R語言POT超閾值模型和極值理論EVT分析
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原文出處:拓端數(shù)據(jù)部落公眾號(hào)
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本文依靠EVT對(duì)任何連續(xù)分布的尾部建模。尾部建模,尤其是POT建模,對(duì)于許多金融和環(huán)境應(yīng)用至關(guān)重要。
POT模型其主要?jiǎng)訖C(jī)是為高洪水流量的概率模型提供實(shí)用工具。但是,EVT的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)果不取決于要建模的過程。因此,人們可以使用POT來分析降水,洪水,金融時(shí)間序列,地震等。
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特征
POT軟件包可以執(zhí)行單變量和雙變量極值分析;一階馬爾可夫鏈也可以考慮。例如,目前使用18個(gè)?估算器擬合(單變量)GPD? 。這些估算器依靠三種不同的技術(shù):
極大似然:MLE,LME,MPLE
動(dòng)量法:MOM,PWM,MED
距離最小化:MDPD和MGF估計(jì)器。
與單變量情況相反,沒有用于對(duì)超過閾值的雙變量超出進(jìn)行建模的有限參數(shù)化。POT允許對(duì)雙變量GPD進(jìn)行6種參數(shù)化:對(duì)數(shù)模型,負(fù)對(duì)數(shù)模型和混合模型-以及它們各自的不對(duì)稱版本。
最后,可以使用二元GPD擬合一階馬爾可夫鏈,以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)連續(xù)觀測(cè)值的聯(lián)合分布。
在本節(jié)中,我們明確介紹了軟件包中一些最有用的功能。 但是,對(duì)于完整的描述,用戶可能希望查看軟件包的小插圖和軟件包的html幫助。
GPD 計(jì)算:
模擬來自GPD(0,1,0.2)的樣本:
x <- rgpd(100, 0, 1, 0.2)
##評(píng)估x = 3時(shí)的密度和不超過的概率:
dgpd(3, 0, 1, 0.2); pgpd(3, 0, 1, 0.2)
#計(jì)算非超出概率為0.95的分位數(shù):
qgpd(0.95, 0, 1, 0.2)
y <- rbvgpd(100, mo
##評(píng)估不超過(5,14)的可能性
pbvgpd(c(3,15), mode
GPD 擬合
##最大似然估計(jì)(閾值= 0):
mle <- fgpd(x, 0)
##最大似然估計(jì)(閾值= 0):
pwu <- fgpd(x, 0, "pwmu")
##最大擬合優(yōu)度估算器:
adr <- fgpd(x, 0, "mgf"
##指定已知參數(shù):
fgpd(x, 0, "mple",
##指定數(shù)值優(yōu)化的起始值:
fgpd(x, 0, "mdpd", start =
##擬合具有邏輯依存關(guān)系的雙變量GPD:
log <- fitbv
繪圖用于單變量和雙變量情況的通用函數(shù):
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plot(mle);?plot(log)


返回等級(jí)圖:
?


概率圖和QQ圖
qq(mle)

繪制密度

繪制Pickands的依賴函數(shù):
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光譜密度圖:

##對(duì)數(shù)似然(分位數(shù)):
confint(mle, prob = 0.95)

##對(duì)數(shù)似然(參數(shù)):
confint(mle, "shape")

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