なぜGARCHモデルが必要か

Pythonで学ぶGARCHモデル

Chelsea Yang

Data Science Instructor

コース概要

GARCH: Generalized AutoRegressive Conditional Heteroskedasticity

  • 第1章: GARCHの基礎
  • 第2章: GARCHの設定
  • 第3章: モデル性能の評価
  • 第4章: GARCHの実践
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ボラティリティとは

  • 金融資産リターンの時間的な散らばりを記述する
  • 一般にリターンの標準偏差または分散で算出
  • ボラティリティが高いほど、その資産はリスクが高い

リスク指標としてのボラティリティ

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ボラティリティの計算方法

  • 手順1: 価格変化率でリターンを計算 $$ return = {\frac{P_1 - P_0}{P_0}} $$

  • 手順2: 標本平均リターンを計算 $$ mean = \frac {\sum_{i=1}^n {return_i} }n $$

  • 手順3: 標本標準偏差を計算 $$ volatility = \sqrt\frac {\sum_{i=1}^n {(return_i - mean)}^2} {n-1}= \sqrt {variance}$$

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Pythonでのボラティリティ計算

pandas の pct_change() を使う:

return_data = price_data.pct_change()

pandas の std() を使う:

volatility = return_data.std()
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ボラティリティの換算

  • 日次から月次ボラティリティへ変換:

(1か月=取引日21日と仮定)

$$\sigma_{monthly} = \sqrt{21} * \sigma_d$$

  • 日次から年次ボラティリティへ変換:

(1年=取引日252日と仮定)

$$\sigma_{annual} = \sqrt{252} * \sigma_d$$

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ボラティリティ・モデリングの課題

不均一分散性(ヘテロスケダスティシティ):

  • 古代ギリシャ語: 「異なる」(hetero) + 「散らばり」(skedasis)
  • 時系列のボラティリティが時間とともに体系的に変化する

不均一分散のミーム

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不均一分散を検出する

等分散 vs 不均一分散

等分散 vs 不均一分散

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ボラティリティのクラスタリング

VIXの過去価格:

VIXの過去価格チャート

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練習しましょう!

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