- •Определение цены опциона методом имитационного моделирования
- •Общие принципы имитационного моделирования многокомпонентных систем
- •Организация квазипараллелизма просмотром активностей
- •Два способа изменения (протяжки) системного времени
- •Организация квазипараллелизма транзактным способом
- •Оценка погрешности результирующего показателя имитации из-за различия затравочных чисел генератора псевдослучайных чисел
- •Понижение дисперсии при вычислении интегралов
- •Применение имитационного моделирования (им) к сравнению методов оценивания и анализу их точности
- •Дополнительная литература
- •Основная литература
- •Обобщенный мнк
- •1) Гетероскедастичные ошибки.
- •3. Объясняющие переменные и случайные ошибки одномоментно некоррелированы (хотя в разные моменты и зависимы).
- •Адекватность моделирования. Состоятельные методы
- •Оптимальный предиктор
- •Алгоритм чередующихся математических ожиданий – ace-алгоритм (alternating conditional expectations)
- •Проверка адекватности моделирования
- •Полиномиальная лаговая структура Алмон
- •Геометрическая лаговая структура Койка
- •Модель частичной корректировки
- •Модель адаптивных ожиданий
- •Модель потребления Фридмена
Обобщенный мнк
Необходимо найти
и
по заданным z и
.
Сведем ОЛММР к КЛММР.
Известно, что всякая симметричная невырожденная матрица A допускает представление
,
где C – некоторая
невырожденная матрица. Разложим
.
Умножим (1) слева
на C-1:
.
Переобозначим
.
Минимизируя
,
(1*)
как и ранее, имеем:
и, возвращаясь к исходным наблюдениям:
.
(1**)
Убедимся, что как и в КЛММР:
![]()
![]()
,
поэтому ковариационная матрица оценок
коэффициентов регрессии по ОМНК:
.
Несмещённая оценка
коэффициента
:
.
Коэффициент детерминации:
,
теперь не обязательно
,
имеет вспомогательное, эвристическое
значение.
Замечание: подставляя в исходный критерий (1*)
,
получим критерий
(2)
через исходные данные ОЛММР. Решение знаем: (1**).
Замечание:
ситуации, когда
известна, крайне редки (
неизвестных параметров).
В практически
реализуемом ОМНК приходится вводить
априорные ограничения на структуру
матрицы
(см.
предположения):
1) Гетероскедастичные ошибки.
Подставляя
в (2), получим
.
(3)
Поэтому ОМНК в
этом случае называют взвешенным
МНК (
–
веса).
Из (3) следует, что
на выработку
более сильное влияние оказывают данные
с меньшей дисперсией ошибок.
Замечание: проверка гипотезы о гомо-/гетероскедастичности ошибок:
(гомоскедастичность);
(гетероскедастичность).
Разбить выборку
{
}
на G кластеров (g
= 1, ..., G) (кластер-анализ).
В каждом кластере найти выборочные дисперсии:
,
где
.
Затем для проверки
гипотезы
применяется критерий Бартлетта равенства
G дисперсий.
Если
отвергается, то используем ОМНК:
,
где g – номер
кластера, к которому принадлежит n.
2) автокоррелированные ошибки.
Это могут быть, например, ошибки, связанные моделью авторегрессии 1-го порядка (AR(1)):
,
–
белый шум:
,
,
–
символ Кронекера.
(автокорреляции
затухают с увеличением лага),
.
Замечание: проверка гипотезы о наличии/отсутствии автокорреляции ошибок (критерий Дербина – Уотсона):
.
Статистика критерия:
,
–остатки обычного МНК.
Ясно, что при
![]()
, поэтому, если:
1)
;
2)
.
Таким образом,
?
?
| |
| | |
2
.
Если автокорреляция
существует, а
неизвестен,
то можно:
а) грубо считать,
что
(и подставить это в
);
б) использовать процедуру Кохрейна – Оркатта:
– найти
;
–
;
– оценка
находится
как МНК–оценка коэффициента регрессии
в модели
;
–
;
– переход к п. 2,
где
заменить
на
.
Продолжаем цикл
до тех пор, пока
не стабилизируется.
Недостаток алгоритма
состоит в том, что есть опасность уйти
в локальный минимум
.
Прогноз в ОЛММР
Оценка нового yN(T) по известным факторам производится по формулам:
1. Гетероскедастичные ошибки:
.
2. Автокоррелированные ошибки:
.
Дихотомические результирующие показатели. Логит- и пробит-модели
Нередко зависимая переменная – переменная отклика– бинарна по своей природе, т. е. может принимать только два значения. Например, пациент может выздороветь, а может и нет, кандидат на должность может пройти, а может провалить тест при приеме на работу, человек может быть безработным, а может и иметь работу и т. п. Во всех этих случаях нас может заинтересовать поиск зависимости между одной или несколькими “непрерывными” переменными (например, в последнем случае x1 – возраст, x2 – доход за последний год, x3 – стаж работы и т. п.) и одной зависящей от них бинарной переменной.
Конечно, можно использовать стандартную множественную регрессию и вычислить стандартные коэффициенты регрессии. Например, можно задать переменную y со значениями 1’ и 0’, где 1 означает, что соответствующий человек безработен, а 0 – что он занят. Однако здесь возникает проблема: множественная регрессия «не знает», что переменная отклика бинарна по своей природе. Поэтому это неизбежно приведет к модели с предсказываемыми значениями, большими 1 и меньшими 0. Но такие значения вообще не допустимы для первоначальной задачи, таким образом, множественная регрессия просто игнорирует ограничения на диапазон значений для y.
Задача регрессии
может быть сформулирована иначе: вместо
описания бинарной переменной мы описываем
непрерывную переменную со значениями
на отрезке [0, 1], которую интерпретируем
как вероятность
.
(4)
Здесь
– вектор регрессоров,
– вектор коэффициентов регрессии.
– логистическая
функция.
Легко заметить,
что вне зависимости от коэффициентов
регрессии и значений
значения p всегда
будут принадлежать отрезку [0, 1]:

Таким образом, модель логит-регрессии имеет вид
,
(5)
где En – случайная ошибка в n-м измерении. Очевидно,
En гетероскедастичны,
так как их дисперсия зависит от
.
Если вместо
использовать
– функцию нормального стандартного
распределения, то это будет пробит-модель.
Модель (5) нелинейна
по параметрам
,
и перед применением МНК ее следует
линеаризовать. Перенесем ошибку налево
и применим к обеим частям преобразование,
обратное к
.
Ограничиваясь первыми членами разложения
левой части по формуле Тейлора, получим:
,
где
,
ошибки гетероскедастичны.
Чтобы при
практическом применении МНК последнее
выражение имело смысл, необходимо
рассматривать группированные или
повторяющиеся данные, заменяя
средним значением, не равным 0 и 1.
Из-за вышеуказанных трудностей оценку вектора коэффициентов регрессии лучше найти методом максимального правдоподобия. Если вероятность получить 1 есть (4), то вероятность получить 0 есть 1- p и вероятность получить цепочку 1, 0, 0, … есть произведение вероятностей p(1-p)(1-p)….
Функция правдоподобия:

В результате
определяется
такой, что вероятность получить при
имеющихся факторах имеющиеся отклики
будет максимальной. Для проверки качества
моделирования (значимости эффектов
факторов) проверяется гипотеза

Статистика критерия – логарифм квадрата отношения правдоподобий для моделей H1 и H0 – имеет при H0 приближенно распределение хи-квадрат с K степенями свободы, поэтому уровень значимости:
.
Маржинальный эффект фактора
Маржинальный эффект фактора xi показывает изменение вероятности
{Y = 1} при изменении фактора xi на единицу.
Можно показать, что он имеет вид:
.
Пример (продолжение): на сколько процентов увеличится вероятность успеха в задании при увеличении опыта работы (от его среднего значения = 16.88 мес.) на 1 месяц?
Маржинальный эффект = 0.4*0.6*0.161 = 0.038, то есть вероятность успеха повышается на 0.038, или примерно на 10 %.
Стохастические объясняющие переменные
Данная модель имеет вид
,
(6)
где теперь
–
случайные величины;

Z – случайная матрица плана.
Рассмотрим три случая.
1. Случайные ошибки
не зависят от
.
В этом случае все результаты обычного регрессионного анализа сохраняются. В частности, МНК-оценка остается несмещенной.
Доказательство:
![]()
![]()

.
2. Случайные ошибки
зависят от
.
,
и оценка
– смещенная и несостоятельная.
Метод инструментальных
переменных. Пусть существуют некоторые
переменные
,
коррелированные с
и
независимые с
,
– «инструментальные переменные»:
;
;
;
;
– состоятельная
оценка вектора коэффициентов в (6).
Замечание: аналогичным способом можно было бы “вывести” и обычную формулу МНК-оценки.
Пример (Модель Кейнса):
– потребление в
стране в
-м
году;
– совокупный
выпуск;
– случайная
особенность
-го
года;
– инвестиции.
(7, 8)
(4) –> (5):
.
Видно, что
зависит от
,
поэтому
,
оцененная по данным уравнения (7), –
смещенная и несостоятельная.
Возьмем
в качестве инструментальной переменной:
по (8) она коррелирует с
,
не зависит от
,
т.к. инвестиции – экзогенная переменная,
и определяется другими причинами (может
быть, политическими решениями), нежели
:
.
Пример: измерения неслучайных переменных (факторов) с ошибками (стохастичность – следствие несовершенных измерений):
.
zn
– не случайны, но, измеряя их, мы получаем
.
–
случайная ошибка измерения;
.
Поскольку
и
зависят от
,
то они зависимы, а значит, обычные
МНК-оценки
по
– смещенные и несостоятельные (см. [2],
с. 248 – 251; [1], с. 729 – 732).
