近似贝叶斯计算在AR模型参数估计中的应用

近似贝叶斯计算在AR模型参数估计中的应用

论文摘要

时间序列分析是统计学科的一个重要分支.它主要研究随着时间的变化事物发生发展的过程,以及寻找事物发展变化的规律并预测未来的走势.在时间序列分析ARIMA模型体系中,AR模型是时间序列分析中一类重要的统计模型.[1-4]该模型被广泛的应用于金融,经济,生物,社会等领域.该模型的参数估计是时间序列的研究中最重要的环节.参数估计的方法在统计学上是系统化的,有着坚实的理论基础,但同时也是比较复杂的,对数据的特性有着较高的要求.常见的参数估计方法:矩估计法,最小二乘估计法,最小方差估计法,最大似然估计法,最大嫡估计法等.但是这些方法推导过程比较复杂.在保证一定精度的条件下,选取高效的估计方法是参数估计的研究热点.近年来很多文献分别从理论与实践的角度进行摸索,取得了很大的进展.近似贝叶斯计算(简记为ABC)就是近年来一种流行的基于贝叶斯统计的参数估计方法.与极大似然估计相比,该方法显著地特征就是用模拟的方法替代对似然函数的计算.尤其是对于复杂的模型估计,该方法具有明显的优势.本文主要利用近似贝叶斯计算方法研究了AR模型的参数估计.首先我们讨论了白噪声为正态分布AR模型参数的ABC估计.ABC方法本质上是拒绝算法,最重要的环节是尽可能选择低维的包含参数信息较多的参数统计量,这样可以降低被拒绝的概率,提高算法的效率.本文选择了自相关系数作为参数统计量进行模拟,从估计效果来看,该方法好于极大似然估计法.考虑到在金融模型中白噪声通常服从重尾分布,本文也讨论白噪声服从广义误差分布AR模型参数的ABC估计.此外本文也探讨了广义误差分布的参数ABC估计.最后本文收集深证指数近年来的数据,对深证指数分别建立白噪声服从正态分布和广义误差分布的AR模型,利用ABC算法对模型参数进行估计,从结果来看,白噪声服从广义分布的AR模型更加合理。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 课题的背景及研究现状
  •   1.2 本文的结构安排
  • 2 时间序列有关知识
  •   2.1 时间序列的统计特征
  •   2.2 平稳时间序列及其统计特性
  • 3 AR(p)模型与参数估计的介绍
  •   3.1 AR(p)模型的定义
  •   3.2 AR模型平稳性判别
  •   3.3 平稳AR模型的统计性质
  •   3.4 AR(p)模型的矩估计法
  •   3.5 AR(P)模型的最小二乘方法估计
  •   3.6 AR(p)模型的最大似然方法估计
  • 4 贝叶斯估计与近似贝叶斯计算理论
  •   4.1 贝叶斯估计
  •   4.2 近似贝叶斯计算的背景
  •   4.3 近似贝叶斯计算及其算法
  •     4.3.1 近似贝叶斯计算
  •     4.3.2 ABC算法
  •   4.4 数值模拟
  • 5 白噪声为正态分布AR模型的ABC估计
  •   5.1 白噪声为正态分布AR(p)模型的ABC估计
  •   5.2 白噪声为正态分布AR(2)模型的ABC估计
  •   5.3 数值模拟
  • 6 白噪声为广义误差分布AR模型的ABC估计
  •   6.1 广义误差分布的介绍
  •   6.2 广义误差分布随机数的生成算法
  •     6.2.1 算法一
  •     6.2.2 算法二
  •     6.2.3 算法三
  •   6.3 GED分布的近似贝叶斯估计
  •     6.3.1 数值模拟
  •   6.4 白噪声为GED分布AR(p)模型的ABC估计
  •   6.5 白噪声为GED分布的AR(2)的ABC估计
  •   6.6 数值模拟
  •   6.7 实例分析
  • 7 总结与展望
  • 参考文献
  • 附录
  •   0.1 白噪声服从正态分布ABC估计R代码
  •   0.2 白噪声服从GED分布R代码
  • 简历
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 陈发展

    导师: 张慧增

    关键词: 时间序列分析,模型,分布,参数估计,近似贝叶斯计算

    来源: 杭州师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学

    单位: 杭州师范大学

    分类号: O212

    总页数: 56

    文件大小: 2660K

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