时间序列异方差ARCH和GARCH模型

图形检验:

首先对1926年-1991年标准普尔500股票价值加权月度收益序列的进行集群效应:集群效应为在波动大的地方波动都比较大,在波动小的地方波动都比较小,具有一定的聚集性。

从序列的时序图大致可以看出序列的异方差性,接着画出x^2的时序图如下:

x^2的时序图跟能明显地看出序列具有异方差性。

ARCH模型检验:

LM检验:

H0:X滞后项平方之间不相关;

H1:X滞后项平方之间相关;

首先加载FinTS包:

滞后取1-5,检验结果显示滞后1阶、2阶、3阶、4阶、5阶,p值均大于0.05,拒绝原假设,认为x滞后项平方之间相关。

PQ检验:

H0:X滞后项平方之间不相关;

H1:X滞后项平方之间相关;

滞后取1-5,检验结果显示滞后1阶、2阶、3阶、4阶、5阶,p值均大于0.05,拒绝原假设,认为x滞后项平方之间相关。

从LM和PQ检验结果看出,序列之间存在异方差性。

由于滞后5阶都通过显著性检验,而4阶和5阶的部分检验参数未通过显著性检验,故选择利用ARCH(3)模型拟合:

模型估计系数如下:

由于滞后5阶都通过显著性检验,我们可以选择GARCH(1,1)模型进行拟合,结果如下:

ARCH模型和GARCH模型预测:

图中黑色为真实的x数据值,显示的红色为ARCH(3)模型95%置信区间,绿色为GARCH(1,1)模型95%置信区间。

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