第 3 章 パ タ推定 ス 計測
3. 自己回 係数 ン ン
, 補間 ン ン ン ン ,実際 交互 行わ ,以 明 少
1
度 補間 ン ン 行わ , 意味MCMC
第i
ッ 真 価格 前日差∆X
t[i],
t = 1, 2, , n
得 い .以降,∆ = {∆X
t}
nt=1 .p = 0
場合∆X
t 均構造 , わ ,∆X
t=
0+ ε
t 仮定 場合尤度 ,
2πσ
02 −exp − 1 2σ
02n
t=1
(∆X
t−
0)
2 あ .い , 0 事前 0
∼ N (h
0, s
20)
仮定 ,条件付事後f (
0|σ
0, ∆ )
,f (
0|σ
0, ∆ ) ∝ exp − (
0− h
0)
22s
20× exp − 1 2σ
02n
t=1
(∆X
t−
0)
2∝ exp
− σ
02+ ns
202s
20σ
20 0− σ
02h
0+ s
20 nt=1∆X
tσ
02+ ns
202
, 規 得 .
い ,
σ
02 事前 逆 ン ,σ
02∼ IG (α
0, β
0)
,条件付事後f (σ
02|
0, ∆ )
,f σ
02|
0, ∆ ∝ σ
02 −(1+α )exp − β
0σ
02× σ
02 −exp − 1 2σ
02n
t=1
(∆X
t−
0)
2∝ σ
02 −(
1+α +)
exp − 1
σ
02β
0+
n
t=1
(∆X
t−
0)
2逆 ン 得 .
p = 1
場合∆X
t 均構造1
自己回∆X
t=
1+ φ
11∆X
t−1+ ε
t 仮定 場合,∆X
0 え 条件付尤度 ,2πσ
12 −exp − 1 2σ
12n
t=1
(∆X
t−
1− φ
11∆X
t−1)
2 あ .い , 1 事前 規 , 1
∼ N (h
1, s
21)
,条件付事後f (
1|σ
12, φ
11, ∆ , ∆X
0)
,f
21|σ
12, φ
11, ∆ , ∆X
0∝ exp − (
1− h
1)
22s
21× exp − 1 2σ
21n
t=1
(∆X
t−
1− φ
11∆X
t−1)
2∝ exp − 1 2σ
2
(
1− )
2いう 規 得 . , 均, 散 ,
= σ
12h
1+ s
21 nt=1(∆X
t− φ
11∆X
t−1)
σ
12+ ns
21, σ
2= σ
12s
21σ
12+ ns
21 あ .い ,
σ
12 事前 逆 ン ,σ
21∼ IG (α
0, β
0)
場合 条件付事 後f (σ
12|
1, φ
11, ∆ , ∆X
0)
,f σ
21|
1, φ
11, ∆ , ∆X
0∝ σ
12 −(1+α )exp − β
0σ
21× σ
21 −exp − 1 2σ
21n
t=1
(∆X
t−
1− φ
11∆X
t−1)
2∝ σ
12 −(
1+α +)
exp − 1
σ
21β
0+
n
t=1
(∆X
t−
1− φ
11∆X
t−1)
2最後 ,定常性 満 範 考慮
φ
11 事前 区間(−1, 1)
一様,条件付事後
f (φ
11|
1, σ
21, ∆ , ∆X
0)
,f φ
11|
1, σ
21, ∆ , ∆X
0∝ exp − 1 2σ
12n
t=1
(∆X
t−
1− φ
11∆X
t−1)
2× I
(−1,1)(φ
11)
∝ exp
−
n
t=1
∆X
t−122σ
12φ
11−
n
t=1
∆X
t−1(∆X
t−
1)
n
t=1
∆X
t−122
× I
(−1,1)(φ
11)
断 規 得 .
p = 2
場合2
自己回∆X
t=
2+ φ
21∆X
t−1+ φ
22∆X
t−2+ ε
2,t 仮定 場合,∆X
0, ∆X
−1 え 条件付尤度 ,2πσ
22 −exp − 1
2σ
22n
t=1
(∆X
t−
2− φ
21∆X
t−1− φ
22∆X
t−2)
2 あ .い , 2 事前 規 , 2
∼ N (h
2, s
22)
,条件付事後f (
2|σ
22, φ
21, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1)
,f
2|σ
22, φ
21, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1∝ exp − (
2− h
2)
22s
22× exp − 1 2σ
2n
t=1
(∆X
t−
2− φ
21∆
t−1φ
22∆X
t−2)
2∝ exp − 1 2σ
2n
t=1
(
2− )
2いう 規 得 . ,
σ
2 通 あ .= σ
22h
2+ s
22 nt=1(∆X
t− φ
21∆X
t−1− φ
22∆X
t−2)
2σ
22+ ns
22, σ
2= σ
22s
22σ
22+ ns
22,
σ
22 事前 逆 ン ,σ
22∼ IG (α
0, β
0)
,条件付事後f (σ
22|
2, φ
21, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1)
,f σ
22|
2, φ
21, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1∝ σ
22 −(1+α )exp − β
0σ
22× σ
22 −exp − 1 2σ
22n
t=1
(∆X
t−
2− φ
21∆X
t−1− φ
22∆X
t−2)
2∝ σ
22 −(
1+α +)
exp − 1
σ
12β
0+
n
t=1
(∆X
t−
2− φ
21∆X
t−1− φ
22∆X
t−2)
2,逆 ン 得 .
い ,自己回 係数
φ
21φ
22 発生 い 述 .定常性 満 範ン ン 行う ,
Levinson4Durbin
等式φ
21=
φ
11− φ
11φ
22 用い , 式 偏自己相関係数 表現 ,∆X
t=
2+ (φ
11− φ
11φ
22) ∆X
t−1+ φ
22∆X
t−2+ ε
2,t 得 . ,∆X
0, ∆X
−1 え 条件付尤度 ,2πσ
22 −exp − 1 2σ
22n
t=1
{∆X
t−
2− φ
11(1 − φ
22) ∆X
t−1− φ
22∆X
t−2}
2 計算 .い ,定常性 満 範 考慮 ,φ
11 事前 区間(−1, 1)
一様 ,条件付事後f (φ
11|
2, σ
22, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1)
,f φ
11|
2, σ
22, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1∝ exp − 1 2σ
22n
t=1
{∆X
t−
2− φ
11(1 − φ
22) ∆X
t−1− φ
22∆X
t−2}
2× I
(−1,1)(φ
11)
∝ exp − 1
2σ
2,φ2(φ
11−
2,φ)
2× I
(−1,1)(φ
11)
あ ,区間
(−1, 1)
断 規T N
2,φ, σ
2,φ2 従う. ,2,φ
=
nt=1
(∆X
t∆Xt − 1 −
2∆X
t−1− φ
22∆X
t−1∆X
t−2) (1 − φ
22)
2 nt=1∆X
t−12, σ
2,φ2= 2σ
22(1 − φ
22)
2 nt=1∆X
t−12あ . 様 定常性 満 範 考慮 ,
φ
22 事前 区間(−1, 1)
一様 ,条件付事後f (φ
22|
2, σ
22, φ
11, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1)
,f φ
22|
2, σ
22, φ
11, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1∝ exp − 1 2σ
22n
t=1
{∆X
t−
2− φ
11∆X
t−1− φ
22(∆X
t−2− φ
11∆X
t−1)}
2× I
(−1,1)(φ
22)
∝ exp − 1 2σ
2,φ(φ
22−
2,φ)
2× I
(−1,1)(φ
22)
計算 ,区間
(−1, 1)
断 規T N
(−1,1) 2,φ, σ
22,φ 従う. ,2,φ
=
nt=1
(∆X
t−2− φ
11∆X
t−1) (∆X
t−
2− φ
11∆X
t−1)
nt=1
(∆X
t−2− φ
11∆X
t−1)
2,
σ
22,φ= σ
22n
t=1
(∆X
t−2− φ
11∆X
t−1)
2 あ .以 , 偏自己相関係数 条件付事後 あ . ,
i
ッ 目 偏自己相関係数φ
11[i]
,φ
22[i]
発生 後 , ッ 補 間 ,φ
21[i] = φ
11[i] − φ
11[i]φ
22[i]
用い ,φ
21[i]
更新 必要 あ .p = 3
場合3
自己回∆X
t=
3+ φ
31∆X
t−1+ φ
32∆X
t−2+ φ
33∆X
t−3+ ε
3,t 仮定 場合,∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2 え 条件付尤度 ,2πσ
23 −exp − 1 2σ
23n
t=1
(∆X
t−
3− φ
31∆X
t−1− φ
32∆X
t−2− φ
33∆X
t−3)
2え .
い , 3 事前 規 , 3
∼ N (h
3, s
23)
,条件付事後f (
3|σ
32, φ
31, φ
32, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2)
,f
3|σ
32, φ
31, φ
32, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2∝ exp − (
3− h
3)
22s
23× exp − 1 2σ
23n
t=1
(∆X
t−
3− φ
31∆X
t−1− φ
32∆X
t−2− φ
33∆X
t−3)
2∝ exp − 1
2σ
23(
3− )
2, 規 得 . ,
σ
23 通 あ .= σ
32h
3+
nt=1(∆X
t− φ
31∆X
t−1− φ
32∆X
t−2− φ
33∆X
t−3)
σ
32+ ns
23,
σ
2= σ
32s
23σ
32+ ns
23.
,
σ
23 事前 逆 ン , わσ
23∼ IG (α
0, β
0)
,条 件付事後f (σ
32|
3, φ
31, φ
32, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2)
,f σ
32|
3, φ
31, φ
32, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2∝ (σ
3)
−(1+α )exp − β
0σ
32× (σ
3)
−exp − 1 2σ
32n
t=1
(∆X
t−
3− φ
31∆X
t−1− φ
32∆X
t−2− φ
33∆X
t−3)
2∝ σ
23 −(1+α )exp − β
3σ
32,逆 ン
IG (α
3, β
3)
従う. ,α
3= α
0+ n
2 , β
3= β
0+ 1
2
n
t=1
(∆X
t−
3− φ
31∆X
t−1− φ
32∆X
t−2− φ
33∆X
t−3)
2 あ .最後 自己回 係数 発生 い 考え う.い ,
Levinson4Durbin
得
2
等式,φ
31= φ
11− φ
11φ
22− φ
22φ
33φ
32= φ
11− φ
11φ
22− φ
11φ
33+ φ
11φ
22φ
33 用い , 式 偏自己相関係数 表現 等式∆X
t=
3+ (φ
11− φ
11φ
22− φ
22φ
33) ∆X
t−1+φ
11(1 − φ
22− φ
33+ φ
22φ
33) ∆X
t−2+ φ
33∆X
t−3+ ε
3,t 得 . ,∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2 え 条件付尤度 ,2πσ
32 −exp − 1 2σ
3n
t=1
{∆X
t−
3− (φ
11− φ
11φ
22− φ
22φ
33) ∆X
t−1−φ
11(1 − φ
22− φ
33+ φ
22φ
33) ∆X
t−2− φ
33∆X
t−3}
2 計算 .,
φ
11 発生 考え う.φ
11 事前 区間(−1, 1)
一様,条件付事後
f (φ
11|
3, σ
32, φ
22, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2)
,f φ
11 3, σ
23, φ
22, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2∝ exp − 1 2σ
32n
t=1
{φ
11{(1 − φ
22) ∆X
t−1+ (1 − φ
22− φ
33+ φ
22φ
33) ∆X
t−2} +
3+ φ
22φ
33∆X
t−1+ φ
33∆X
t−3− ∆X
t}
2× I
(−1,1)(φ
11)
∝ exp − 1
2σ
3,φ2(φ
11−
3,φ)
2× I
(−1,1)(φ
11)
,区間
(−1, 1)
断 規T N
(−1,1) 3,φ, σ
3,φ2 従う. ,3,φ
=
n
t=1
{∆X
t− + φ
22φ
33∆X
t−1− φ
33∆X
t−3} C
1,tn
t=1
C
1,t2, σ
3,φ= σ
32n t=1
C
1,t2 あ ,C
1,t= (1 − φ
22) ∆X
t−1+ (1 − φ
22− φ
33+ φ
22φ
33) ∆X
t−2あ .
,
φ
22 発生 い 考え .φ
22 事前 区間(−1, 1)
一様,条件付事後
f (φ
22|
3, σ
32, φ
11, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2)
,f φ
22 3, σ
32, φ
11, φ
33, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2∝ exp − 1 2σ
32n
t=1
{φ
22{(φ
11+ φ
33) ∆X
t−1+ φ
11(1 − φ
33) ∆X
t−2} + ∆X
t−
3− φ
11∆X
11− φ
11(1 − φ
33) ∆X
t−2− φ
33∆X
t−3}
2× I
(−1,1)(φ
22)
∝ exp − 1
2σ
3,φ2(φ
22−
3,φ)
2× I
(−1,1)(φ
22)
, 断 規
T N
(−1,1)(
3,φ, σ
3,φ)
従う. ,3,φ
=
n
t=1
{−∆X
t+
3+ φ
11∆X
t−1+ φ
11(1 − φ
33) ∆X
t−2+ φ
33∆X
t−3} C
2,tnt=1
C
2,t2,
σ
3,φ2= σ
23n t=1
C
2,t2 あ ,C
2,t= (φ
11+ φ
33) ∆X
t−1+ φ
11(1 − φ
33) ∆X
t−2あ .
最後
φ
33 発生 考え .φ
33 事前 区間(−1, 1)
一様 , 条件付事後f (φ
33|
3, σ
32, φ
11, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2)
,f φ
33 3, σ
23, φ
11, φ
22, ∆ , ∆X
0, ∆X
−1, ∆X
−2∝ exp − 1 2σ
32n
t=1
{φ
33{φ
22∆X
t−1+ φ
11(1 − φ
22) ∆X
t−2− ∆X
t−3}
+∆X
t−
3− φ
11(1 − φ
22) (∆X
11+ ∆X
22)}
2× I
(−1,1)(φ
33)
∝ exp − 1
2σ
3,φ2(φ
33−
3,φ)
2× I
(−1,1)(φ
33)
, 断 規
T N
(−1,1) 3,φ, σ
3,φ2 従う. ,3,φ
=
nt=1
{φ
11(1 − φ
22) (∆X
11+ ∆X
22) − ∆X
t+
3} C
3,tn
t=1
C
3,t2, σ
23,φ= σ
32n t=1
C
3,t2 あ ,C
3,t= φ
22∆X
t−1+ φ
11(1 − φ
22) ∆X
t−2− ∆X
t−3あ .
,
i
ッ 目 偏自己相関係数,φ
11[i]
,φ
22[i], φ
33[i]
発生 後 ,ッ 補間 ,
Levinson4Durbin
等式 利用, う
φ
31[i] φ
32[i]
更新 .φ
31[i] = φ
11[i] − φ
11[i]φ
22[i] − φ
22[i]φ
33[i],
φ
32[i] = φ
11[i] (1 − φ
22[i] − φ
33[i] + φ
22[i]φ
33[i]) .
3.1.3 条件付事後分 収束 サン ン 効率性
条件付事後 束 い
Geweke
束 定法 用いGeweke (1992),
渡部 大森
(2000)
.Geweke
束 定法 , ン 発生回数M
回,初期値 依 い 思わ 始
N
回 捨M − N
個ン
2
集団 , 均値 等 い う 検定 方法 あ . 論文
Geweke(1992)
い,始0.1 × (M − N )
個,後0.5 × (M − N )
個,以2
. , 束 定 用い 統計 , 無仮 : 両者 均 等 い 標準 規 従う. ,意水準
10%
検定 行う場合 ,統計 絶対値1.645
以 あ 確, 無仮 容 場合 ,事後 束 い 断 .
, ン ン 効率 調
Chib (2001)
非効率因子Inefficiency
Factor, IF
計算 .IF
, ン ン ン 得 標 計算標 均 散 散 何倍 標 数 必要 あ 示
指標 あ ,
IF = 1 + 2
∞ l=1
ˆ
ρ
l 算出 . ,ρ ˆ
ll
標 自己相関係 数 あ . , 論文 ,大塚(2011)
,各務(2011)
い,自己相関 係数 意 数 断 , 以降 高 自己相関係数0
.論文 推定法 , ン ン 対象 自己回 係数 偏自己相
関 係数 変換 い ,
AR(2)
仮定 場合 , ン ン対象
φ
11φ
22 あ ,φ
21 推定値 ,各 ッφ
21[i]
均値 用い,
φ
11, φ
22 推定値 求 後Levinson4Durbin
利用 算 出 . ,φ
21 ン ン 対象 条件付事後 計算 い い,
Geweke
束 定統計 ,IF
計測 い.3.2 ス 計測
計測 際 , 知 推定 用い 先物価格 録期間 以降 あ ,仮定 妥当性 失わ い いう前提 置 ,先物
価格 用い 外挿 期間以降 推定 .
, 知 推定 確実性 伴う. 論文 知
確実性 考慮 計測 行う ,
MCMC
各 ッ い 発生 値 い ,推定 い期間 真 価格 前 日差 予測 生成 .論文 ,真 価格 値幅 限 影響 い価格 あ ,値幅
限 度 約 課 価格 観測価格 定義 い
. ,実験手 ,真 価格 発生 後 , 限値段幅
L
関係式
(2.1)
用い 観測価格 計算 2.い ,価格 前日差 録期間
t = 1, , n
あ , 推定必要
l
日間 予測{∆X
n+j}
lj=1 生成 考え . ,l
値 商品先物 保 日数 指 ,第4
章 数値実験 最大20
日間 保 考 え . 論文MCMC
法 推定 ,第4
章述 う ン 発生
12,000
回行 後 ,初期値 依 始2,000
回 捨 ,
10,000
回 均値 推定値 用 ,推定 終了時
{∆X
n+j}
lj=110,000
生成 .場 指標 計測 ,
l
日間保 場合 積損益 lj=1∆X
t+j構築 .構築 積損益 真 価格変動 い あ
, 積損益 算出 場 指標 ,値幅 限 影響 い状況 商品先物 保 場合 場 考え . ,
VaR
α×100%定義 ,値幅 限 真 価格 作用 観測機構 問 え い
, 場参加者 値幅 限 度 あ いう共通 識 期待 変動 性 真 価格 表現 い 仮定 い .従 値幅 限 撤廃 い いう前提
自由 引 場合 価格 形成 い い.
, 積損益 側
α × 100%
用 ,ES
α×100% ,推定VaR
α×100%回 lj=1
∆X
t+j 均値 用 .い ,信用 計測 ,
{∆X
t+j}
lj=1 倍率η
積 積和η
lj=1∆X
t+j,値幅 限 影響 い状況 商品先物
l
日間保 積 損失 算出 .追証 発生 ,保 日数l
各時j(1 ≤ j ≤ l)
条件式(2.5)
用い 定 . , 発生 い ,追証 発生 場合,常 投資家 追証 清算 選択 仮定 ,
(2.8)
用い 定 行う.追証発生後 引 損失 膨 , 引 証 金基準 使い果積損失 大 場合 発生 .
,追証 発生 必 起 限 い 注
意 必要 あ . ,発生 追証 割合 確
, 条件付発生率 発生頻度 追証発生頻度 割 値 定義 . ,追証発生率, 発生率 条件付発生率 い
10,000
予測 中 , 発生 頻度 用い 比率 計算 ,損失
(2.8)
あ 条件 均値 計算 .,値幅 限 場 信用 計測 行う.生成
10,000
{∆X
t+j}
lj=1 対 , 限値段幅L (2.1)
関係 適用, 時 観測価格 前日差
{∆P
t+j}
lj=1 生成 .先程 様 ,l
j=1
∆P
t+j ,値幅 限 商品先物l
日間保 場合 積損益生成 ,値幅 限 影響 状況 場 指標 計測 .
,信用 計測 際 ,
η
lj=1∆P
t+j 値幅 限 考慮 場 合 積損失 算出 後 ,保 日数l
各時j(1 ≤ j ≤ l)
追証,発生 定 行い, 条件付発生率 損失 計算
. ,値幅 限 影響 引 能 能性 あ ,価
格 生成 際 ,計測 必要 保 日数 長い期間 予測 生 成 必要 あ .