衡量时间序列数据的波动性?

机器算法验证 时间序列 方差 预测 波动率预测
2022-03-25 19:56:36

我想计算一些固定时间序列数据的波动性或噪声度量。这可以是单个时间序列的度量,也可以是比较多个时间序列的相对度量。假设已经进行了 Dickey-Fuller 检验,并且所有时间序列都没有单位根。

测量噪声/波动性的此类指标有哪些示例?我考虑了简单的“变异系数”,即 SD/均值。但是,我想知道是否有其他方法可以衡量这一点。如果有帮助,我会使用 R。

我知道这是一个模糊的要求,我很抱歉。我非常感谢任何有关该主题的建议或资料。

2个回答

如前所述,基于 L2 范数的典型统计方法包括标准偏差以及变异系数(对于非负度量,它产生尺度不变的度量)以及离散指数(方差与平均值的比率)。如果数据是财务数据,那么也可以计算“上行”和/或“下行”风险度量,也就是高于或低于目标的半偏差,如这些 wiki 文章 ( https://en.wikipedia ) 中所述.org/wiki/Downside_riskhttps://en.wikipedia.org/wiki/Upside_risk)。

基于 L1 范数的测量是可能的,例如,MAD 或平均绝对偏差和 MADM,中值与中位数的绝对偏差。其他非参数估计包括四分位数范围、十分位数范围,以及 Rousseeuw 和 Croux 在他们的论文中讨论的指标,中值绝对偏差的替代方案(此处为无限制副本 ... http://web.ipac.caltech.edu/工作人员/fmasci/home/astro_refs/BetterThanMAD.pdf)。

信息论方法包括熵测量(https://en.wikipedia.org/wiki/Entropy_(information_theory)),例如 Theil's U或信息多样性指数的许多变体(例如,https://en.wikipedia .org/wiki/Generalized_entropy_index)。

Hyndman 的论点是他的MASE度量对于时间序列数据是最优的。MASE 是一个归一化的损失函数。创建训练和测试数据后,测试数据残差被归一化或除以训练数据中的平均误差。如果 MASE<1,则建议的模型平均而言是一个改进,超过了前一步的随机游走预测。

参见他的论文,Hyndman 和 Koehler,另一个看预测准确度的措施,国际预测杂志,22(4):679-688,2006,https ://robjhyndman.com/papers/mase.pdf,p 。3

在金融中,波动率度量是序列的标准差。均值通常接近于零,例如价格回报,因此通常不是变异系数。

但是,有很多方法可以计算标准差。例如,即使序列是平稳的,它们也经常具有自相关。在这种情况下, GARCH是一种流行的方法,它将为您提供条件方差。因此,您可以同时查看长期运行方差和条件方差。有时该系列表现出随机方差行为,在这种情况下,可以使用像 Heston 这样的模型。

即使使用最简单的高斯独立假设,也有多种估计方差的方法。看看这篇论文,了解它是如何在彭博终端中完成的。