THE PROBABILISTIC PROPERTIES OF THE NONLINEAR AUTOREGRESSIVE MODEL WITH CONDITIONAL HETEROSKEDASTICITY

In this paper we examine the geometric ergodicities under fairly wide conditions for the following nonlinear autoregressive model

基于WPD-ARIMA-GARCH组合模型的酱卤肉制品安全风险区间预测

针对传统确定性预测不能提供不确定性信息的难题,本研究提出了一种点估计和区间估计组合预测模型,并将其创新性地应用在食品安全风险预警领域。在点估计部分,使用小波包分解(wavelet packet decomposition,WPD)对周风险等级序列分解后,应用差分自回归移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型进行预测;在区间估计部分,使用广义自回归条件异方差(generalized autoregressive conditional heteroskedast,GARCH)模型对残差进行预测。本实验将建立的WPD-ARIMA-GARCH组合模型运用于某地区酱卤肉制品的风险预测,结果表明2019年的3月底和7月底该地区的酱卤肉制品安全风险较高,与实际情况相符;同时,该模型在10个不同地区的酱卤肉制品风险预测中,均方误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为1.626、0.806和20.824;其90%置信区间的预测区间平均宽度和覆盖宽度标准值均为0.024,可以覆盖所有真实值。该模型具有较高的预测精度和较低的误差,能对酱卤肉制品质量安全起到风险防控作用,可为日常食品安全监管提供相应的技术支持。

考虑碳市场风险的热电联产虚拟电厂低碳调度

燃煤热电机组“以热定电”的运行模式会导致新能源消纳能力不足,且运行过程中会产生过高碳排放。为此,建立了考虑地源热泵、电转气(P2G)和碳捕集与封存(CCS)的热电联产虚拟电厂模型,并提出了基于碳市场风险的虚拟电厂低碳调度策略。利用自回归滑动平均模型及广义自回归条件异方差模型预测碳市场的次日碳价,并用条件风险价值模型衡量其波动风险;引入电制热设备地源热泵,协同P2G-CCS解耦热电联产“以热定电”运行约束;提出以各设备的运行成本、弃风弃光惩罚成本、碳交易及碳市场风险成本之和最小为目标函数的优化调度策略。算例结果表明:所提调度策略不仅能促进新能源消纳,提高经济效益,还可以降低系统碳排放。

基于广义自回归条件异方差选股模型的布林带通道突破择时量化交易

提出一种综合利用广义自回归条件异方差模型进行波动率选股、布林带通道突破择时和平均真实波幅(ATR)动态止损的量化投资策略。首先,利用广义自回归条件异方差(GARCH)模型预测未来一周波动率最大的30只股票,构建股票池;其次,采用布林带指标进行择时,捕捉价格趋势变化;最后,根据平均真实波幅指标调整止损位,保护资本。通过多次回测,确定最佳参数。研究结果表明,该策略在不同市场环境下均表现出色,熊市具有较好的避险能力,牛市和震荡市场具有较强的盈利能力,实现了稳定的超额收益。综合运用波动率选股、价格突破和动态止损策略,为投资者提供了一种有效的量化投资方案。

投资者情绪指数构建及其与超额收益率关系研究

有效度量市场投资者情绪是研究投资者情绪对资本市场影响的关键。选取2008—2022年证券投资者信心指数、消费者信心指数、市盈率、成交量、换手率、新增投资者开户数的月度数据,用主成分分析法构建市场投资者情绪复合指数(CIMIS_(t)),并通过“孪生股票”模型和定性分析对CIMIS_(t)进行有效性检验。采用ARMA-GARCH模型消除CIMIS_(t)和超额收益率(R_(a))的自相关和异方差性,对其残差进行回归分析和Granger因果检验。实证发现,CIMIS_(t)能较准确表征中国股市投资者情绪,去除自相关和异方差性的投资者情绪与R_(a)呈显著正相关,对R_(a)拟合效果更好;短期内超额收益率明显影响投资者情绪,而投资者情绪不能明显影响我国股市的表现。研究结果为投资者在投资决策以及监管者在制定市场政策时提供参考。

单个期货合约市场风险VaR-GARCH评估模型及其应用研究

以单个期货合约每一交易日的涨跌率反映期货合约市场风险,借助V aR风险价值法,运用广义自回归条件异方差(GARCH)模型,建立了V aR-GARCH单个期货合约市场风险评估模型,解决了单个期货合约每一交易日最大损失的确定问题.该模型的特点为借助GARCH方法预测条件异方差,充分体现了期货合约价格的聚集效应、厚尾效应和时变方差效应,使V aR估计更加精准;对V aR的置信区间进行2χ检验,从实证的角度得到合理精准的V aR值;可以依据本模型确定期货保证金的数量,为交易所制定更合理的单个期货合约保证金收取水平提供依据.

基于GARCH-EWMA的期货价格预测模型

在EWMA和GARCH模型思想的基础上,提出基于GARCH-EWMA的期货价格预测模型,为期货市场合约价格的预测提供新的预测方法.本模型的特点一是GARCH模型对EWMA模型中的关键参数———衰减因子进行测定,解决以往使用EWMA模型时没有一个科学的确定衰减因子的方法.二是通过分别对大豆和豆粕期货合约的衰减因子进行确定,发现不同品种不同时间的衰减因子显著不同,因此,对于不同商品有区别地采用相应的衰减因子;解决以往预测模型对不同期货商品的预测均采用同一模型的问题.

基于小波分析与广义自回归条件异方差模型的短期电价预测

由于电价波动具有非线性及波动集群现象,因此提出了一种基于小波分析和广义自回归条件异方差模型相结合的短期电价预测新方法。首先应用小波分解原理将电价序列分解成低频部分和高频部分,在此基础上对各子序列分别建立广义自回归条件异方差模型并进行预测;然后利用小波理论对各子序列的预测结果进行重构,实现对原始电价序列的预测;最后以美国加州电力市场历史数据为例进行了验证,结果表明本文方法是可行和有效的。

GARCH模型在开放式基金中的实证研究

用GARCH模型及其推广模型,分析了我国华安创新基金收益率的波动情况。实证分析结果表明:华安创新基金收益率存在异方差性和不对称的现象,用EGARCH-M(2,2)模型就能较好模拟该基金收益率的特征。

基于厚尾均值广义自回归条件异方差族模型的短期风电功率预测

风电功率预测准确度的提高对提高电力系统调度效率具有重要的作用。基于对风电功率时间序列波动性的研究,推广了一种厚尾均值广义自回归条件异方差(GARCH-M)族短期风电功率预测模型,同时,基于波动补偿项的不同形式,将模型拓展为多种类型的厚尾GARCH-M模型。该类模型能够捕捉风电功率时间序列波动性与其条件均值的直接关系,并能够有效刻画具有高峰度特征的实际风电功率序列的厚尾效应,使风电预测准确度提高。结合江苏地区风电场风电功率实际数据,对所提厚尾GARCH-M模型进行了参数估计,论证了存在于风电时间序列中的GARCH-M效应和厚尾效应,给出了风电功率均值和条件方差的预测方案。算例分析结果验证了所提方法的可行性和有效性,表明了考虑厚尾特征的GARCH-M族模型短期预测效果满意。

风电场输出功率的多时段联合概率密度预测

风电场输出功率波动性较强,难以精确预测,掌握其输出功率的分布规律对含有风电场的电力系统的运行决策具有重要意义。文中在分析风电场有功功率输出特性的基础上,提出了风电场输出功率多时段联合概率密度预测,利用风电场输出功率在时段间较强的相关性,估计其波动的幅度与速度特征,为系统运行提供更全面的决策信息。结合多元回归估计常条件相关—多元广义自回归条件异方差(CCC-MGARCH)模型与稀疏贝叶斯学习方法,给出了一种基于数值天气预报信息的风电场输出功率短期多时段联合概率密度预测方法。该方法依据CCC-MGARCH模型思想,将未来多个时段内风电场输出功率的联合概率密度预测问题分解为:风电场在各个时段内独立的输出功率概率密度预测子问题和时段间关联的输出功率预测误差相关系数矩阵估计子问题,利用稀疏贝叶斯学习方法在概率密度预测问题上的优势,形成预测效果好、计算效率高的风电场输出功率多时段联合概率密度预测方法。应用实例与分析说明了该方法的有效性。

基于GARCH-EWMA原理的期货交易保证金随动调整模型

在EWMA模型和GARCH模型思想的基础上,结合SPAN系统的思想,以保证金在期货交易中可以弥补最大损失额和保证交易的正常进行等作用为考虑因素,运用数理统计和VaR等风险管理方法,建立了保证金随动调整模型。在满足给定风险系数和置信水平的前提下,制定合理的保证金的收取比例,为期货交易的保证金水平的确定提供了新的计算方法。本模型的特点一是利用GARCH模型对EWMA模型中的关键参数-衰减因子进行测定,解决了以往使用EWMA模型时,对该参数人为赋值而导致模型人为因素过强的问题。二是在模型中引入波动函数,用来确定随时点t而不断变化的波动系数值。并采用大量的历史数据对大豆、豆粕两种期货品种的波动函数进行线性拟合,得到时点t与波动系数之间的连续线性函数,以代替以往波动系数与时点t之间所采用的极为粗糙的分段函数,从而大大提高了模型的灵敏性。三是采用近4500个合约价格的历史数据,对大豆和豆粕两种期货合约价格的涨跌停情况进行统计分析,得到这两类期货品种的涨跌停情况的概率分布。并分别考虑各种可能发生的情况综合计算最终单位保证金,使得保证金的计算更具全面性。

基于非参数GARCH模型的电价预测

基于非参数条件异方差估计理论,提出了一种改进的电价曲线预测方法。文中从实际电价曲线出发,针对条件方差函数建模,并采用非参数估计方法确定其模型。另外,在非参数估计中,针对条件标准差不可测困难,引入了迭代估计算法,通过不断修正作为输入量的条件标准差估计值来提高条件方差函数的估计可信度。在研究加州电力市场2000年日前电价时间序列波动特性的基础上,对Humb节点的日前电价时间序列进行建模并模拟预测。试验结果表明,文中所提模型能够更好地体现电价时间序列波动集群性这一特征,利用非参数估计所确定的模型提升了尖峰电价的预测效果。

南京市呼吸道疾病时间序列模型的建立与分析

利用1990～2000年南京市支气管哮喘与感冒逐月就诊人数病例资料和同期国家气象中心资料室的月平均压、温、湿等资料,讨论了2种疾病发病人数的月际和年际变化规律,分别建立了包含气象因子的预报2种疾病逐月就诊人数的条件异方差和动态回归模型.南京地区支气管哮喘就诊人数高峰期出现在春末与秋季,逐年的就诊人数呈现上升趋势,其发病与当月月平均气压、上一个月月平均温度有关.感冒就诊人数高峰期出现在夏秋季,其发病与月平均最低温度和月极端最低温度有关.将模型应用于2种疾病逐月就诊人数的等级预报中,其预报等级准确率分别达75.0%和66.7%,表明此建模方案是可行的,此类模型有一定的使用价值.

上交所国债市场波动率的实证研究

通过对上海证券交易所国债市场指数收益率序列波动特征的研究发现,上交所国债市场指数收益率不但具有非正态性和条件异方差的特点,还具有长记忆性特征。实证研究表明,FIGARCH(1,d,1)模型能够较好地刻画上交所国债指数收益率波动的特征。

基于自回归条件异方差转换指标的非线性损伤识别

为了解决时域非线性损伤的识别问题,基于自回归条件异方差(ARCH)模型的基本理论给出了ARCH模型建模的定阶方法及模型参数估计的极大似然估计法;分析了结构非线性损伤的特性,提出了基于ARCH模型的非线性损伤识别原理;考虑到基于自由度的损伤指标难于判断损伤位置,故提出了一种自回归条件异方差转换指标;在测量误差和模型误差的影响下,使用3层框架结构的非线性损伤试验来验证该损伤指标的有效性.试验结果表明:非线性间隙距离为0.05 mm和0.10 mm时,损伤位置第3层的自回归条件异方差转换指标值比传统的倒谱测距转化指标值高21.7%以上;当非线性间隙距离为0.20 mm时,第3层的自回归条件异方差转换指标值比倒谱测距转化指标值高3.7%.

基于GARCH模型的深证综合指数收益率波动性研究

在介绍GARCH模型相关理论的基础上,以深证综合指数收盘价为研究对象,运用Eviews6.0软件对深证综合指数收益率的波动情况进行了实证分析.结果表明,深证综合指数收益率具有明显的ARCH效应和平稳性特征,且有显著的"尖峰厚尾"现象,存在波动的集群性.同时,通过比较发现GARCH(1,1)模型最能模拟深证综合指数收益率的实际情况.此外,得出收益率具有明显的"杠杆效应",且验证了深证综合指数支持风险溢出理论.最后,在GARCH模型的基础上计算了VaR值.

基于GARCH类模型的人民币汇率非线性依赖关系研究

利用三类不同结构的基本GARCH类模型对四个不同时间跨度上人民币汇率序列进行拟合和效度检验;并进一步结合窗口检验程序,借助相关性C统计量和双相关H统计量对实证对象的GARCH类非线性结构的稳定性及GARCH类模型中有关非线性相关的基本假设进行检验。结果表明,人民币汇率系统是一个典型的非线性动态复杂系统,人民币汇率序列中的GARCH类非线性结构表现出了非持续和瞬时性的特点。

一类基于非参数回归的条件异方差检验

现有基于参数模型构造的条件异方差检验往往存在模型设定偏误问题。为了避免模型误设对检验结果的影响,并且捕获多种条件异方差现象,本文基于非参数回归构造了不依赖于特定模型形式的条件异方差检验统计量。该统计量可视作条件方差和无条件方差之间差异的加权平均,在原假设成立时渐近服从标准正态分布。数值模拟结果表明本文统计量具有良好的有限样本性质,也说明条件均值模型误设会导致错误地拒绝条件同方差的原假设,凸显了本文引入非参数方法构造条件异方差检验的必要性。实证分析采用本文统计量探讨了国际主要股指收益率的条件异方差现象,得到了与Engle(1982)不同的检验结果,可能意味着股指收益率呈现出非线性动态特征。

基于广义自回归条件异方差模型的世界原油运价风险分析

为有效评估世界原油运价风险,根据世界原油运输市场运费收益的基本特性,选用基于广义误差分布(Generalized Error Distribution,GED)的广义自回归条件异方差(Generalized Auto-Re-gressive Conditional Heteroskedasticity,GARCH)模型,计算原油运价收益率波动的风险值.该模型很好地描述了运价收益率曲线尖峰厚尾、波动聚集性以及杠杆效应等特征.以波罗的海航运交易所发布的波罗的海原油油船运价指数(Baltic Dirty Tanker Index,BDTI)为例进行研究分析,检验结果表明该方法有效.