R語言用GARCH模型波動率建模和預測、回測風險價值 (VaR)分析股市收益率時間序列
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視頻:風險價值VaR原理與Python蒙特卡羅Monte Carlo模擬計算投資組合實例
風險價值VaR原理與Python蒙特卡羅Monte Carlo模擬計算投資組合實例
,時長10:03
風險價值 (VaR)
風險價值 (VaR) 是金融風險管理中使用最廣泛的市場風險度量,也被投資組合經(jīng)理等從業(yè)者用來解釋未來市場風險。VaR 可以定義為資產(chǎn)在給定時間段內(nèi)以概率 θ 超過的市場價值損失。對于收益率 rt 的時間序列,VaRt將是這樣的

其中 It-1表示時間 t-1 的信息集。
盡管 VaR 在提供資產(chǎn)組合下行風險的簡單總結(jié)時具有吸引人的簡單性,但沒有單一的計算方法。
1% 風險價值
將價格轉(zhuǎn)換為收益
library(ggplot2)
# 計算收益率的正態(tài)密度
# 價格與收益的關(guān)系
bp2 = Close
# 轉(zhuǎn)換收益率
bret = dailyReturn
# 改變列名
colnames(data_rd) = c("x", "y")
# 正態(tài)分位數(shù)
vr1 = quantile
ggplot(data, aes(x = x, y = y))

圖 :1% VaR
在分布術(shù)語中,對于分布 F,VaR 可以定義為它的第 p 個分位數(shù),由下式給出

其中 F?1是分布函數(shù)的倒數(shù),也稱為分位數(shù)函數(shù)。因此,一旦可以定義收益序列的分布,VaR 就很容易計算。
使用 GARCH 進行波動率建模和預測
廣義自回歸條件異方差 (GARCH) 模型 ,用于預測條件波動率的最流行的時間序列模型。
這些模型是條件異方差的,因為它們考慮了時間序列中的條件方差。GARCH 模型是在金融風險建模和管理中用于預測 VaR 和條件 VaR 等金融風險度量的最廣泛使用的模型之一。
GARCH 模型是 ARCH 模型的廣義版本。具有旨在捕獲波動率聚類的 p 滯后項的標準 ARCH(p) 過程可以編寫如下

其中,第 t 天的收益為 Yt=σtZt和 Zt~iid(0,1),即收益的創(chuàng)新是由隨機沖擊驅(qū)動的
GARCH(p,q) 模型在 ARCH(p) 模型中包含滯后波動率,以納入歷史收益的影響

GARCH(1,1) 每個階數(shù)只使用一個滯后,是實證研究和分析中最常用的版本。
?GARCH(1,1) 預測 VaR
其中最通用和最有能力的一種是 rugarch 包。在這里,我們使用數(shù)據(jù)集來演示使用 rugarch 包中可用的函數(shù)和方法對 GARCH 進行建模。
具有恒定均值方程的 GARCH(1,1) 模型?可以指定如下:
ugarchspec(variance.model = list(model = "sGARCH", garchOrder = c(1,
1)), mean.model = list(armaOrder = c(0, 0)))
上面存儲的規(guī)范?
garch_spec
?現(xiàn)在可用于將 GARCH(1,1) 模型擬合到我們的數(shù)據(jù)。以下代碼使用該函數(shù)將 GARCH(1,1) 模型擬合到 BHP 對數(shù)收益并顯示結(jié)果。

?

使用對象類可用的各種方法獲得選定的擬合統(tǒng)計量?
par1 = par() #保存圖形參數(shù)
#使用哪個參數(shù)生成圖形 圖12 1. ACF的
# 標準化殘差
plot(figarch, which = 10)
# 2. 條件SD
plot(fiarch, which = 3)
圖 :GARCH(1,1) 的兩個信息圖
使用樣本外的 VaR 預測?
讓我們使用 Student-t 分布,因為收益并不總是遵循正態(tài)分布
# 學生-T分布的spec2
spc2 = ugarchspec
rugarch 包對于估計移動窗口模型和預測 VaR 具有非常有用的功能。
garchroll(spec2, data = bpret
我們可以使用以下例程繪制 1% 和 5% VaR 預測與實際收益的對比。
# 注意繪圖方法提供了四張圖,其中VaR為選項-4
# 預測1%的學生-t GARCH風險值
plot(v.t, which = 4, VRaha = 0.01)
# 5%學生-t GARCH風險值
plot(var.t, which = 4, Vaalha = 0.05)
圖:實際收益率與 1% VaR 預測
最后獲得回測
# VaR預測的回測
report(va., VaRha = 0.05) ?#α的默認值是0.01
?
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