Эконометрика. Тихомиров
.pdfтерминологии, по-прежнему, t будем называть ошибкой. Обычно при всех версиях ГСБ предполагается, что t N(0, 2), либо она распределена по стабильному закону с нулевым средним.
Для ГСБ-1 2=const, для ГСБ-2 2= t2, что означает изменчивость дисперсии во времени, но в то же время ряды t2, t–12, t–22,... являются статистически независимыми. При ГСБ-3 в отношении 2 могут быть выдвинуты различные предположения.
Рассмотрим некоторые общие закономерности динамики цены,
вытекающие из выражения (7.18).
Подставляя в (7.18) последовательно значения t=1,2,... получим
следующую последовательность значений цен:
Y1 m Y 0 0 ; |
|
Y 2 m 2 Y 0 0 1; |
|
|
(7.19) |
Y T m T Y 0 0 1 ... T 1. |
|
В силу независимости ошибок 0, 1, 2,... и равенства нулю их математического ожидания из последовательности (7.19) непосредственно вытекает, что при m условное математическое ожидание цены в момент Т на ее значение Y0, зафиксированное в момент t=0, является линейной функцией от времени
M[YТ/Y0]=Y0+m Т. (7.20)
Аналогично, в силу независимости ошибок t, t=1, 2,...; несложно показать,
что условная дисперсия цены YT на ее значение Y0 определяется как сумма квадратов ошибки .
D(YТ/Y0)=M[Yt –M(Yt /Y0)]2=M[ 0+ 1+... Т–1 ]2=
Знание специфических свойств процесса изменения финансового показателя позволяет подобрать (построить) адекватную его закономерностям математическую модель, которая более точно описывает исходный ряд Yt, а, следовательно, и обладает лучшими предсказательными способностями в отношении его будущих значений Yt+1, Yt+2,... по сравнению с другими вариантами моделей.
Выявление этих свойств прежде всего предполагает умение соотносить свойства рассматриваемого процесса с какой-либо из версий ГСБ. Решение этой непростой проблемы обычно осуществляется с помощью специальных тестов, которым подвергается исходный ряд цен Yt, t=0, 1, ... или какие-либо его производные характеристики (доходы, логарифмы цен, их приросты и т.
п.).
7.3. Тестирование финансовых процессов
Для выявления соответствия свойств реального финансового процесса какой-либо из версий гипотезы случайного блуждания, каждая из которых в свою очередь характеризуется специфической формой ортогонального условия (7.15), обычно применяются специальные тесты. Поскольку финансовые процессы являются временными рядами, то в целом,
группировка таких тестов аналогична группировке, рассмотренной в главе
VI. Иными словами, все множество тестов разделяется на три группы:
параметрические, полупараметрические и непараметрические. Более того,
многие из рассмотренных в главе VI тестов могут быть использованы и в анализе финансовых процессов, разумеется с учетом их особенностей.
Основными из них являются большая продолжительность временного ряда,
что позволяет использовать асимптотические оценки; не обязательно нормальное распределение приростов (ошибки), что сужает возможности
применения параметрических тестов.
Как и для временных рядов в целом при тестировании финансовых
процессов достаточно широкое распространение получили
|
|
t yt |
yt 1 yt . |
(7.26) |
Значения |
t |
являются случайными |
величинами |
с нулевым |
математическим ожиданием. Они могут быть как положительными, так и отрицательными (включим в последнее множество и нулевые значения ошибки). Обозначим через It случайную переменную, принимающую только значения 0 или 1 при следующих условиях:
1, t 0; |
|
It = 0, t 0. |
(7.27) |
Тест Коулса-Джонса основан на сопоставлении числа пар значений t, t+1
содинаковыми (положительными или отрицательными) знаками с
количеством смен знаков во временном ряду |
t . С |
этой целью |
с |
использованием соседних значений It и It+1 |
сформируем величину |
Аt |
|
согласно следующему выражению: |
|
|
|
Аt=It It+1+(1– It)(1– It+1). |
(7.28) |
||
Несложно убедиться, что на каждой паре It и It+1 Аt принимает значение либо 0 (если It и It+1 имеют разные значения), либо 1 (если значения It и It+1
совпадают). Тогда для любой последовательности t, t=0,1,2,..., Т, число NS,
рассчитанное как
T 1 |
|
N s At |
(7.29) |
t 0 |
|
представляет собой количество пар значений ошибки t и t+1, имеющих одинаковый знак, а число Nr , определяемое как
Nr = T – NS – |
(7.30) |
количество смен знаков у ошибки.
Если ГСБ справедлива, то при =0 и дополнительном предположении о симметричности распределения ошибки, числа NS и Nr должны быть приблизительно равными, а, следовательно, и их отношение
SR |
N s |
|
N s |
(7.31) |
|
N r |
T N s |
||||
|
|
|
будет достаточно близким к единице. При достаточно больших значениях Т этот вывод является следствием теоремы Чебышева, вытекающим из представления (7.31) в виде отношения частот S=NS/Т и r=Nr/Т, S=1– r,
которые при Т определяют вероятности последовательностей t и t+1 с
одинаковым знаком и смены знаков у этих значений ошибки соответственно
|
N s |
|
N s / Т |
pr |
s |
|
1 / 2 |
|
|
|
SR |
|
|
|
= 1, |
(7.32) |
|||||
N r |
N r / Т |
1 s |
1 / 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
pr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где символ “ ” означает сходимость в вероятностном смысле случайной |
||||||||||
величины SR к ее математическому ожиданию, в данном случае равному единице.
Заметим, что NS является случайной переменной, сформированной как сумма Т случайных величин Аt, распределенных по закону Бернулли на множестве 1 и 0. Закон распределения Аt с ростом Т приближается к нормальному. Причем, поскольку для ошибки, определенной по формуле
(7.26), имеем |
р( t )=р( t )=1/2, то из выражения (7.28) непосредственно |
вытекает, что |
|
|
p(At 1) (1/2)2 (1 1/2)2 1 / 2; p(At 0) 1 / 2. (7.33) |
Из этого факта следует, что математическое ожидание величин NS |
и Nr |
||||||||||||||||
равно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M [ |
N s |
] M [ |
N r |
] |
s |
T |
r |
T |
1 |
T , |
(7.34) |
||||||
2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а их дисперсия – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D( |
) D( |
N r |
) |
s |
|
r |
T |
1 |
T . |
(7.35) |
||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
N s |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Можно показать, (см. приложение 3 к главе VII), что в этом случае с |
|||||||||||||||||
увеличением Т закон распределения отношения |
|
|
|
|
|
|
|
SR=NS/Nr |
также |
||||||||
является нормальным с математическим ожиданием, стремящимся к
единице, |
и |
дисперсией |
отношения |
D(NS/Nr), |
асимптотически |
|||
приближающейся к следующей величине: |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
D( N s / N r ) D( s / r ) |
4 |
. |
(7.36) |
||
|
|
|
Т |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, проверка ГСБ с использованием теста Коулса-Джонса при небольших значениях Т состоит в установлении факта принадлежности расчетного значения NS /Nr следующему интервалу:
1 |
* |
( p |
,Т 1) |
2 |
|
N s |
/ |
N r |
1 |
* |
( p |
,Т 1) |
2 |
,(7.37) |
|
|
|||||||||||||
|
* |
|
Т |
|
|
|
* |
|
Т |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где * (р*, Т–1) |
– табличное значение критерия Стьюдента, соответствующее |
|
уровню доверительной вероятности р* |
и числу степеней свободы Т–1. |
|
При Т |
для этих же |
целей целесообразно использовать |
стандартизованное нормальное распределение, согласно которому ГСБ принимается, если выполняется следующее соотношение:
х1 |
( N s / N r 1) |
Т |
|
х2 , |
(7.38) |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
r 1 s 2 |
2 |
(7.41) |
(1 ) . |
Тогда, очевидно, что соотношение этих двух вероятностей окажется больше единицы
|
s |
|
|
2 |
(1 ) |
2 |
|
|
|||
S R |
|
|
|
1. |
(7.42) |
||||||
r |
2 |
|
(1 ) |
2 |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Математическое ожидание случайной переменной NS, как и в предыдущем случае определяется согласно распределению Бернулли, т. е. М[NS ]=S Т.
Однако при определении дисперсии этой случайной величины следует учитывать, что в каждой паре переменные Аt и Аt+1 зависимы между собой. В
этом случае значение определяется следующим выражением
D( |
) T |
s |
(1 |
) 2Т сov( |
At |
, |
), |
(7.43) |
|
N s |
|
s |
|
At 1 |
|
где ковариация двух последовательных случайных величин Аt и Аt+1
рассчитывается согласно следующей формуле (см. приложение 1 к главе
VII):
сov( |
|
, |
) |
|
3 |
(1 ) |
3 |
|
2 |
. |
(7.44) |
At |
|
|
|
s |
|||||||
|
|
At 1 |
|
|
|
|
|
|
Коулс и Джонс показали, что случайная переменная SR из выражения
(7.42) при больших значениях Т распределена приблизительно по нормальному закону с математическим ожиданием и дисперсией,
определяемыми следующими выражениями соответственно (см. приложение
3 к главе VII):
