Prognose ökonomischer Zeitreihen mit dem Kointegrationsansatz
Eine empirische Analyse des deutschen Geld-, Kapital- und Aktienmarktes
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Thorsten Freihube
- Abgabedatum: Juli 1995
- Umfang: 237 Seiten
- Dateigröße: 8,9 MB
- Note: 1,0
- Institution / Hochschule: Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-3893-7
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-3893-7 P - ISBN (CD) :978-3-8324-3893-7 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Freihube, Thorsten Juli 1995: Prognose ökonomischer Zeitreihen mit dem Kointegrationsansatz, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Integration, ARMA, Kointegration, stochastische Prozesse
In den Warenkorb
38,00 €
Diplomarbeit von Thorsten Freihube
Einleitung:
Die Prognose ökonomischer Zeitreihen kann mit verschiedenen Methoden durchgeführt werden. Auf der Basis stochastischer Prozesse sind univariate ARIMA-Modelle, die auch als Box-Jenkins-Modelle bekannt sind, bereits in der Praxis etabliert. Dabei wird die zu prognostizierende Zeitreihe als Linearkombination früherer Ausprägungen und Störeinflüsse dargestellt.
Da solche univariaten Methoden keinerlei theoretische Kenntnisse und Zusammenhänge zwischen ökonomischen Zeitreihen erfordern, sind sie leicht modellierbar und vielseitig anwendbar. Dieser Vorteil ist aber zugleich ein Nachteil, da die Prognosegüte durch Einbringung externer Variablen vermutlich verbessert werden kann; die dynamische Beziehungen zwischen den Zeitreihen werden dann mitberücksichtigt.
VARMA-Mofdelle stellen eine Verallgemeinerung der ARIMA-Modelle für den multivarianten Fall dar, wobei anstelle der einzelnen zeitreihenvariablen einfach Zeitreihenvektoren treten. dabei werden simultan alle Abhängigkeiten der einzelnen Zeitreihen, sowie die Beziehungen zwischen den Zeitreihen modelliert.
Gang der Untersuchung:
In Abschnitt 2 werden zunächst solche univariaten und multivariaten Modelle stochastischer Prozesse vorgestellt.
In Abschnitt 3 werden mögliche Trendformen von Zeitreihen, die die Anforderung der Stationarität nicht erfüllen, dargestellt, und es wird auf die Probleme, die bei der Trendbereinigung bzw. Differenzbildung entstehen können, eingegangen.
Weiterhin werden Tests, die der Bestimmung der Trendform und des Integrationsgrades dienen, vorgestellt. In Abschnitt 4 werden verschiedene Schätzmethoden für die dargestellten Modelle erläutert.
Durch die Differenzierung der Zeitreihen entsteht jedoch der Nachteil, dass lang- oder längerfristige Zusammenhänge, die zwischen den variablen bestehen, verloren gehen. Einen Ausweg biete das Konzept der Kointegration, welches in Abschnitt 5 vorgestellt wird. Dabei geht man von einer oder mehreren langfristigen Gleichgewichtsbeziehungen zwischen den nichtstationären Variablen aus, die lediglich kurzfristigen Störungen unterliegen. Die nichtstationären Variablen bezeichnet man dann als kointegriert, wenn sich eine oder mehrere Linearkombination dieser Variablen als Stationär erweisen.
Es werden weiterhin die verschiedenen Darstellungsformen von kointegrierten Prozessen aufgeführt und mögliche Schätzmethoden erläutert.
Anschließend werden die Tests, die der Bestimmung des Vorhandenseins von Kointegrationsbeziehungen dienen, dargestellt und ihre Vor- und Nachteile diskutiert.
Ausgangspunkt der empirischen Analyse in Abschnitt 6 ist die Prognose von ökonomischen Zeitreihen auf dem deutschen Kapitalmarkt und die Findung von Kointegrationsbeziehungen zwischen diesen Variablen.
Inhaltsverzeichnis:
| 1. | Problemstellung und Gang der Untersuchung | 1 |
| 2. | Modelle stochastischer Prozesse in der Zeitreihenanalyse | 3 |
| 2.1 | Univariate Zeitreihenanalyse | 3 |
| 2.1.1 | Stochastische Prozesse | 3 |
| 2.1.2 | Autokovarianz, Autokorrelation und partielle Autokorrelation | 4 |
| 2.1.3 | Autokovarianz-, Autokorrelations- und partielle Autokorrelationsfunktion | 5 |
| 2.1.4 | Autoregressive Prozesse (AR-Modelle) | 7 |
| 2.1.4.1 | Stationarität von AR-Prozessen | 9 |
| 2.1.4.2 | AR(1)-Prozesse | 14 |
| 2.1.4.3 | AR(2)-Prozesse | 18 |
| 2.1.4.4 | AR-Prozesse höherer Ordnung | 25 |
| 2.1.5 | Moving average Prozesse (MA-Modelle) | 27 |
| 2.1.5.1 | Invertierbarkeit von MA-Prozessen | 28 |
| 2.1.5.2 | MA(1)-Prozesse | 30 |
| 2.1.5.3 | MA(2)-Prozesse | 34 |
| 2.1.5.4 | MA-Prozesse höherer Ordnung | 40 |
| 2.1.6 | Gemischte AR und MA Prozesse (ARMA-Modelle) | 41 |
| 2.1.6.1 | ARMA(1,1)-Prozesse | 44 |
| 2.1.6.2 | ARMA-Modelle höherer Ordnung | 51 |
| 2.1.7 | Integrierte ARMA-Prozesse (ARIMA-Modelle) | 52 |
| 2.2 | Multivariate Zeitreihenanalyse | 54 |
| 2.2.1 | Multivariate stochastische Prozesse | 54 |
| 2.2.2 | Multivariate Autokovarianz und Autokorrelation | 55 |
| 2.2.3 | Vektor autoregressive Prozesse (VAR-Modelle) | 56 |
| 2.2.3.1 | Stationarität von VAR-Prozessen | 58 |
| 2.2.3.2 | VAR(1)-Prozesse | 60 |
| 2.2.3.3 | VAR-Prozesse höherer Ordnung | 61 |
| 2.2.4 | Vektor moving average Prozesse (VMA-Modelle) | 62 |
| 2.2.4.1 | Invertierbarkeit von VMA-Prozessen | 62 |
| 2.2.4.2 | VMA(1)-Prozesse | 63 |
| 2.2.4.3 | VMA-Prozesse höherer Ordnung | 64 |
| 2.2.5 | Vektor autoregressive moving average Prozesse (VARMA-Modelle) | 65 |
| 2.2.5.1 | VARMA(1,1)-Prozesse | 67 |
| 2.2.5.2 | VARMA-Prozesse höherer Ordnung | 69 |
| 3. | Nichtstationäre Zeitreihen | 73 |
| 3.1 | Trendformen und Trendbereinigung | 73 |
| 3.1.1 | Trend-stationäre Prozesse (TSP) | 73 |
| 3.1.2 | Differenzen-stationäre Prozesse (DSP) | 75 |
| 3.1.2.1 | Random-walk | 75 |
| 3.1.2.2 | Random-walk with drift | 76 |
| 3.1.3 | Falsche Trendbereinigung | 77 |
| 3.1.3.1 | Schätzung eines Prozesses mit stochastischem Trend durch ein TSP-Modell | 77 |
| 3.1.3.2 | Schätzung eines Prozesses mit deterministischem Trend durch ein DSP-Modell | 78 |
| 3.1.3.3 | Überdifferenzierte Prozesse und das Problem der Nicht-Invertierbarkeit | 79 |
| 3.2 | Integrationsgrad von stochastischen Prozessen | 80 |
| 3.2.1 | Dickey/Fuller-Test (DF-Test) | 81 |
| 3.2.2 | Augmented (erweiterter) Dickey/Fuller-Test (ADF-Test) | 86 |
| 3.2.3 | Unit root-tests bei Vorliegen deterministischer Trends | 87 |
| 4. | Prognose von stochastischen Prozessen | 93 |
| 4.1 | Prüfmaße zur Beurteilung der Prognoseleistung | 93 |
| 4.2 | Prognose mit ARIMA-Modellen | 94 |
| 4.2.1 | Optimale lineare Prognose von ARMA-Modellen unter Minimierung des mittleren quadratischen Prognosefehlers | 94 |
| 4.2.2 | Parameterschätzung | 97 |
| 4.2.2.1 | Autoregressive Prozesse | 97 |
| 4.2.2.2 | Moving average Prozesse | 99 |
| 4.2.2.3 | ARMA-Modelle | 100 |
| 4.3 | Prognose mit VARMA-Modellen | 101 |
| 4.3.1 | Optimale lineare Prognose von VARMA-Modellen unter Minimierung des mittleren quadratischen Prognosefehlers | 101 |
| 4.3.2 | Parameterschätzung von VAR-Prozessen | 104 |
| 4.3.2.1 | Multivariate least-square (Kleinst-Quadrate) Schätzung | 104 |
| 4.3.2.2 | Multivariater LS-Schätzer nach Mittelwertbereinigung | 107 |
| 4.3.2.3 | Asymptotische Eigenschaften des LS-Schätzers | 108 |
| 4.3.2.4 | Schätzwerte für die Streuungsparamter | 110 |
| 4.3.2.5 | Multivariate Yule-Walker Schätzung | 111 |
| 4.3.2.6 | Multivariate maximum-likelihood-Schätzung | 113 |
| 4.3.3 | Maximum-likelihood Schätzung von VMA-Prozessen | 117 |
| 4.3.4 | Parameterschätzung von VARMA-Prozessen | 117 |
| 4.3.4.1 | Maximum-likelihood Schätzung | 117 |
| 4.3.4.2 | Rekursive Berechnung der ML-Schätzer | 118 |
| 4.3.4.3 | Startwerte der ML-Schätzer | 123 |
| 5. | Das Konzept der Kointegration | 126 |
| 5.1 | Differenzenbildung, Kointegration und langfristiger Zusammenhang | 126 |
| 5.2 | Kointegrationssysteme | 128 |
| 5.2.1 | VAR-Darstellung kointegrierter Systeme | 129 |
| 5.2.2 | Error-Correction (Fehlerkorrektur-) Darstellung kointegrierter Systeme | 132 |
| 5.2.3 | Johansen-Darstellung kointegrierter Systeme | 134 |
| 5.2.4 | Vektor Moving average (Wold) Darstellung kointegrierter Systeme | 135 |
| 5.2.5 | Common-trend (CT-) Darstellung | 136 |
| 5.3 | Schätzung von kointegrierten Systemen | 138 |
| 5.3.1 | Zweistufiges Verfahren von Engle und Granger | 138 |
| 5.3.2 | Nichtlinearer LS-Schätzer von Stock | 143 |
| 5.3.3 | Unrestringierte LS-Schätzung | 145 |
| 5.3.4 | ML-Schätzung von Johansen | 147 |
| 5.3.5 | Weitere Schätzverfahren | 153 |
| 5.4 | Tests auf Kointegration | 153 |
| 5.4.1 | Durbin-Watson (DW-) Test | 154 |
| 5.4.2 | DF- und ADF-Kointegrations-Tests | 155 |
| 5.4.3 | (Maximum-) likelihood-ratio Test von Johansen | 157 |
| 5.4.4 | Weitere Tests auf Kointegration | 160 |
| 5.5 | Wahl des VAR-Ordnungsgrades bei Kointegration | 161 |
| 5.5.1 | Akaike's information criterion (AIC) | 161 |
| 5.5.2 | Hannan-Quinn criterion (HQ) | 163 |
| 5.5.3 | Schwarz criterion (SC) | 164 |
| 5.5.4 | Güte der Ordnungskriterien | 165 |
| 6. | Eine empirische Untersuchung des deutschen Geld-, Kapital- und Aktienmarktes | 167 |
| 6.1 | Darstellung der empirischen Zeitreihen | 167 |
| 6.1.1 | DAX_KORR | 167 |
| 6.1.2 | FAZ | 167 |
| 6.1.3 | BHF_PERF | 168 |
| 6.1.4 | FIBOR_3MP | 168 |
| 6.1.5 | GM_M3 | 169 |
| 6.1.6 | UML_INL | 169 |
| 6.1.7 | BUND_1 | 169 |
| 6.1.8 | BUND_5 | 170 |
| 6.1.9 | BUND_10 | 170 |
| 6.1.10 | R1J_DAX_KORR | 171 |
| 6.1.11 | R4J_DAX_KORR | 171 |
| 6.2 | Bestimmung des Trendverhaltens der Zeitreihen und deren Integrationsgrade | 171 |
| 6.2.1 | DAX_KORR | 172 |
| 6.2.2 | FAZ | 173 |
| 6.2.3 | BHF_PERF | 174 |
| 6.2.4 | FIBOR_3MP | 175 |
| 6.2.5 | GM_M3 | 175 |
| 6.2.6 | UMLAUF_INL | 176 |
| 6.2.7 | BUND_1 | 177 |
| 6.2.8 | BUND_5 | 177 |
| 6.2.9 | BUND_10 | 178 |
| 6.2.10 | R1J_DAX_KORR | 179 |
| 6.2.11 | R4J_DAX_KORR | 180 |
| 6.2.12 | Überblick: Trendformen und Integrationsgrade der empirischen Zeitreihen | 181 |
| 6.3 | Kointegrationsanalyse | 181 |
| 6.3.1 | Kointegrationsanalyse von Performance-Zeitreihen | 182 |
| 6.3.1.1 | DAX_KORR, BHF_PERF (Modell 1) | 182 |
| 6.3.1.2 | DAX_KORR, BHF_PERF, FIBOR_3MP (Modell 2 | und 3) |
| 6.3.1.3 | DAX_KORR, FIBOR_3MP (Modell 4) | 190 |
| 6.3.1.4 | DAX_KORR, BHF_PERF, GM_M3 | (Modell 5) |
| 6.3.1.5 | DAX_KORR, GM_M3 | 195 |
| 6.3.1.6 | BHF_PERF, GM_M3 | (Modell 6) |
| 6.3.1.7 | Ergebnisanalyse | 197 |
| 6.3.2 | Kointegrationsanalyse von Rendite-Zeitreihen | 197 |
| 6.3.2.1 | R4J_DAX_KORR, UML_INL | 197 |
| 6.3.2.2 | R4J_DAX_KORR, BUND_5 | 200 |
| 6.3.2.3 | BUND_1, BUND_10 | 201 |
| 6.3.2.4 | Ergebnisanalyse | 202 |
| 6.3.3 | Kointegrations- und ARIMA-Analyse von Aktienindizes | 202 |
| 6.3.3.1 | Kointegration - DAX_KORR, FAZ | 202 |
| 6.3.3.2 | ARIMA-Analyse - DAX_KORR | 204 |
| 6.3.4 | Abschließende Bewertung | 208 |
In den Warenkorb
38,00 €
Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832438937
Arbeit zitieren:
Freihube, Thorsten Juli 1995: Prognose ökonomischer Zeitreihen mit dem Kointegrationsansatz, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Integration, ARMA, Kointegration, stochastische Prozesse



