协整和误差修正分析

集成和协整

一元时间序列ÿŤ综合如果能通过差分使其达到平稳。实现平稳性所需的差异数称为整合顺序. 有序时间序列d标注一世d)。平稳序列来表示一世(0)。

一个ñ-维时间序列ÿŤ协整如果某个线性组合β1ÿ1Ť+ … +βñÿ新台币组分变量是静止的。该组合被称为协整关系,以及系数β= (β1,...,βñ)'形a协整向量。协整通常与系统相关的一世(1)的变量,因为任何一世(0)的变量平凡与在使用矢量与系数1其他变量协整一世(0)其他分量上的分量和系数0。如果线性组合降低了高阶变量系统的共阶积分,则协整的思想可以推广到高阶变量系统。

协整有别于传统的经济均衡,在这种均衡中,力量的平衡会在变量中产生稳定的长期水平。协整变量在其水平上通常是不稳定的,但表现出均值回复的“价差”(由协整关系概括),迫使变量围绕共同的随机趋势移动。协整也有别于正协方差的短期同步性,正协方差只测量在每个时间步上一起移动的趋势。将VAR模型修改为包含协整变量,平衡了系统的短期动态和长期趋势。

杨碧云,

协整变量恢复到普通的随机趋势的趋势中来表达错误修正。如果ÿŤ是一个ñ维时间序列β是一个协整向量,然后组合βÿŤ-1测量在时间的数据“错误”(从静止平均值的偏差)Ť-1个。向量表示不平衡级数“正确”的速率α属于调整速度,它在Ť通过乘法误差修正项αβÿŤ-1

在一般情况下,有可能在变量之间的协整倍数关系ÿŤ,在这种情况下,矢量αβ成为矩阵一个,与每列代表一个特定的关系。误差修正项变为ABÿŤ-1=CÿŤ-1. 将误差修正项添加到差异的VAR模型中会产生矢量纠错矢量模型

Δ ÿ Ť = C ÿ Ť - 1 + Σ 一世 = 1 q 一世 Δ ÿ Ť - 一世 + ε Ť

如果变量ÿŤ都是一世(1) ,包含差异的项是平稳的,只留下误差修正项来引入长期随机趋势。等级影响矩阵C确定长期动态。如果C有完整的等级,系统ÿŤ在水平面上是静止的。如果C秩为0时,误差修正项消失,系统在差分中处于平稳状态。这两个极端对应于单变量建模中的标准选择。然而,在多变量情况下,有中间选择,对应于等级降低介于0和ñ。如果C被限制为降秩[R, 然后C因素(非唯一)ñ-由-[R矩阵一个具有C=AB'还有[R中变量间的独立协整关系ÿŤ

通过收集的差异,一个VEC(q)模型可以转换为VAR(p)水平模型,具有p=q+一:

ÿ Ť = 一个 1 ÿ Ť - 1 + ... + 一个 p ÿ Ť - p + ε Ť

矢量转换(q)和VAR(p)一个ñ-尺寸系统是由功能执行的向量2var变量2vec使用公式:

一个 1 = C + 一世 ñ + 1 一个 一世 = 一世 - 一世 - 1 一世 = 2 ... q 一个 p = - q } 矢量( q )到变量( p = q + 1 (使用 v Ë C 2 v 一个 [R

C = Σ 一世 = 1 p 一个 一世 - 一世 ñ 一世 = - Σ Ĵ = 一世 + 1 p 一个 Ĵ } VAR( p )至VEC( q = p - 1 )(使用 v 一个 [R 2 v Ë C

因为两个表示的等价的,具有降秩纠错系数的VEC模型通常被称为协整VAR模型. 特别是,协整VAR模型可以用标准VAR技术进行模拟和预测。

确定条件的作用

协整的VAR模型通常用外生项加以扩充dX

Δ ÿ Ť = 一个 ÿ Ť - 1 + Σ 一世 = 1 q 一世 Δ ÿ Ť - 一世 + d X + ε Ť

变量X可能包括季节性的或介入性的假人,或代表数据水平确定性趋势的术语。因为模型是用差分表示的ÿŤ,常量X表示确定的线性趋势ÿŤ和线性项代表二次确定性趋势。与此相反,恒定并在共整合一系列线性术语具有通常的解释作为拦截和线性的趋势,虽然受限制于由协整关系所形成的固定的变量。约翰森[104]为AB考虑五个案例ÿŤ-1+dX覆盖大部分在宏观系统观察到的行为的:

价值 的形式CÿŤ-1+dX
'H2'

ABÿŤ-1. 在协整序列中没有截取或趋势,数据水平也没有确定的趋势。

'H1*'

一个ÿŤ-1+C0). 在协整序列中存在截取,并且数据水平没有确定的趋势。

'H1'

一个ÿŤ-1+C0)+C1。有在协整系列拦截并有数据的确定性水平变化趋势。这是默认值。

“H*” 一个ÿŤ-1+C0+d0Ť)+C1。有拦截,并在协整系列线性趋势,有数据的确定性水平变化趋势。
“H” 一个ÿŤ-1+C0+d0Ť)+C1+d1Ť. 协整序列中存在截距和线性趋势,数据水平中存在确定性二次趋势。

在计量经济学工具箱中™,协整序列外的确定性项,C1d1,分别通过将常数和线性回归系数投影到一个

协整建模

集成和协整转化变量平稳性都存在机会。集成变量,由单位根和平稳性测试鉴定,可以对求差平稳。协整变量,通过协整检验鉴定,可组合成新的,稳定的变量。在实践中,如果这种转变导致更可靠的模型,与保持经济解释变量,必须确定。

从单变量的情况下推广可以产生误导。在标准箱詹金斯[21]方法单变量ARMA模型,平稳性是一个重要的假设。没有它,底层的分配理论和估计技术变得无效。在相应的多变量情况下,当VAR模型是不受限制的,并且没有协整,选择是那么简单。如果VAR分析的目的是为了确定原始变量之间的关系,差分丢失信息。在这种情况下,模拟人生,股票和沃森[175]即使在有单位根的情况下,也要避免差异。但是,如果目标是模拟底层数据生成过程,则集成的级别数据可能会导致许多问题。模型规范测试由于估计参数的数量增加而失去动力。其他的测试,如格兰杰因果关系测试,不再有标准分布,变得无效。最后,由于不衰减的脉冲响应,长时间范围内的预测受到不一致估计的影响。恩德斯[60]讨论建模策略。

在协整的情况下,简单的差分是一个模型假设错误,由于长期信息出现在水平。幸运的是,协整VAR模型提供中间选项,差异和水平之间,通过与协整关系,将它们混合在一起。由于协整VAR模型中的所有条款是固定的,与单位根问题被淘汰。

协整模型所常说的,独立的经济理论。的通常与一个共整合VAR模型描述的变量的例子包括:

  • 货币存量、利率、收入和价格(货币需求的常用模型)

  • 投资、收入和消费(生产力的通用模型)

  • 消费与长期收入预期(永久收入假设)

  • 国内外市场的汇率和价格(购买力平价)

  • 即期和远期汇率和利率(包括利率平价)

  • 不同期限利率(期限结构预期假说)

  • 利率与通货膨胀(费希尔方程)

由于这些理论描述了变量之间的长期均衡,准确估计协整模型可能需要大量低频(年度、季度、月度)宏观经济数据。因此,这些模型必须考虑在样本期间基础数据生成过程中发生结构性变化的可能性。

金融数据,相比之下,通常是可用的在高频率(小时,分钟,微秒)。协整的金融系列的均值回归的价差可以模拟并检查套利机会。例如,一价定律表明变量以下组之间的协整:

  • 现金流量相同的资产价格

  • 资产和股息价格

  • 现货、期货和远期价格

  • 买入价和卖出价

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