Finance
and
Securities
ARCH模型在沪深300指数中的应用
葛志闯
(华东交通大学江西南昌330013)
【摘要】金融时间序列一直是专家学者研究和关注的焦点。ARCH模型和GARCH模型都可以很好地拟合金融时间序列的特征,例如
尖峰后尾,波动聚集,杠杆效应等特点。本文以沪深300指数近5年的日收盘价为研究目标,运用GRACH模型证明指数中存在ARCH效
应;高风险并不具有高回报的特点;利用TARCH和EGARCH模型说明沪深300指数收益率存在信息不对称性,近5年“利空消息”的冲
击并没有“利好消息”冲击大的特征;最后,我们用模型结果去解释行为金融中的相关的理论,结合消费者心理因素,给出一定的建议去
规范和完善我国金融市场。
【关键词】ARCH效应;尖峰后尾;丛集性;杠杆效应;行为金融
一、引言
金融市场中,股票的价格波动现象是其最大的特征之一,随着股票
市场的日益发展,我们逐步认识到其波动率与收益率之间,波动率和风
险率之间都存在着直接的联系,这其中无疑对波动率进行相关的研究变
得非常的重要。经典的金融经济分析的认为波动率是恒定不变的,但随
着金融理论的深入发展,这一假设明显出现了不合理的结果,Mandel—
brot(1963)研究发现金融价格的随机变量可能具有趋于无穷的方差,
并且观察到许多金融随机变量并不严格服从正态分布,而且具有“厚
尾”特性,且方差在不断变化。Fama在20世纪60年代,发现价格波
动呈现波动率聚集的特点,所谓波动率聚集现象是指,金融资产价格波
动剧烈的时期之后往往还是跟随着价格波动剧烈的时期,而价格波动比
较平缓的时期之后,仍然会跟着波动平缓的时期,两者变化不同程度时
期交替出现。针对这种情况,Robert·Engle于1982年提出条件异方差
自回归模型,即ARCH模型。ARCH模型的基本思想是波动率是随时间
变化的,且线性地依赖于过去的收益率。此模型可以刻画波动率的聚集
性以及金融数据“尖峰后尾”的特征,也可以对此进行回归分析和预
测,并作出相关的经济学解释。随后Bollerslev(1986)在此基础上提
出了推广形式以充分描述资产收益率的波动率过程,称为广义自回归条
件异方差模型(GARCH模型)。随后为了刻画时间序列受自身方差影
响的特征,Engle,Lilien和Robins提出GARCH—M模型,是为了在条
件方差和条件均值之前建立关系。因为金融资产的价格下跌比相同幅度
的价格上涨对资产价格波动的冲击是不对称的,Nelson提出了更加贴近
现实的EGARCH模型,即可以解决波动率中存在的杠杆效应。
国内对于收益波动性的研究大致分为两个方向:对大盘指数的收益
波动性研究和某个行业板块的股票收益波动性研究。在对大盘指数收益
波动性的研究方面,赵莉以沪深300指数为研究对象,并采用GARCH
模型进行研究。研究发现,沪深300指数的波幅序列分布具有波动性和
波群性,其波幅表现出峰尾的特征。安起光和郭喜兵使用GARCH模型
分析了上海股市在不同阶段的日收益,并得出结论,在熊市和牛市的不
同时期,坏消息和好消息对中国股市的影响不同。在研究行业的股票收
益波动率上,王吉恒和张贺泉利用大豆和油菜籽期货的日收盘价数据,
运用ARCH模型族,对中国油料期货价格波动进行了实证分析。结果表
明,大豆,油菜籽期货价格波动具有明显的集聚性和不对称性,大豆,
油菜籽期货市场没有高风险,高收益的特点。
二、模型解释
(一)对称模型
1.ARCH模型
ARCH模型的主要思想是时间点t的扰动项/z。的方差口;与时间点t
一1平方误差的大小是密不可分的,即¨;一,。其方程为:
fYf=To-4-yl戈l{-4-…+y^。“-4-肌
ARCH(1)过程为:{Var(p。)=口;=d。+d,肛2-,
(1)
【肛。~N(O,,;)
ARCH(P)过程为:{儿,2
To+TlXlt,+…+y∥“:p‘
(2)
Lor;=ao+dlp:l+…+d—上乙
ARCH(1)模型是ARCH(P)模型的特殊形式。
2.GARCH模型
在原有的ARCH模型中,GARCH模型将误差项的条件方差中用误差项
条件方差叽2的滞后值替代弘;的滞后值,从而可以有效排除序列的波动集聚
性中的过度峰值现象。GARCH(P,q)模型的方差方程定义为:
180质量管理
盯;=50+d1盯12—1+。·‘+n和-g+卢1盯0l+‘·。+卢p盯Ip
(3)
其中,GARCH项的阶数为P,ARCH项的阶数是q。
9 p
其中:∑d;+∑岛=1
这样,我们可以得到GARCH(1,1)模型方程:
JY£=3'0+’,l。1t+。。。+yI茹k+/z。
r4、
【盯;=no+d1肛11+31矿2¨
、叫
3.GARCH—M模型
GARCH—M模型通常用于关于资产的预期收益与预期风险紧密相
关的金融领域。在方程表达上就是把条件方差一。引进到均值方程中,
得到GARCH—M模型:
∽2
7。+y-钆。+‘一+y池+69t+肛2t
(5)2
【盯;=ao+d1肛11+…+d—L‘一p
、。
其中条件方差一;用来衡量估计参数6,反映了期望风险对金融收
益Y。的影响程度。
(二)非对称模型
因为GARCH模型存在两大局限性:第一,非负线性约束条件
(ARCH/GARCH模型中所有估计参数必须非负)在估计ARCH/GARCH
模型的参数时被违背;第二,ARCH/GARCH模型都无法解释金融资产
收益率中的杠杆效应。所以为了解决此类局限性,给出了TARCH模型
和EARCH模型。
(1)TARCH模型
TARCH模型由Zakoian(1990)和Glosten,Jafanathan,Runkle
(1993)引人提出,并定义其条件方差为:
盯;=ao+dlp01+…+d9p:g+卢1(r£2—1+…+卢P(r0P+yd…2一l(6)
d。:lo
pt≥0
L1肛。<0
其中yd…2一。为非对称效应项(TARCH项),在这个模型中,好消
息(/z.>0)和坏消息(/x.<0)对条件方差有不同的影响:好消息有一
个“的冲击;坏消息有一个对“+y的冲击。当y=0时,条件方差对冲
击的反应是对称的,当y≠0时,条件方差对冲击的反应是非对称的,
当y>0时,称这种现象为杠杆效应。
(2)EARCH模型
EARCH模型又称为指数ARCH模型。为了简单说明,这里面给出
了EARCH(1,1)模型,其条件方差设定为:
In(,;):O/0+卢1n(一:。)+y等+n』譬三鲁
(7)
00:。
■口:。
若y显著小于0,则利空消息对波动的影响大于利好消息,反之,
利好消息影响大于利空消息。
三、实证分析
本文选取沪深300指数每个交易日的收盘价作为研究对象。数据时
间的选取从2014年1月1日至2019年10月31日,研究近5年的指数
变化情况,可以为投资者给以更多的参考和提出相关的建议。操作软件
为Eviews8.0
本文先对原始数据进行了对数的选取,这是为了计算的便利和误差
的减小。
1.进行ADF平稳性检验,这是ARCH类模型效应检验的必要过
程,经检验发现其是含截距项的平稳数据(由t统计量显著性可以看出
万方数据