

  • 00:35:00 В этом разделе спикер обсуждает выбранную ими методологию товарного моделирования, которая предназначена для того, чтобы отдавать предпочтение надежности и стабильности, а не захватывать богатство ценового поведения. Они объясняют, что чрезмерная параметризация модели может привести к нестабильности и небольшим изменениям, которые могут существенно изменить значение. Чтобы отдать приоритет стабильности и надежности, они жертвуют частью стоимости, используя другой подход. Кроме того, модель, которую они используют, может быть проверена внешними регулирующими органами, и каждый компонент модели может продаваться на рынке, что крайне важно в наши дни. Кроме того, они объясняют концепцию динамического хеджирования и то, как его можно использовать для воспроизведения стоимости опциона и получения выплат без активного рынка опционов с помощью простой функции игрока.

  • 00:40:00 В этом разделе спикер обсуждает концепцию воспроизведения выплаты по опциону с помощью стратегии динамического хеджирования, позволяющей трейдерам продавать портфели даже при отсутствии покупателей. Он подчеркивает важность разработки стратегии извлечения ценности, а также работы с теми, кто управляет складскими помещениями, для успешного выполнения плана. Затем спикер объясняет, как этот подход можно использовать для моделирования физических активов, таких как танкеры и электростанции, чтобы максимизировать прибыль за счет принятия обоснованных решений на основе цен на электроэнергию и топливо. Хотя природа каждого актива отличается, концептуальный подход остается тем же, требуя понимания нюансов и ограничений каждого актива.

  • 00:45:00 В данном разделе видео рассматривается процесс расчета себестоимости производства одного мегаватт-часа электроэнергии исходя из КПД электростанции. Эффективность, известная как тепловая мощность, измеряется в миллиметрах БТЕ и говорит нам, сколько единиц природного газа необходимо сжечь для производства одного мегаватт-часа энергии. Константа, соответствующая электростанции, работающей на природном газе, обычно составляет от 7 до 20, причем 7 является наиболее эффективным. Также учитываются другие затраты, связанные с производством одного мегаватт-часа, такие как кондиционирование воздуха и рабочая сила. Затем в видео обсуждается процесс определения стоимости электростанции и построения распределения цен и затрат на топливо, чтобы рассчитать, сколько платить за электростанцию.

  • 00:50:00 В этом разделе лектор обсуждает проблемы товарных моделей, особенно в случае цен на электроэнергию. Распределение цен на электроэнергию нельзя смоделировать с помощью броуновского движения из-за наличия в данных толстых хвостов и всплесков. Волатильность также намного выше, чем на фондовых рынках. Лектор отмечает, что эти проблемы характерны для всех регионов, и что для отражения поведения цен на электроэнергию необходим возврат к среднему значению всплесков. Другие явления, которые необходимо зафиксировать, включают высокий эксцесс, переключение режимов и нестационарность.

  • 00:55:00 В этом разделе спикер обсуждает проблемы моделирования цен на товары и то, как использовались различные модели, включая возврат к среднему, скачки и переключение режима. Однако эти модели слишком сложны и трудны в управлении. Спикер предлагает совершенно другую методологию из мира фиксированного дохода, иностранной валюты и акций, которая более подходит и понятна с товарной точки зрения.

  • 01:00:00 В этом разделе спикер обсуждает, как цены на товары в основном определяются спросом и предложением. Однако стандартные методологии моделирования цен на сырьевые товары, основанные исключительно на самих ценах, оказались сложными. Спикер предлагает внедрить фундаментальное моделирование для решения этой проблемы, а также убедиться, что его модель соответствует всем доступным рыночным данным. Далее спикер объясняет, как формируются цены на электроэнергию путем проведения аукционов заявок от электростанций с разным уровнем эффективности и как определяется окончательная цена в зависимости от спроса. Полученная диаграмма рассеяния зависимости спроса от цены показывает толстый график из-за случайного фактора цен на топливо.

  • 01:05:00 В этом разделе спикер объясняет, что цена на электроэнергию определяется как спросом, так и ценами на топливо, так как стоимость генерации зависит от цен на топливо. Отключения также необходимо моделировать, потому что рынок конечен, и на цену электроэнергии может повлиять выход из строя нескольких электростанций. Для моделирования этих факторов спикер предлагает построить стек генерации, представляющий собой стоимость генерации для каждого участника рынка. Зная цены на топливо и простои, можно сгенерировать стек битов, который будет следовать стеку генерации и корректироваться в соответствии с рыночными ценами и ценами опционов.

  • 01:10:00 В этом разделе спикер объясняет, как можно моделировать различные товары и использовать их для определения эволюции цен на электроэнергию. Они начинают с моделирования эволюции цен на топливо, отключений и спроса, а затем строят стек генерации, который представляет собой кривую, определяемую спросом, отключениями, переменными затратами и топливом. Они выбирают параметры, соответствующие форвардной кривой цен на электроэнергию и другим рыночным параметрам. Этот подход позволяет без особых усилий фиксировать скачки цен на электроэнергию, а природный газ, мазут и мазут являются товарами, которые можно хранить, что делает их поведение более регулярным и более простым для моделирования.

  • 01:15:00 В этом разделе видео спикер объясняет, как можно использовать товарные модели для прогнозирования цены электроэнергии на рынке на основе температуры и факторов спроса и предложения. Используя моделирование Монте-Карло и понимание распределения цен на топливо, они могут точно фиксировать и моделировать скачки цен, вызванные изменениями температуры. Кроме того, модель точно отражает корреляционную структуру рынка, не нуждаясь в ней в качестве входных данных. Однако отрицательная сторона этого подхода заключается в том, что он требует большого количества информации и организации для обслуживания из-за необходимости отслеживать каждую электростанцию и любые изменения, которые могут произойти на рынке.

  • 01:20:00 В этом разделе спикер рассказывает о проблемах построения товарных моделей для разных рынков. Это требует масштабных усилий, и на его разработку уходят годы, что делает его дорогостоящим процессом. Спикер считает, что это хороший момент, чтобы остановиться, но вызывает вопросы у зрителей.
 

14. Портфельная теория



14. Портфельная теория

Портфельная теория — это фундаментальная концепция в финансах, которая фокусируется на эффективности и оптимальном построении инвестиционных портфелей. Он включает в себя анализ ожидаемой доходности, волатильности и корреляции нескольких активов для определения наиболее эффективного распределения портфеля. Эффективная граница представляет собой диапазон возможных портфелей с различными уровнями волатильности. При введении безрискового актива допустимый набор расширяется и включает комбинацию безрискового актива и других активов, образуя прямую линию.

Точная оценка параметров имеет решающее значение для оценки портфелей и решения задачи квадратичного программирования для оптимизации портфеля. Формулы используются для расчета оптимальных весов на основе различных ограничений, таких как портфели только для длинных позиций, ограничения удержания и ограничения эталонного риска. Функции полезности используются для определения предпочтений в отношении богатства и максимизации ожидаемой полезности при рассмотрении неприятия риска.

Видео посвящено применению портфельной теории с использованием биржевых фондов (ETF) и рыночно-нейтральных стратегий. Для управления рисками и изменениями в портфеле могут быть введены различные ограничения, в том числе лимиты подверженности рыночным факторам и минимальные размеры транзакций. Спикер исследует оптимальное распределение девяти ETF, инвестированных в различные отрасли промышленности на рынке США, с учетом инструментов анализа портфеля и влияния ограничений капитала на оптимальные портфели. Также обсуждаются рыночно-нейтральные стратегии, используемые хедж-фондами, подчеркивая их потенциал для диверсификации и снижения корреляции.

Выбор соответствующих мер риска имеет решающее значение при оценке портфелей. Обычно используется анализ средней дисперсии, но альтернативные меры риска, такие как среднее абсолютное отклонение, полудисперсия, значение с риском и условное значение с риском, могут дать дополнительную информацию. Использование факторных моделей помогает в оценке матрицы дисперсии-ковариации, повышая точность оптимизации портфеля.

На протяжении всего видео спикер подчеркивает важность точной оценки параметров, влияние ограничений на построение портфеля и важность мер риска при оценке портфеля. Портфельная теория обеспечивает основу для принятия рациональных инвестиционных решений в условиях неопределенности с учетом предпочтений в отношении более высокой доходности, более низкой волатильности и неприятия риска. Применяя эти концепции, инвесторы могут создавать хорошо сбалансированные портфели с учетом их устойчивости к риску и инвестиционных целей.

В последующих разделах видео спикер более подробно исследует тонкости теории портфеля и ее практические последствия. Вот краткое изложение основных затронутых моментов:

  1. Историческая теория оптимизации портфеля. Докладчик начинает с обсуждения исторических основ оптимизации портфеля, уделяя особое внимание оптимизации среднего отклонения Марковица. Этот подход анализирует портфели на основе их средней доходности и волатильности. Он обеспечивает основу для понимания компромисса между риском и доходностью и служит основой современной портфельной теории.

  2. Теория полезности и принятие решений в условиях неопределенности. Теория полезности, в частности теория полезности фон Неймана-Моргенштерна, вводится для управления рациональным принятием решений в условиях неопределенности. Функции полезности используются для представления предпочтений инвестора в отношении богатства с учетом таких факторов, как более высокая доходность и более низкая волатильность. Докладчик объясняет различные функции полезности, обычно используемые в портфельной теории, включая линейные, квадратичные, экспоненциальные, степенные и логарифмические функции.

  3. Ограничения и альтернативные меры риска: в видео рассматривается включение ограничений в оптимизацию портфеля. Эти ограничения могут быть реализованы для обеспечения конкретных инвестиционных критериев, таких как портфели только для длинных позиций, ограничения по обороту и пределы подверженности определенным рыночным факторам. Кроме того, докладчик обсуждает альтернативные меры риска помимо традиционного анализа средней дисперсии, такие как меры, учитывающие асимметрию, эксцесс и согласованные меры риска.

  4. Решение проблемы оптимизации портфеля: Докладчик дает математическое представление о решении проблемы оптимизации портфеля. Сформулировав ее как задачу квадратичного программирования, можно определить оптимальные веса портфеля. Для определения этих весов используются условия Лагранжа и условия первого порядка, а производная второго порядка представляет ковариационную матрицу. Решение позволяет максимизировать прибыль при минимизации волатильности с учетом определенных ограничений.

  5. Эффективная граница и линия рынка капитала. Вводится понятие эффективной границы, представляющей собой набор оптимальных портфелей, обеспечивающих наибольшую доходность при заданном уровне риска. Докладчик объясняет, как формируется граница эффективности на основе профилей риска и доходности различных портфелей. Кроме того, обсуждается линия рынка капитала, иллюстрирующая взаимосвязь между риском и доходностью при объединении безрискового актива с рыночным портфелем. Это позволяет инвесторам определить ожидаемую доходность для любого желаемого уровня риска.

  6. Оценка параметров и показателей риска: подчеркивается важность точной оценки параметров, поскольку они существенно влияют на анализ портфеля. Докладчик подчеркивает использование факторных моделей для оценки матрицы дисперсии-ковариации, обеспечивая более точные исходные данные для оптимизации. Кроме того, объясняются различные меры риска, такие как среднее абсолютное отклонение, полувариантность, подверженная риску стоимость и условная подверженная риску стоимость, при этом их пригодность зависит от конкретных характеристик инвестируемых активов.

На протяжении всего видео спикер подчеркивает практическое применение портфельной теории с использованием биржевых фондов (ETF) и рыночно-нейтральных стратегий. Подробно обсуждаются использование ограничений для управления рисками и изменениями в портфеле, влияние ограничений капитала на оптимальные портфели и преимущества рыночно-нейтральных стратегий диверсификации.

В целом, видео представляет собой всесторонний обзор теории портфеля, охватывающий различные аспекты от исторических основ до практической реализации. В нем подчеркивается важность точной оценки, учета ограничений, выбора мер риска и потенциальных преимуществ различных инвестиционных стратегий. Понимая эти концепции, инвесторы могут принимать обоснованные решения для создания портфелей, которые соответствуют их предпочтениям в отношении риска и инвестиционным целям.

  • 00:00:00 В этом разделе видео Питер Кемпторн затрагивает тему портфельной теории, которая является одной из самых важных тем в финансах. Он начинает с обсуждения исторической теории оптимизации портфеля, которая включает оптимизацию среднего отклонения Марковица для анализа характеристик производительности портфелей с точки зрения их средней доходности и доходности волатильности. Затем анализ расширяется, чтобы включить инвестирование в безрисковый актив, и вводится тема теории полезности, теории полезности фон Неймана-Моргенштерна, для принятия рациональных решений в условиях неопределенности. Кроме того, Кемпторн охватывает ограничения оптимизации портфеля и альтернативные меры риска для расширения простого анализа средней дисперсии. Наконец, он объясняет анализ одного периода, как представлять портфель и как рассчитать ожидаемую доходность и дисперсию портфеля.

  • 00:05:00 В этом разделе спикер представляет задачу анализа портфеля и рассматривает упрощенную настройку с двумя активами. Цель состоит в том, чтобы найти оптимальные портфели для инвестиций в эти два актива, учитывая их ожидаемую доходность и волатильность, а также возможную корреляцию между ними. Анализ средней дисперсии используется для анализа допустимого набора портфелей и определения оптимальных и субоптимальных портфелей. Затем выступающий подчеркивает важность теории Марковица и ее расширений для получения элегантных ответов на эти вопросы. Наконец, проводится моделирование для изучения совокупной доходности каждого актива в разных портфелях.

  • 00:10:00 В этом разделе обсуждается смоделированный актив со средней доходностью 15% и волатильностью 25%. Точечная диаграмма еженедельных доходностей не показывает очевидной корреляции, хотя существует выборочная корреляция. Возможный набор портфелей показан на правом графике, а распределение по активу 2 повышает доходность портфеля без ущерба для волатильности. Также обсуждается портфель с минимальной дисперсией, при этом взвешивание различных активов обратно пропорционально квадрату их волатильности. Синий график немного ближе к активу 1, что указывает на немного более высокий вес для актива 1.

  • 00:15:00 В этом разделе рассматривается концепция субоптимальных портфелей с выводом о том, что все точки на диаграмме рассеивания являются субоптимальными портфелями и необходимо найти компромисс между доходностью и волатильностью. Обсуждается преимущество диверсификации при объединении двух полностью некоррелированных активов, а также исследуется влияние отрицательной корреляции на допустимые наборы и снижение волатильности. Корреляция -1 между двумя активами может привести к портфелю с нулевой волатильностью, что редко встречается на рынках, но в теории ценообразования доходность этого портфеля должна быть равна безрисковой ставке.

  • 00:20:00 В этом разделе видео спикер обсуждает связь между корреляцией и диверсификацией в портфельной теории. Моделирование показывает, что увеличение корреляции между активами приводит к меньшей выгоде от диверсификации, а это означает, что дисперсия портфеля не может быть снижена настолько сильно. Докладчик подчеркивает важность использования точных оценок средней доходности, волатильности и корреляций при оценке портфелей, поскольку выборочные оценки могут отличаться от параметров совокупности и иметь определенную изменчивость. Задача квадратичного программирования для оптимизации портфеля включает в себя минимизацию квадрата волатильности портфеля с учетом ограничений на среднее значение портфеля и полные инвестиции, которые могут быть решены с использованием лагранжиана и условий первого порядка.

  • 00:25:00 В этом разделе спикер объясняет, как решить для весов и минимальной дисперсии. Условие первого порядка является решением, потому что производная второго порядка лагранжиана равна ковариационной матрице, которая может решить проблему. Подставив заданную альфу в решения, можно также решить дисперсию оптимального портфеля. На проблему можно посмотреть двумя другими способами: один максимизирует доход с учетом ограничения на волатильность, а другой максимизирует доход с учетом отрицательного мультипликатора дисперсии. Это равнозначные задачи, решаемые одним и тем же лагранжианом.

  • 00:30:00 В этом разделе мы узнаем о границе эффективности, которая представляет собой набор всех возможных решений с заданным диапазоном возможных целевых значений доходности и волатильности. В случае с двумя активами эффективная граница представляет собой параболу, а добавление еще одного актива создает несколько парабол, которые определяют допустимое множество. Эффективная граница – это верхняя сторона кривой. Добавление безрискового актива расширяет допустимое множество до прямой линии между точкой безрискового актива и любой точкой на эффективной границе, что позволяет инвестировать в комбинацию безрискового актива и других активов.

  • 00:35:00 В этом разделе лектор обсуждает математику для решения задачи, целью которой является минимизация волатильности при обеспечении доходности, равной
    конкретное значение. Инвестируя в безрисковый актив, инвесторы могут получить более высокую прибыль с меньшей дисперсией и расширить свои инвестиционные возможности. Лектор приводит формулы для определения оптимального портфеля, который пропорционально инвестирует в рискованные активы, но различается распределением веса в зависимости от целевой доходности. Эти формулы также обеспечивают выражения в закрытой форме для дисперсии портфеля, которая увеличивается по мере увеличения целевого дохода из-за компромисса при использовании оптимальных портфелей. Полностью инвестированный оптимальный портфель называется рыночным портфелем.

  • 00:40:00 В этом разделе спикер объясняет концепцию оптимального портфеля, то есть портфеля, который максимизирует среднюю доходность по всем портфелям. Они отмечают, что каждый оптимальный портфель инвестирует в комбинацию безрискового актива и рыночного портфеля, независимо от того, какой риск хочет принять инвестор. Докладчик представляет выражения для ожидаемой доходности и дисперсии рыночного портфеля, а также показывает формулу весов оптимального портфеля. Это приводит к определению линии рынка капитала, которая позволяет инвесторам определить ожидаемую доходность для любого заданного уровня риска.

  • 00:45:00 В этом разделе обсуждается линия рынка капитала для оптимизации портфеля. Линия представляет собой ожидаемую доходность любого оптимального портфеля, которая равна безрисковой ставке плюс кратная доходность на риск рыночного портфеля. Придавая дополнительный вес рыночному портфелю и занимая деньги по безрисковой ставке, можно добиться более высокой доходности и волатильности за пределами рыночного портфеля, что ведет к расширению границы эффективности. Раздел заканчивается обсуждением теории полезности фон Неймана-Моргенштерна, в которой рассматривается процесс принятия решений по оптимизации портфеля на основе ожидаемой доходности и волатильности.

  • 00:50:00 В этом разделе вводится понятие портфельной теории. Портфельная теория предполагает принятие инвестиционных решений в условиях неопределенности на основе заданной функции полезности богатства с целью максимизации ожидаемой полезности богатства. Теория сильна в предоставлении рациональных решений в условиях неопределенности, которые учитывают предпочтения в отношении более высокой доходности, более низкой волатильности и других факторов, определяемых используемой функцией полезности. Обсуждаются основные свойства функций полезности, включая понятия неприятия риска, абсолютного и относительного неприятия риска. Функции полезности, используемые в портфельной теории, включают линейную, квадратичную, экспоненциальную, степенную и логарифмическую функции.
  • 00:55:00 В этом разделе спикер обсуждает теорию портфеля при квадратичной функции полезности и предположениях о гауссовской распределенной доходности. При этих предположениях анализ средней дисперсии является оптимальным подходом к оптимизации портфеля. Однако с другими функциями полезности, такими как те, которые учитывают штрафы за асимметрию или эксцесс, могут потребоваться расширения базовой модели. Докладчик также отмечает, что практические задачи оптимизации портфеля включают в себя такие ограничения, как портфели только для длинных позиций, ограничения удержания, простые линейные ограничения, ограничения оборота и ограничения эталонного воздействия. Эти ограничения необходимо учитывать при корректировке портфелей от одного периода к другому.

  • 01:00:00 В этом разделе докладчик обсуждает различные типы ограничений, которые можно применять при оптимизации портфеля для контроля рисков и изменений в портфеле. К ним относятся контроль ошибки отслеживания между портфелем и его эталоном, ограничение воздействия различных рыночных факторов и применение минимальных размеров транзакций и холдингов, а также целочисленные ограничения. Эти ограничения могут быть выражены как линейные и квадратичные ограничения на веса и могут быть реализованы вместе с задачей оптимизации портфеля. Приведенный пример относится к биржевым фондам сектора США.

  • 01:05:00 В этом разделе спикер обсуждает потенциал биржевых фондов как средства инвестирования в фондовые рынки. Они анализируют девять различных ETF, инвестированных в различные отрасли промышленности на рынке США. Эти ETF вели себя по-разному между 2009 и прошлой неделей, что подчеркивает их ценность для диверсифицированного портфеля. Спикер исследует оптимальное размещение этих ETF за этот период с помощью инструментов анализа портфеля. Результаты показывают, что желтый ETF, представляющий основные потребительские товары, получает высокий вес, за ним следует зеленый, представляющий энергию, и оранжевый, обозначающий здоровье, что означает, что эти сектора являются перспективными для инвестиций. Кроме того, применяется оптимизация средней дисперсии путем ограничения максимальной инвестиции в актив на уровне 30%. На графике показано, что это ограничение начинает действовать, когда доходность превышает безрисковую ставку, что означает выделение большего веса другим ETF для увеличения дискреционного портфеля потребителей.

  • 01:10:00 В этом разделе лектор обсуждает, как ограничения капитала влияют на оптимальные портфели. Они представляют собой график границы эффективности и демонстрируют, как портфели меняются при наступлении ограничений. Когда рассматривается целевая доходность 10% при ограничении капитала 30%, показывается оптимальный портфель с волатильностью 10%. Однако, когда ограничение капитала снижается до 15%, граница эффективности уменьшается, и портфели должны распределяться между другими биржевыми фондами, поскольку ограничения наступают раньше. В лекции подчеркивается, что ограничения капитала реальны при определенных обстоятельствах и как они влияют на инвестиционную политику.

  • 01:15:00 В этом разделе спикер обсуждает оптимизацию портфеля с использованием биржевых фондов (ETF) и рыночно-нейтральных стратегий. Пример ETF показывает, как прошлые результаты могут определять портфели, но это не совсем надежно. Затем спикер объясняет, как хедж-фонды могут инвестировать в отраслевые модели, используя рыночно-нейтральные стратегии, которые, как правило, менее коррелированы и предлагают значительные преимущества диверсификации. На графике показано, что оптимальное распределение по этим рыночно-нейтральным моделям сектора может помочь достичь целевой волатильности в 10%, а объединение различных моделей обеспечивает выгодную оптимизацию портфеля из-за их более низкой корреляции.

  • 01:20:00 В этом разделе спикер подчеркивает, что на результаты расчетной доходности, предполагаемой волатильности и корреляций может повлиять выбор периода оценки, ошибки оценки и различных методов, которые могут модулировать эти проблемы. Использование факторных моделей для оценки матрицы дисперсии-ковариации приводит к более точным исходным данным для оптимизации. Докладчик также обсуждает различные меры риска, такие как среднее абсолютное отклонение, полудисперсия и меры риска, которые в настоящее время являются стандартными в управлении портфелем и управлении рисковыми активами. Существует также расширение стоимости под риском, называемое условной стоимостью под риском. Соответствующие меры риска зависят от инвестируемых активов, и существует целая дискуссия о последовательных мерах риска для анализа риска.
 

15. Факторное моделирование



15. Факторное моделирование

В этом разделе видео раскрывает практические аспекты факторного моделирования, включая оценку основных параметров и интерпретацию факторных моделей. Докладчик подчеркивает важность адаптации моделей к конкретным периодам данных и признает, что моделирование динамики и взаимосвязей между факторами имеет решающее значение.

В видео объясняется, что для оценки параметров факторных моделей, включая факторные нагрузки и альфа, можно использовать методы оценки максимального правдоподобия. Процесс оценки включает использование формул регрессии с оцененными факторными нагрузками и альфа-значениями для оценки реализаций факторов. Алгоритм EM (Максимизация ожидания) выделяется как мощная методология оценки для сложных функций правдоподобия, поскольку он итеративно оценивает скрытые переменные, предполагая известные скрытые переменные.

Обсуждается применение факторного моделирования на товарных рынках с акцентом на выявление основных факторов, определяющих доходность и ковариации. Эти оценочные факторы могут служить исходными данными для других моделей, позволяя лучше понять прошлое и изменения на рынке. Докладчик также упоминает о гибкости учета различных преобразований оцениваемых факторов с помощью матрицы преобразования H.

Тесты отношения правдоподобия вводятся как средство проверки размерности факторной модели. Сравнивая вероятность оцененной факторной модели с вероятностью редуцированной модели, можно оценить значимость и релевантность дополнительных факторов. Такой подход к тестированию помогает определить необходимое количество факторов для включения в модель.

Раздел завершается выделением важности моделирования динамики факторов и их структурных взаимосвязей. Факторные модели обеспечивают основу для понимания взаимодействия между факторами и их влияния на доходность активов и ковариации. Рассматривая динамику и структурные взаимосвязи, инвесторы и аналитики могут получить ценную информацию об основных движущих силах финансовых рынков.

В целом, этот раздел расширяет тему факторного моделирования, исследуя оценку параметров, интерпретацию факторных моделей и применение факторного моделирования на товарных рынках. В этом разделе подчеркивается необходимость использования надлежащих методов моделирования и понимания динамики и взаимосвязей между факторами для получения значимого понимания финансовых рынков.

  • 00:00:00 В этом разделе обсуждается факторное моделирование, целью которого является использование многомерного анализа для моделирования финансовых рынков с использованием факторов для объяснения доходности и ковариаций. Существует два типа факторных моделей, в которых факторы могут быть либо наблюдаемыми, либо скрытыми, и статистические факторные модели используются для определения этих моделей. Линейная факторная модель использует факторы от f1 до fk, которая представляет собой модель в пространстве состояний для значения стохастического процесса, зависящего от коэффициентов от beta_1 до beta_k. Настройка выглядит как стандартная регрессионная модель, а векторы beta_i называются факторными нагрузками, а конкретные факторы называются эпсилон актива i, период t. Цель состоит в том, чтобы охарактеризовать доходность и ковариации, используя небольшое количество основных факторов по сравнению с большим количеством ценных бумаг, что значительно упрощает задачу.

  • 00:05:00 В этом разделе видео обсуждается факторная модель для объяснения доходности активов на основе основных факторов. Остаточный член считается случайным и считается белым шумом со средним значением 0. Эта модель предполагает, что доходность активов зависит от основных факторов со средним значением mu_f и ковариационной матрицей omega_f. Пси-матрица представляет собой диагональную матрицу с конкретными отклонениями базовых активов. Ковариационная матрица для общего вектора m-вариантного стохастического процесса может быть получена с использованием условных и безусловных математических ожиданий и ковариаций. Безусловная ковариация x равна математическому ожиданию ковариации остаточного члена плюс удвоенная ковариация между ожидаемым значением x и остаточным термином. Количество параметров ковариационной матрицы равно m, умноженному на m, плюс 1 на 2.

  • 00:10:00 В этом разделе вводится понятие факторной модели как средства сокращения количества параметров, участвующих в многомерной регрессии, с особым вниманием к интерпретации факторной модели как серии регрессий временных рядов. Основное внимание уделяется группированию всего вместе для всех активов одновременно, что является эффективным с вычислительной точки зрения для их сопоставления. Представлена простейшая факторная модель, однофакторная модель Шарпа, в которой избыточная доходность акций может быть смоделирована как линейная регрессия избыточной доходности рынка с масштабированием риска по бета_i различных активов.

  • 00:15:00 В этом разделе видео обсуждается ковариационная матрица активов в факторном моделировании и то, как ее можно упростить, используя модель моделирования ковариации, которая может быть полезна в управлении портфелем и управлении рисками. Также объясняется процесс оценки для модели с одним индексом Шарпа, а также концепция общих факторных переменных, которые можно рассматривать как потенциальных кандидатов на роль релевантного фактора в линейной факторной модели. Эффективность потенциального фактора определяется подбором модели и просмотром того, какой вклад он вносит в общую ковариационную матрицу.

  • 00:20:00 В этом разделе видео описывается факторное моделирование и подход к преобразованию факторов в неожиданные факторы для моделирования макроэкономических переменных. Обсуждается возможность включения непредвиденных изменений в эти факторы, и этот подход широко применяется в настоящее время. В видео также объясняется, как оценить базовые параметры с помощью простых методов регрессии и предположений Гаусса-Маркова. Также приводится пример подхода BARRA, в котором используются общие факторные переменные, основанные на фундаментальных или специфичных для актива атрибутах.

  • 00:25:00 В этом разделе обсуждается подход Фамы-Френча к факторному моделированию и анализу рисков, который включает в себя ранжирование акций на основе общих факторов, таких как рыночная капитализация и стоимость по сравнению с ростом, и разделение их на квинтили для равновзвешенных средних. . Отраслевая факторная модель BARRA, которая делит акции на различные отраслевые группы, также упоминается как простой пример факторного моделирования. Реализации факторов не наблюдаются, но оцениваются при применении этих моделей, что позволяет рассчитать корреляцию с доходностью отдельных активов. В целом, эти подходы продолжают широко использоваться в факторном моделировании и сегодня.

  • 00:30:00 В этом разделе представлена концепция моделей отраслевых факторов. В частности, отраслевые факторные модели позволяют связывать факторные нагрузки, которые используются для загрузки каждого актива с точки зрения отраслевой группы, к которой он принадлежит. Проблема с моделями отраслевых факторов заключается в том, как определить реализацию основных факторов, которые можно оценить с помощью регрессионной модели. Оценка факторных реализаций предполагает, что изменчивость компонентов x имеет одинаковую дисперсию, но на самом деле в этих моделях присутствует гетероскедастичность. В целом в этом разделе представлен обзор оценки ковариационных матриц и регрессионных оценок для отраслевых факторных моделей.

  • 00:35:00 В этом разделе видео основное внимание уделяется гетероскедастичности при оценке параметров регрессии и ее влиянию на оптимизацию портфеля, когда активы взвешиваются по ожидаемой доходности и наказываются высокой дисперсией. Портфели, имитирующие факторы, используются для определения реальной стоимости торговли с такими факторами, как в модели Фамы-Френча, и реализация каждого фактора представляет собой взвешенную сумму доходов от базовых активов. Нормируя веса строк k-мерных реализаций, портфели, имитирующие факторы, которые интерпретируют потенциальные инвестиции, могут быть определены для распределения активов.

  • 00:40:00 В этом разделе докладчик обсуждает статистические факторные модели для анализа временных рядов доходности активов для m активов за T единиц времени, когда лежащие в их основе факторы неизвестны. Докладчик объясняет факторный анализ и анализ основных компонентов как методы выявления тех основных факторов, которые могут быть определены с точки зрения самих данных. Докладчик отмечает, что существует гибкость в определении факторной модели и что любая заданная спецификация матрицы B или факторов f может быть преобразована с помощью ak на k обратимой матрицы H.

  • 00:45:00 В этом разделе обсуждается концепция факторного моделирования и преобразований, подчеркивая, как линейная функция остается неизменной с точки зрения ковариационной матрицы основных факторов. Обсуждение переходит к определению матрицы H, которая диагонализует факторы, что позволяет рассматривать факторные модели с некоррелированными факторными компонентами. Принятие определенных допущений, таких как ортонормированные факторы и факторы с нулевым средним значением, упрощает модель до ковариационной матрицы sigma_x, поскольку факторная нагрузка в B умножается на ее транспонирование, плюс диагональная матрица. Оценка максимального правдоподобия также обсуждается в контексте моделей нормальных линейных факторов с нормально распределенными базовыми случайными величинами, что приводит к совместной функции плотности данных.

  • 00:50:00 В этом разделе видео обсуждается факторное моделирование и способы применения методов оценки максимального правдоподобия для указания всех параметров матриц B и psi с использованием алгоритма EM. Факторные реализации можно оценить, используя формулу регрессии с оценками факторных нагрузок и альфа. Алгоритм EM — это мощная методология оценки, которая может упростить сложные функции правдоподобия путем оценки скрытых переменных, предполагая, что скрытые переменные известны, и повторяя этот процесс. Факторные реализации могут быть использованы для моделирования рисков.

  • 00:55:00 В этом разделе спикер обсуждает использование статистического факторного анализа на товарных рынках и выявление основных факторов, определяющих доходность и ковариации. Оцененные основные факторы также могут использоваться в качестве входных данных для других моделей, что полезно для понимания прошлого и того, как они изменяются. Докладчик также упоминает о гибкости рассмотрения различных преобразований любого заданного набора оцениваемых факторов с помощью H-матрицы преобразования. Кроме того, упоминается использование статистического факторного анализа для интерпретации основных факторов с приложениями для измерения IQ и поиска чередования факторных нагрузок, которые делают факторы более интерпретируемыми. Наконец, в этом разделе рассматриваются тесты отношения правдоподобия и тесты размерности факторной модели.

  • 01:00:00 В этом разделе вводится концепция анализа основных компонентов (PCA), которая представляет собой теоретическую основу, использующую собственные значения и собственные векторы ковариационной матрицы для сведения многомерной структуры к меньшему размерному пространству. PCA создает новую систему координат, которая не меняет относительное положение данных, а только поворачивает оси координат, что упрощает
    аффинное преобразование исходной переменной x. Переменные главного компонента имеют среднее значение 0 и ковариационную матрицу, заданную диагональной матрицей собственных значений, и они представляют линейную факторную модель с факторными нагрузками, заданными gamma_1, и остаточным членом, заданным gamma_2 p_2. Однако вектор gamma_2 p_2 может не иметь диагональной ковариационной матрицы.

  • 01:05:00 В этом разделе видео объясняет различия между линейными факторными моделями и анализом основных компонентов. В линейной факторной модели предполагается, что вектор невязок имеет ковариационную матрицу, равную диагонали, в то время как анализ основных компонентов может быть верным или неверным. Затем в видео обсуждается эмпирический анализ основных компонентов, где выборочные данные используются для получения оценок средних и ковариационных матриц. Также вводится понятие изменчивости, в котором первая переменная главного компонента определяется как измерение, при котором ось координат имеет максимальную изменчивость. Затем вторая переменная главного компонента является направлением, ортогональным первому с максимальной дисперсией, и этот процесс продолжается для определения всех m переменных главного компонента.

  • 01:10:00 В этом разделе спикер объясняет, как можно использовать анализ основных компонентов для разложения изменчивости различных переменных главных компонентов ковариационной матрицы σ, которая представляет общую дисперсию многомерного набора данных. Внедиагональные элементы матрицы равны нулю, что указывает на то, что переменные главного компонента некоррелированы и имеют собственный уровень изменчивости, представленный собственными значениями. В качестве тематического исследования спикер использует пример доходности казначейских облигаций США в период с 2000 по 2013 год, уделяя особое внимание изменениям доходности. Основное внимание уделяется пятилетнему периоду с 2001 по 2005 год, и анализ состоит из ежедневной волатильности доходности и отрицательных уровней за этот период.

  • 01:15:00 В этом разделе ведущий обсуждает факторное моделирование изменений доходности с использованием анализа главных компонентов. Корреляционная матрица изменений доходности показывает высокую корреляцию для более коротких сроков и корреляцию, уменьшающуюся по мере удаления от диагонали. Докладчик использует графики для визуального представления корреляций и показывает, что первая переменная главного компонента объясняет 85% общей изменчивости. График осыпи подтверждает, что первые несколько основных компонентов объясняют значительную степень изменчивости. Наконец, ведущий сравнивает стандартные отклонения первоначальных изменений доходности со стандартными отклонениями переменных главных компонентов.

  • 01:20:00 В этом разделе был представлен график нагрузок на различные изменения доходности для первых нескольких переменных основного компонента, который дает представление об интерпретации переменных основного компонента. Первая переменная основного компонента измеряет среднее изменение доходности по всему диапазону и придает больший вес пятилетнему периоду, который фиксирует меру смещения уровня на кривой доходности, в то время как вторая переменная основного компонента рассматривает разницу между доходностью изменения длинных теноров по сравнению с короткими. Кроме того, третья переменная главного компонента обеспечивает меру кривизны временной структуры и того, как она меняется с течением времени. Переменные главного компонента имеют нулевую корреляцию друг с другом, а кумулятивные переменные главного компонента с течением времени показывают, как эти лежащие в основе факторы развивались в течение определенного периода времени.

  • 01:25:00 В этом разделе спикер обсуждает подгонку модели статистического факторного анализа к данным и сравнение результатов за пятилетний период. Докладчик подчеркивает важность уточнения моделей за определенный период и отмечает, что подгонка моделей — это только отправная точка. В конечном счете необходимо моделирование динамики этих факторов и их структурных взаимосвязей.
Причина обращения: