Modelling and Forecasting of Stochastic Volatility and Jumps

Thesis title: Modelling and Forecasting of Stochastic Volatility and Jumps
Author: Fičura, Milan
Thesis type: Dissertation thesis
Supervisor: Witzany, Jiří
Opponents: Kodera, Jan; Vácha, Lukáš
Thesis language: English
Abstract:
The thesis reviews the most commonly used volatility forecasting models from the ARCH/GARCH, realized volatility and stochastic volatility forecasting frameworks, with the main focus being placed on Stochastic-Volatility Jump-Diffusion (SVJD) models, on the ways of how high-frequency power-variation estimators can be used in SVJD model setting, and on the use of Bayesian methods for the estimation of SVJD model parameters and latent states. SVJD-RV-Z class of models is developed, utilizing the realized variance for better estimation of the stochastic variances, and the non-parametric Z-Estimator for more accurate estimation of price jumps. Several adapted particle filters, specifically designed for latent-state filtering in SVJD models, are derived, and a Sequential Gibbs Particle Filter (SGPF) algorithm is developed for the sequential learning of their parameters. In the empirical study, four SVJD models (with intraday data, self-exciting jumps in prices and volatility, as well as multiple volatility components) are applied for the task of realized volatility forecasting on the time series of 7 foreign exchange rates and 10 ETF/ETN securities in the daily, weekly and monthly forecast horizon. The performance of the SVJD models is compared with 3 GARCH models (GARCH, EGARCH and GJRGARCH), 15 HAR model specifications (HAR, AHAR, SHAR, HARJ and HARQ), and 15 Echo State Neural Network (ESN) based volatility models developed by the author. The SVJD-RV-Z models with jumps in volatility and prices are shown to exhibit the highest out-sample predictive power, comparable to the best HAR and ESN model specifications.
Keywords: Price jumps; SVJD models; Realized volatility; Z-Estimator; Stochastic volatility; Bayesian methods; Particle filters
Thesis title: Modelování a Predikce Stochastické Volatility a Skoků
Author: Fičura, Milan
Thesis type: Disertační práce
Supervisor: Witzany, Jiří
Opponents: Kodera, Jan; Vácha, Lukáš
Thesis language: English
Abstract:
Disertační práce rozebírá nejpoužívanější modely volatility (modely ARCH/GARCH, modely realizované volatility a modely stochastické volatility), a dále se podrobněji zaměřuje na modely stochastické volatility a skoků (SVJD), na možnosti využití vysoko-frekvenčních odhadů mocninných variací v rámci SVJD modelů, a na Bayesovské metody odhadu SVJD modelů a jejich latentních stavových proměnných. Autor v práci vyvíjí třídu tzv. SVJD-RV-Z modelů, využívajících realizovanou volatilitu pro přesnější odhad stochastické volatility, a neparametrický Z-Estimátor skoků pro přesnější odhad cenových skoků. V práci je vyvinuto několik adaptovaných částicových filtrů, odvozených speciálně pro účely přesnějšího filtrování latentních stavových proměnných v SVJD modelech, a dále Sequential GIbbs Particle Filter (SGPF) algoritmus, umožňující sekvenciální odhad parametrů SVJD modelů. V provedené empirické studii jsou vyvinuty 4 SVJD modely (využívající intradenní data, samo-excitující se skoky v ceně i ve volatilitě, i více komponent pro spojitou volatilitu), které jsou aplikovány pro účely predikce realizované volatility na časových řadách 7 měnových kurzů a 10 ETF/ETN aktiv, v denním, týdenním a měsíčním horizontu. Prediktivní síla SVJD modelů je porovnána s 3 GARCH modely (GARCH, EGARCH a GJR-GARCH), 15 HAR modely (HAR, AHAR, SHAR, HARJ a HARQ, plus jejich logaritmické a odmocninové verze), a 15 modely založených na Echo State Neuronových sítích (ESN). SVJD-RV-Z modely se skoky v ceně a ve volatilitě dosáhly mezi testovanými modely nejvyšší prediktivní síly, srovnatelné s nejlepšími zástupci HAR a ESN modelů.
Keywords: SVJD modely; Stochastická volatilita; Cenové skoky; Realizovaná volatilita; Z-Estimátor skoků; Bayesovské metody; Částicové filtry

Information about study

Study programme: Finance a účetnictví/Finance
Type of study programme: Doktorský studijní program
Assigned degree: Ph.D.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Finance and Accounting
Department: Department of Banking and Insurance

Information on submission and defense

Date of assignment: 30. 8. 2018
Date of submission: 30. 8. 2018
Date of defense: 26. 9. 2018
Identifier in the InSIS system: https://insis.vse.cz/zp/66507/podrobnosti

Files for download

    Last update: