Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии

Рассмотрены процентные ставки Латвийского рынка межбанковских кредитов методом локально взвешенной регрессии первого порядка. Предложенная модель процентных ставок сравнивается по своим прогнозным качествам с двумя эталонными линейными моделями — случайного блуждания и линейной авторегрессионной. Гл...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2007
Автори: Аевскис, В., Янсонс, В.
Формат: Стаття
Мова:Російська
Опубліковано: Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України 2007
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14634
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии / В. Аевскис, В. Янсонс // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2007. — № 2. — С. 87-92. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859619394993258496
author Аевскис, В.
Янсонс, В.
author_facet Аевскис, В.
Янсонс, В.
citation_txt Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии / В. Аевскис, В. Янсонс // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2007. — № 2. — С. 87-92. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
collection DSpace DC
description Рассмотрены процентные ставки Латвийского рынка межбанковских кредитов методом локально взвешенной регрессии первого порядка. Предложенная модель процентных ставок сравнивается по своим прогнозным качествам с двумя эталонными линейными моделями — случайного блуждания и линейной авторегрессионной. Главный результат работы — несомненное преимущество непараметрической модели над конкурентными моделями, что свидетельствует о присутствии нелинейностей в динамике латвийских процентных ставок. Розглянуто процентні ставки латвійського ринку міжбанківських кредитів методом локально зваженої регресії першого порядку. Запропонована модель процентних ставок порівнюється за своєю прогнозною якістю з двома еталонними лінійними моделями — випадкового блукання та лінійною авторегресійною. Головний результат роботи — безсумнівна перевага непараметричної моделі над конкурентними моделями, що засвідчує присутність нелінійностей у динаміці латвійських процентних ставок. The interest rates of the Latvian interbank lending market are consideved using the method of locally weighted regression of the first order. A model for interest rates is proposed and compared in prognosis quality with two standard lineas models: random walk and autoregressin. The main result of the work is the doubtless advantage of the nonparameter model over other competitive models, which indicates the presence of nonlinearity in the dynamics of the Latvian interest rates.
first_indexed 2025-11-29T00:21:11Z
format Article
fulltext  В. Аевскис, В. Янсонс, 2007 Системні дослідження та інформаційні технології, 2007, № 2 87 УДК 519.216.3, 519.248, 519.234, 519.246.8 СТОХАСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛАТВИЙСКИХ ПРОЦЕНТНЫХ СТАВОК МЕТОДОМ ЛОКАЛЬНОЙ РЕГРЕССИИ В. АЕВСКИС, В. ЯНСОНС Рассмотрены процентные ставки Латвийского рынка межбанковских кредитов методом локально взвешенной регрессии первого порядка. Предложенная мо- дель процентных ставок сравнивается по своим прогнозным качествам с двумя эталонными линейными моделями — случайного блуждания и линейной авто- регрессионной. Главный результат работы — несомненное преимущество не- параметрической модели над конкурентными моделями, что свидетельствует о присутствии нелинейностей в динамике латвийских процентных ставок. ВВЕДЕНИЕ Точный прогноз финансовых и макроэкономических переменных важен для экономических агентов и учреждений, проводящих экономическую полити- ку (центральных банков, министерств экономики и финансов и т.п.). Про- центная ставка является одной из самых важных переменных — ключевой как в финансовой, так и в макроэкономической теории и практике. Основные направления исследования процентной ставки в современ- ной финансовой теории: 1) безарбитражное ценообразование (например, модели Vasicek [1], Heath и др. [2]); 2) общее равновесие (например, модели Cox и др. [3], Longstaff и Schwartz [4]). Несмотря на успешное применение этих моделей для оценки процент- ных финансовых инструментов (таких, например, как деривативы), они не обладают достаточно хорошими прогнозными свойствами [5]. В перечис- ленных выше моделях предлагается линейность динамики процессов про- центной ставки, что является очевидным недостатком данных моделей, по- скольку эмпирические исследования свидетельствуют об их нелинейном поведении. Анализ нелинейностей динамики краткосрочных процентных ставок весьма важен как с теоретической, так и практической точек зрения. Изучение нелинейного характера краткосрочного поведения позволяет лучше понимать динамику. Изменение краткосрочной процентной ставки транслируется нелинейно на изменение среднесрочной и долгосрочной ста- вок и таким образом влияет на ценообразование всех финансовых активов. С практической точки зрения понимание природы нелинейности процент- ных ставок позволит улучшить прогнозные свойства их моделей. Недавние исследования обнаружили нелинейную динамику в поведении условного среднего и условной дисперсии процентных ставок. В. Аевскис, В. Янсонс ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2007, № 2 88 Hamilton в работе [3] применил модель марковских переключений для данных американских краткосрочных процентных ставок и показал, что его модель лучше описывает их, чем линейная авторегрессионная модель. Granger [7] показал, что американские краткосрочные процентные ставки нелинейно зависят от разности среднесрочной и долгосрочной ставок. Kozicki [8] обнаружил асимметрию в поведении процентных ставок в ответ на позитивные и негативные шоки. Naik и Lee [9] связали эти нелинейности с изменениями режимов функционирования экономики (каждому состоя- нию экономики соответствует свой режим). Pfann, Schotman и Tscherning [10], используя SETAR модель (Self-Exciting Autoregressive models), обна- ружили существование двух режимов динамики условного среднего. До тех пор пока процентная ставка не достигнет некоторого уровня, она ведет себя подобно процессу случайного блуждания. Выше этого уровня процентная ставка обнаруживает свойство возвращения к среднему уровню. Все эти ра- боты указывают на неадекватность моделирования процесса линейными моделями. В последнее время для моделирования временных рядов широко ис- пользуются непараметрические методы — методы локальной регрессии, которые не накладывают предварительных ограничений на функциональ- ный вид регрессии, тем самым позволяя определить регрессионную проце- дуру, исходя из имеющихся данных. Таким образом с помощью непараметрического подхода удается избе- жать спецификации регрессионной модели при параметрическом подходе, т.е. непараметрический метод допускает широкое разнообразие видов нели- нейностей. МЕТОД ЛОКАЛЬНО ВЗВЕШЕННОЙ РЕГРЕССИИ Метод локально взвешенной регрессии (ЛВР) введен Cleveland в 1979 г. [11] и развит в работах Cleveland и Devlin [12], Hardle [13]. Идея метода заклю- чается в локальном применении регрессионного метода относительно неза- висимой переменной. Рассмотрим регрессионную функцию ntxgy ttt ,...,1,)( =+= ε , (1) где ),...,( 1 pttt xxx = является p×1 вектором экзогенной объясняющей пере- менной; RRg p →: — сглаживающая функция; tε — независимые и одина- ково распределенные случайные величины со средним, равным 0, и диспер- сией 2σ . Метод ЛВР является численным алгоритмом вычисления оценки )(ˆ ∗xg значения функции g в точке *x . Обозначив ( ]1,0∈k сглаживающую кон- станту, положим )(int nkqk ⋅= , где )(int ⋅ — операция взятия целой части. Метод ЛВР использует «окно», состоящее из kq точек наблюдения бли- Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок … Системні дослідження та інформаційні технології, 2007, № 2 89 жайших к точке *x . Близость определяется в евклидовой метрике. В этом случае условное среднее определяется как регрессионное значение с помо- щью взвешенного метода наименьших квадратов с kq соответствующих точек. Обозначим ... евклидову норму. Расстояние точки *x до всех kq ближайших точек qkx можно записать в виде ( ) ( ) 2 1 1 2** ,         −= ∑ = p i iqqk xxxxd kk . (2) Каждая из kq точек kd -окрестности точки *x взвешивается с помо- щью евклидова расстояния до точки *x . Веса для точек, не принадлежащих kd -окрестности точки *x , полагаются равными 0. Для вычисления весов наблюдений используется кубическая функция 33 , )1( uw ti −= , где * * , tq tti xx xx u − − = . (3) Значение регрессионной поверхности в точке *x вычисляется как ве- личина β̂)()(ˆˆ *** ′== xxqy , (4) где ( )         ′−= ∑ = n t ttt xyw 1 2)(minargˆ ββ . (5) ЭМПИРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Данные. Используются процентные ставки латвийского рынка межбанков- ских кредитов RIGIBID-RIGIBOR (усредненные по дням месячные данные с декабря 1997 г. до марта 2006 г.). За основу анализа взята среднеарифмети- ческая между ставками спроса RIGIBID и предложения RIGIBOR. Методика и результаты эмпирического оценивания. Предлагается модель локально взвешенной авторегрессии первого порядка [11, 12, 13]. ntygy ttt ...,1,)( 1 =+= − ε . Выбор «окна» k обусловлен стремлением обеспечить монотонность функции )(⋅g . Минимальное окно, удовлетворяющее этому требованию, при этом равняется 0,6. На рис. 1 приведена гистограмма и статистические характеристики ис- следуемого временного ряда — одномесячных процентных ставок RIGIBID- RIGIBOR. Гистограмма показывает явную негауссовость распределения, что может свидетельствовать о нелинейности процесса динамики процентных ставок. В. Аевскис, В. Янсонс ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2007, № 2 90 Функция локальной регрессии «ухватывает» нелинейности процесса, генерирующего данные (рис. 2). Чтобы оценить качество модели локальной регрессии, мы проверили, насколько она хорошо прогнозирует вне интервала оценки (out-of-sample forecasting) по сравнению с двумя конкурирующими моделями — случайно- го блуждания и классической линейной авторегрессии AR. Для оценки ка- чества модели использовалась оценка RMSE (root of mean squared errors). 2 1 1 21RMSE         = ∑ = n t te n , Рис. 1. Гистограмма и статистические характеристики ряда процентных ставок RIGIBID-RIGIBOR 2,5 5,0 7,5 10,0 0 2 4 6 8 10 12 14 Series: M1 Sample 1997:12 2006:03 Observations 100 Mean 4.952200 Median 4.325000 Maximum 11.08000 Minimum 2.620000 Std. Dev. 1.789108 Skewness 1.135884 Kurtosis 4.053402 Jarque-Bera 26.12742 Probability 0.000002 Percentage Fr eq ue nc y Рис. 2. Зависимость процентных ставок ty от их значений в предыдущий период 1−ty вместе с функцией локальной регрессии при «окне», равном 0,6 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 )(ty )1( −ty LOESS Fit (degree = 1, span = 0,6000) Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок … Системні дослідження та інформаційні технології, 2007, № 2 91 ttt yye −= mod, , где mody — значение, предсказанное с использованием соответствующей модели. Так, например, хорошо известно, что модель случайного блуждания за- дается формулой ttt yy ε+= −1 . Количество лагов авторегрессионной модели выбиралось с минимиза- цией информационных критериев Akaike, Schwarz и Hannan-Quinn. (Расчеты проводились с использованием программ Eviews 4,0 и MathCad 2001.) По всем критериям авторегрессионная модель третьего порядка AR(3) является оптимальной. Так что как одну из эталонных моделей мы выбрали AR(3), имеющую вид ttttt yayayaay ε++++= −−− 3322110 . Т а б л и ц а 1 . Значения информационных критериев для авторегрессион- ных моделей Lag AIC SC HQ 0 4,019194 4,048544 4,030977 1 2,598019 2,656719 2,621586 2 2,474708 2,562759 2,510059 3 2,351913* 2,469314* 2,399048* 4 2,369314 2,516065 2,428232 5 2,385238 2,561339 2,455940 6 2,409273 2,614725 2,491759 7 2,425486 2,660287 2,519755 8 2,393282 2,657434 2,499335 В табл. 1 номер лага для наилучшей модели обозначен *; AIC, SC, HQ — информационные критерии, соответственно, Akaike, Schwarz, Hannan-Quinn. Для оценки моделей локальной регресии и AR(3) использовался вре- менной интервал с декабря 1997 г. до мая 2005 г. Временной интервал с ию- ня 2005 г. до марта 2006 г. использовался для прогноза с помощью моделей на один шаг вперед. Прогноз с помощью модели AR(3) ненамного превосходит по качеству случайное блуждание (табл. 2). Необходимо отметить, что по качеству про- гноза локальная регрессия примерно в четыре раза превосходит конкурен- тов. Т а б л и ц а 2 . Оценки ошибок out-sample прогноза RMSE Модель RMSE Локальная регрессия с окном 0,6 0,0932 AR(3) 0,3617 Случайное блуждание 0,4209 В. Аевскис, В. Янсонс ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2007, № 2 92 ВЫВОДЫ Для описания динамики процентных ставок рынка межбанковских кредитов Латвии RIGIBID-RIGIBOR предложена модель взвешенной локальной авто- регрессии. Регрессия с окном 0,6 обеспечивала монотонность функциональ- ной зависимости процентных ставок от их предыдущих значений. Сравни- вая предложенную нами модель с моделью случайного блуждания и с наилучшей авторегрессионной моделью AR(3), получили значительное ее превосходство по критерию RMSE при out-of-sample forecasting. Это свиде- тельствует о наличии нелинейностей в поведении процентных ставок, а также о широких возможностях развития методов локальной регрессии для моделирования финансовых и экономических временных рядов. В дальнейшем представляют интерес исследования локальных регрес- сий с числом лагов, бóльшим одного, и нелинейных локальных регрессий. ЛИТЕРАТУРА 1. Vasicek O. An equilibrium characterization of the term structure // Journal of Financial Economics. — 1977. — № 5. — Р. 177 – 188. 2. Heath D.C., Jarrow R.A., Morton A. Bond Pricing and the Term Structure of Interest Rates: A New methodology for Contingent Claims Valuation // Econometrica. — 1992. — № 60. — Р. 77–105. 3. Cox J., Ingersoll J, Ross S. A theory of the term structure of interest rates // Econometrica. — 1985. — № 53. — Р. 385 – 407. 4. Longstaff F., Schwartz E. Interest rate volatility and the term structure: A two-factor general equilibrium model // Journal of Finance. — 1992. — № 47. —Р. 1259 – 1282. 5. Duffee G.R. Term Premia and Interest Rate Forecasts in Affine Models // Journal of Finance. — 2002. — № 57. — Р. 405–443. 6. Hamilton J. Rational Expectations Econometric Analysis of Changes in Regimes: An Investigation of the Term Structure of Interest Rates // Journal of Economic Dynamics and Control. — 1988. — № 12. — Р. 385–423. 7. Granger C.W.J., Terasvirta T. Modelling nonlinear economic relationships. — New York: Oxford University Press, 1993. — 187 p. 8. Kozicki S. A Nonlinear Model of the Term Structure. — Washington, DC: Federal Reserve Board, 1994. — 28 p. 9. Naik V., Lee M.H. The Yield Curve and Bond Option Prices with Discrete Shifts in Economic Regimes. — Vancouver: University of British Columbia, 1993. — 34 p. 10. Pfann G.A., Schotman P.C., and Tschernig R. Nonlinear Interest Rate Dynamics and Implications for the Term Structure // Journal of Econometrics. — 1996. — № 74. — Р. 149–176. 11. Cleveland W.S. Robust Locally Weighted Regression and Smoothing Scatterplots // Journal of the American Statistical Association. — 1979. — № 74. — Р. 829–836. 12. Cleveland W.S. and Devlin S.J. Locally Weighted Regression: An Approach to Regression Analysis by Local Fitting // Journal of the American Statistical Association. — 1988. — № 83. — Р 596–610. 13. Hardle W. Applied Nonparametric Regression. — Cambridge University Press. — 1994. — 443 р. Поступила 01.06.2006 Стохастическое моделирование Латвийских процентных ставок методом локальной регрессии В. Аевскис, В. Янсонс ВВЕДЕНИЕ МЕТОД ЛОКАЛЬНО ВЗВЕШЕННОЙ РЕГРЕССИИ ЭМПИРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫВОДЫ Рис. 2. Зависимость процентных ставок от их значений в предыдущий период вместе с функцией локальной регрессии при «окне», равном 0,6 Рис. 1. Гистограмма и статистические характеристики ряда процентных ставок RIGIBID-RIGIBOR
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14634
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1681–6048
language Russian
last_indexed 2025-11-29T00:21:11Z
publishDate 2007
publisher Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України
record_format dspace
spelling Аевскис, В.
Янсонс, В.
2010-12-27T13:45:35Z
2010-12-27T13:45:35Z
2007
Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии / В. Аевскис, В. Янсонс // Систем. дослідж. та інформ. технології. — 2007. — № 2. — С. 87-92. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
1681–6048
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14634
519.216.3, 519.248, 519.234, 519.246.8
Рассмотрены процентные ставки Латвийского рынка межбанковских кредитов методом локально взвешенной регрессии первого порядка. Предложенная модель процентных ставок сравнивается по своим прогнозным качествам с двумя эталонными линейными моделями — случайного блуждания и линейной авторегрессионной. Главный результат работы — несомненное преимущество непараметрической модели над конкурентными моделями, что свидетельствует о присутствии нелинейностей в динамике латвийских процентных ставок.
Розглянуто процентні ставки латвійського ринку міжбанківських кредитів методом локально зваженої регресії першого порядку. Запропонована модель процентних ставок порівнюється за своєю прогнозною якістю з двома еталонними лінійними моделями — випадкового блукання та лінійною авторегресійною. Головний результат роботи — безсумнівна перевага непараметричної моделі над конкурентними моделями, що засвідчує присутність нелінійностей у динаміці латвійських процентних ставок.
The interest rates of the Latvian interbank lending market are consideved using the method of locally weighted regression of the first order. A model for interest rates is proposed and compared in prognosis quality with two standard lineas models: random walk and autoregressin. The main result of the work is the doubtless advantage of the nonparameter model over other competitive models, which indicates the presence of nonlinearity in the dynamics of the Latvian interest rates.
ru
Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України
Методи оптимізації, оптимальне управління і теорія ігор
Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
Stochastic modelling of interest rates of interbank lending in Latvia using local regression method
Стохастичне моделювання латвійських процентних ставок методом локальної регресії
Article
published earlier
spellingShingle Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
Аевскис, В.
Янсонс, В.
Методи оптимізації, оптимальне управління і теорія ігор
title Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
title_alt Stochastic modelling of interest rates of interbank lending in Latvia using local regression method
Стохастичне моделювання латвійських процентних ставок методом локальної регресії
title_full Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
title_fullStr Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
title_full_unstemmed Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
title_short Стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
title_sort стохастическое моделирование латвийских процентных ставок методом локальной регрессии
topic Методи оптимізації, оптимальне управління і теорія ігор
topic_facet Методи оптимізації, оптимальне управління і теорія ігор
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14634
work_keys_str_mv AT aevskisv stohastičeskoemodelirovanielatviiskihprocentnyhstavokmetodomlokalʹnoiregressii
AT ânsonsv stohastičeskoemodelirovanielatviiskihprocentnyhstavokmetodomlokalʹnoiregressii
AT aevskisv stochasticmodellingofinterestratesofinterbanklendinginlatviausinglocalregressionmethod
AT ânsonsv stochasticmodellingofinterestratesofinterbanklendinginlatviausinglocalregressionmethod
AT aevskisv stohastičnemodelûvannâlatvíisʹkihprocentnihstavokmetodomlokalʹnoíregresíí
AT ânsonsv stohastičnemodelûvannâlatvíisʹkihprocentnihstavokmetodomlokalʹnoíregresíí