Опубликован: 10.09.2016 | Доступ: свободный | Студентов: 947 / 166 | Длительность: 15:27:00
Тема: Экономика
Лекция 11:

Временные ряды с высокой изменчивостью

< Лекция 10 || Лекция 11: 1234 || Лекция 12 >

11.4. ММП-оценка моделей ОАРУГ и АРУГ-М

Рассмотрим метод максимума правдоподобия, необходимый для понимания и написания программ для АРУГ-моделей.

Предположим, что значения \{y_{t}\}-последовательности нормально распределены со средним \mu и постоянной дисперсией \sigma ^{2}. Из теории вероятностей следует, что логарифм функции правдоподобия, использующей Т независимых наблюдений, распределенных по нормальному закону, имеет вид


где L - функция правдоподобия.

Задача состоит в максимизации функции правдоподобия по неизвестным параметрам \mu и \sigma по известным выборочным данным \{y_{t}\}. Приравняв к нулю частные производные первого порядка, имеем:


Решая систему уравнений относительно \mu и \sigma, получаем:

\mu * = \sum y_{t}/T,\\
		\sigma ^{2} = \sum (y_{t} - \mu *)^{2}/T.

Те же принципы применяются и в регрессионном анализе.

Предположим, что последовательность \{\varepsilon _{t}\} получена из модели

\varepsilon _{t} = y_{t} - \beta x_{t}.

В классической регрессионной модели предполагается, что среднее \varepsilon _{t} равно нулю, дисперсия равна \sigma ^{2} и различные реализации \{\varepsilon _{t}\} независимы и подчинены нормальному распределению вероятностей. Тогда функция правдоподобия принимает вид


Максимизируя по \sigma ^{2} и Т, получаем стандартные формулы МНК для коэффициентов регрессии

\sigma ^{2} = \sum (\varepsilon _{t})^{2}/T,\\
		\beta ^{*} = \sum x_{t}y_{t} / \sum (x_{i})^{2}.

До сих пор мы получали линейные относительно неизвестных условия первого порядка. К сожалению, для АРУГ-моделей условия первого порядка оказываются нелинейными, и их решение требует более сложных алгоритмов.

Рассмотрим, к примеру, АРУГ(1)-процесс для ошибок регрессионной модели. Снова будем исходить из того, что \varepsilon _{t} = y_{t} - \beta x_{t}, но условная дисперсия \varepsilon _{t} представима в виде


и потому равна

h_{t} =\alpha _{0} + \alpha _{1}\varepsilon ^{2}_{t-1}.

Хотя условная дисперсия \varepsilon _{t} не постоянна, легко ввести необходимые поправки в функцию правдоподобия


где h_{t}=\alpha _{0} + \alpha _{1}\varepsilon ^{2}_{t-1} = \alpha _{0} + \alpha _{1}(y_{t-1} - \beta x_{t-1})^{2}.

Следует максимизировать функцию относительно \alpha _{0}, \alpha _{1} и \beta. Многие компьютерные программы позволяют провести такую максимизацию итерационными методами.

Контрольные вопросы

  1. Чем была вызвана необходимость исследования моделей с условной гетероскедастичностью?
  2. Что собой представляют АРУГ-модели, какому процессу подчиняется в этих моделях условная дисперсия ошибки исходного временного ряда?
  3. Покажите, что прогнозы для M_{t} - 1(\varepsilon _{t})^{2} -модели (11.16) имеют вид авторегрессии порядка q, т.е. являются процессами вида
    M_{t-1}(\varepsilon _{t})^{2} - \alpha _{0} + \sum \alpha _{0} \varepsilon ^{2}_{t-i }.
  4. Дайте определение ОАРУГ-модели. Каковы отличия в поведении условной дисперсии остатков АРУГ- и ОАРУГ-моделей?
  5. Какова область применения моделей АРУГ-М, чем они отличаются от АРУГ-моделей?
  6. Опишите метод максимального правдоподобия для оценок коэффициентов АРУГ-модели Энгла (11.4, 11.11).
< Лекция 10 || Лекция 11: 1234 || Лекция 12 >
Инесса Воробьева
Инесса Воробьева

В дисциплине "Основы эконометрики" тест 6 дается по теме 7.