Машинное обучение в трейдинге: теория, модели, практика и алготорговля - страница 3715

 
Aleksey Nikolayev #:
До практики в ближайшее время дойти не получается, поэтому пока небольшая порция теории.

Всё никак не доберусь до практики, поэтому очередная порция мыслей про вероятностное МО)

Ещё одна возможная польза от ВМО - разделение случайных колебаний на стационарную и нестационарную составляющие. Правда пока не очень понятно как реализовать это на практике для трейдинга, чтобы был хоть какой-то смысл.

 
Aleksey Nikolayev #:


Ещё одна возможная польза от ВМО - разделение случайных колебаний на стационарную и нестационарную составляющие. Правда пока не очень понятно как реализовать это на практике для трейдинга, чтобы был хоть какой-то смысл.

Могу ошибаться, но разве авторегрессия гетероскедастичности, это не о том же?
 
sibirqk #:
Могу ошибаться, но разве авторегрессия гетероскедастичности, это не о том же?

GARCH? Так это же стационарная модель (при соответствующих условиях на коэффициенты). Меняется там только условная дисперсия а БЕЗусловная остаётся постоянной.

По факту, это попытка загнать наблюдаемую нестационарность (в смысле колебаний волатильности) в рамки стационарной модели.

 
Aleksey Nikolayev #:
GARCH?

Ответ deeoseek


применима модель GARCH для временных рядов (нестационарных) типа котировок валют или акций


Отличный вопрос. Вы затронули ключевую тему в современной эконометрике и анализе финансовых рынков.

Короткий ответ: Да, модель GARCH исключительно хорошо применима и широко используется для анализа волатильности таких нестационарных рядов, как котировки акций и валют. Однако есть очень важный нюанс: GARCH применяется не к самим ценам, а к стационарным рядам их доходностей.

Давайте разберем подробно.

1. Проблема нестационарности ценовых рядов

Ряд котировок (например,  S(t)  – цена акции Apple в момент времени  t ) обычно является нестационарным. Это проявляется в:

  • Тренде: Общее направленное движение (вверх или вниз).

  • Изменяющейся дисперсии: Периоды спокойствия сменяются периодами высокой волатильности (кластеризация волатильности).

Модели типа ARIMA или GARCH напрямую с такими рядами работать не могут, так как они требуют стационарности.

2. Решение: Переход к доходностям

Чтобы решить проблему нестационарности, мы преобразуем цены в логарфимические доходности (log returns):

r(t) = ln(S(t) / S(t-1)) * 100%

или в простые процентные доходности.

Почему это работает?
Ряд доходностей  r(t)  обычно является стационарным:

  • Постоянное среднее: В среднем доходность колеблется вокруг нуля (или некоторой небольшой константы).

  • Автокорреляция: Часто отсутствует или очень слабая (ряды близки к "белому шуму").

  • Гетероскедастичность: Дисперсия (волатильность) доходностей непостоянна во времени – те самые кластеры волатильности, которые и призвана объяснить модель GARCH.

Таким образом, мы моделируем не цены, а процесс изменения цен.

3. Как именно применяется GARCH?

Модель GARCH строится для ошибок (остатков) модели, описывающей среднее значение доходности.

Типичный алгоритм применения:

  1. Рассчитать доходности из ценового ряда.

  2. Проверить стационарность ряда доходностей (тест Дики-Фуллера, KPSS). Обычно доходности стационарны.

  3. Определить модель для среднего значения. Часто это просто константа ( r(t) = μ + ε(t) ), либо простая модель ARMA, если в доходностях есть следы автокорреляции.

  4. Проанализировать остатки ( ε(t) ) модели для среднего:

    • Проверить на автокорреляцию (тест Льюнга-Бокса). Её быть не должно.

    • Проверить на эффект кластеризации волатильности (например, посмотреть на график квадратов остатков или применить тест ARCH-LM). Если этот эффект есть – пора применять GARCH.

  5. Подобрать модель GARCH для дисперсии остатков. Самая популярная – GARCH(1,1):
    σ²(t) = ω + α * ε²(t-1) + β * σ²(t-1)

    • σ²(t)  – это оценка волатильности в момент времени  t .

    • ε²(t-1)  – "новость" вчерашнего дня (шок). Параметр  α  показывает, насколько сильно вчерашние шоки влияют на сегодняшнюю волатильность.

    • σ²(t-1)  – волатильность вчерашнего дня. Параметр  β  показывает "инерционность" волатильности.

  6. Проверить адекватность модели: остатки полной модели (ARMA + GARCH) должны уже не иметь автокорреляции и эффектов ARCH.

4. Практическая польза GARCH для трейдинга и анализа

  • Прогнозирование волатильности: Это главное применение. GARCH позволяет строить точные краткосрочные прогнозы волатильности, что критически важно для:

    • Управления рисками (расчет Value at Risk – VaR).

    • Ценообразования опционов (волатильность – ключевой параметр в моделях вроде Блэка-Шоулза).

    • Оптимизации торговых стратегий.

  • Обнаружение периодов риска: Модель четко показывает, когда рынок переходит в режим высокой неопределенности.

  • Моделирование зависимости: Многомерные модели (например, DCC-GARCH) позволяют анализировать, как изменяется корреляция между разными активами (например, долларом и нефтью) во времени.

5. Развитие и альтернативы классическому GARCH

Классический GARCH(1,1) часто бывает достаточным, но для более сложных случаев есть модификации:

  • EGARCH: Учитывает асимметричный эффект ("рынки боятся падений сильнее, чем радуются ростам" – плохие новости увеличивают волатильность сильнее, чем хорошие).

  • TGARCH: Аналогично, моделирует асимметричный эффект.

  • GARCH-M: Включает волатильность как фактор прямо в уравнение для средней доходности (инвесторы требуют премию за риск).

  • Многомерные GARCH: Для анализа ковариации и корреляции нескольких активов.

Итог

Модель GARCH не просто применима к нестационарным рядам котировок – она является одним из основных инструментов для их анализа. Важно помнить, что объектом моделирования являются не сами цены, а стационарные ряды доходностей, рассчитанные на их основе. GARCH блестяще справляется с задачей описания и прогнозирования их главной особенности – кластеризации волатильности.

 

Применяется ли GARCH для моделирования нестационарных процессов?

Ответ Perplexity:

Модель GARCH (Generalized Autoregressive Conditional Heteroskedasticity) по своей классической формулировке применяется к стационарным временным процессам, в частности к стационарным рядам условной гетероскедастичности. Для того чтобы процесс GARCH был ковариационно стационарным, должна выполняться неравенство, при котором сумма коэффициентов авторегрессии и скользящего среднего в модели меньше 1: ∑ α i + ∑ β i < 1 ∑αi+∑βi<1. При этом безусловная дисперсия процесса остается постоянной во времени.

Если сумма коэффициентов равна единице, возникает так называемая интегрированная GARCH-модель (IGARCH), для которой безусловная дисперсия теоретически бесконечна, что соответствует нестационарному процессу.

Таким образом, стандартные GARCH-модели рассчитаны на стационарные ряды, а для работы с нестационарными процессами часто применяют предварительную обработку данных (например, дифференцирование, преобразование), либо используются специальные расширения и обобщения модели GARCH (например, IGARCH, другие интегрированные версии или модели с учетом структурных изменений).

Итог: GARCH применяется для моделирования стационарных процессов. Для нестационарных применяются либо предварительная обработка, либо специализированные расширения, например IGARCH, которая моделирует интегрированную нестационарность в вариации ряда.

 
Хорошо бы пояснения после ИИ, как понимают это задаватели вопросов. По мне это некое допущение, что в сб есть некие усреднённые или другим путем полученные производные от данных, и они почти стационары. Как то не очень.
 
Valeriy Yastremskiy #:
Хорошо бы пояснения после ИИ, как понимают это задаватели вопросов. По мне это некое допущение, что в сб есть некие усреднённые или другим путем полученные производные от данных, и они почти стационары. Как то не очень.
Не обращайте внимания) Это давний вялотекущий спор на тему задаёт ли модель GARCH стационарный процесс или нет) Практического смысла это не несёт.
 
Valeriy Yastremskiy #:
Хорошо бы пояснения после ИИ, как понимают это задаватели вопросов. По мне это некое допущение, что в сб есть некие усреднённые или другим путем полученные производные от данных, и они почти стационары. Как то не очень.

Видел достаточно много публикаций об успешности применения гарчей, которые, почему-то, не нашли своего внимания на этом сайте.

Существует более ста разновидностей гарчей.

Смысл всех один: явное моделирование разных аспектов нестационарностей в приращении финансовых временных рядов, т.е. именно в этом фундаментальное отличие от МО. Так сказать, явно пытаемся решить проблему нестационарности приращений, как в виде собственных приращений через ARIFMA, а также моделирование нестационарностей, которые выявляются в распределениях приращений.

Видел статью (лень искать) по выбору конкретной модели гарча на примере ВСЕХ акций, входящих в S&p500 - лучшая модель IGARCH. 

 
СанСаныч Фоменко #:

Видел достаточно много публикаций об успешности применения гарчей, которые, почему-то, не нашли своего внимания на этом сайте.

Существует более ста разновидностей гарчей.

Смысл всех один: явное моделирование разных аспектов нестационарностей в приращении финансовых временных рядов, т.е. именно в этом фундаментальное отличие от МО. Так сказать, явно пытаемся решить проблему нестационарности приращений, как в виде собственных приращений через ARIFMA, а также моделирование нестационарностей, которые выявляются в распределениях приращений.

Видел статью (лень искать) по выбору конкретной модели гарча на примере ВСЕХ акций, входящих в S&p500 - лучшая модель IGARCH. 

По мне это частные случаи, и чистоту эксперимента не выдерживают. По сути разногласий, можно ли выделить стационарность более явно через производные данных чем через усреднение. В частных случаях показаны примеры, без доказательной базы. Если в чистоте эксперимента, то надо брать сб, и пытаться на нем заработать с помощью этих пакетов. А примеры конкретных резов на реальных данных, это частные случаи.
 
Aleksey Nikolayev #:

GARCH? Так это же стационарная модель (при соответствующих условиях на коэффициенты). Меняется там только условная дисперсия а БЕЗусловная остаётся постоянной.

По факту, это попытка загнать наблюдаемую нестационарность (в смысле колебаний волатильности) в рамки стационарной модели.

Да,  я имел в виду GARCH. При практическом его использовании, пытаются выделить что-то стационарное. Но ведь и от ВМО  вы надеетесь получить  - "разделение случайных колебаний на стационарную и нестационарную составляющие".