Симуляция, более сглаженная из Байесовой векторной модели (VAR) авторегрессии
simsmooth
хорошо подходит для усовершенствованных приложений, таких как условное прогнозирование из выборки от следующего прогнозирующего распределения модели Bayesian VAR (p), прогнозирование модели VARX(p), обвинение отсутствующего значения и оценка параметра в присутствии отсутствующих значений. Кроме того, simsmooth
позволяет вам настроить сэмплер Гиббса для прогнозирования из выборки. Чтобы оценить прогнозы из выборки из модели Bayesian VAR (p), смотрите forecast
.
[
возвращает 1 000 случайных ничьих векторов коэффициентов λ
CoeffDraws
,SigmaDraws
] = simsmooth(PriorMdl
,Y
)Coeff
и инновационные ковариационные матрицы Σ Sigma
, чертивший от апостериорного распределения, сформированного путем объединения предшествующей модели Bayesian VAR (p)
PriorMdl
и данные об ответе Y
.
Процедура выборки включает Байесов шаг увеличения данных, который использует Фильтр Калмана (см. Алгоритмы). Во время выборки, simsmooth
непреддемонстрационные отсутствующие значения замен в Y
, обозначенный NaN
значения, с оценочными значениями.
[
дополнительные опции использования заданы одним или несколькими аргументами пары "имя-значение". Например, можно определить номер случайных ничьих от распределения или задать преддемонстрационные данные об ответе.CoeffDraws
,SigmaDraws
] = simsmooth(PriorMdl
,Y
,Name,Value
)
[
также возвращается, оценочные значения отклика каждого чертят CoeffDraws
,SigmaDraws
,NaNDraws
]
= simsmooth(___)NaNDraws
использование любой из комбинаций входных аргументов в предыдущих синтаксисах.
[
также возвращает средний CoeffDraws
,SigmaDraws
,NaNDraws
,YMean
,YStd
]
= simsmooth(___)YMean
и стандартное отклонение YStd
из следующего прогнозирующего распределения увеличенных данных.
Когда simulate
оценивает апостериорное распределение, от которого можно чертить параметры, оно удаляет все строки в данных, которые содержат по крайней мере одно отсутствующее значение (NaN
). Однако simsmooth
использует Байесово увеличение данных, чтобы приписать непреддемонстрационные отсутствующие значения во время следующей оценки.
Рассмотрите 3-D модель VAR (4) для инфляции США (INFL
), безработица (UNRATE
), и федеральные фонды (FEDFUNDS
) уровни.
\forall , серия независимых 3-D нормальных инноваций со средним значением 0 и ковариация . Примите слабое сопряженное предшествующее распределение для параметров .
Загрузите и предварительно обработайте данные
Загрузите США макроэкономический набор данных. Вычислите уровень инфляции и стабилизируйте показатели безработицы и ставки по федеральным фондам.
load Data_USEconModel seriesnames = ["INFL" "UNRATE" "FEDFUNDS"]; DataTable.INFL = 100*[NaN; price2ret(DataTable.CPIAUCSL)]; DataTable.DUNRATE = [NaN; diff(DataTable.UNRATE)]; DataTable.DFEDFUNDS = [NaN; diff(DataTable.FEDFUNDS)]; seriesnames(2:3) = "D" + seriesnames(2:3);
Несколько рядов имеют ведущий NaN
значения, потому что их измерения не были доступны в то же время, что и другие измерения. Поскольку продвижение NaN
значения могут вмешаться в преддемонстрационную спецификацию, удалить все строки, содержащие по крайней мере одно ведущее отсутствующее значение.
rmldDataTable = rmmissing(DataTable(:,seriesnames));
Создайте предшествующую модель
Создайте слабую сопряженную предшествующую модель путем определения большого коэффициента предшествующие отклонения. Задайте серийные имена ответа.
numseries = numel(seriesnames);
numlags = 4;
PriorMdl = conjugatebvarm(numseries,numlags,'SeriesNames',seriesnames);
numcoeffseqn = size(PriorMdl.V,1);
PriorMdl.V = 1e4*eye(numcoeffseqn);
Случайным образом поместите отсутствующие значения в данные
Чтобы проиллюстрировать симуляцию в присутствии отсутствующих значений, случайным образом поместите отсутствующие значения в данные после преддемонстрационного периода.
rng(1) % For reproducibility T = size(rmldDataTable,1); idxpre = 1:PriorMdl.P; % Presample period idxest = (PriorMdl.P + 1):T; % Estimation period nmissing = 20; % Simulate at most nmissing missing values sidx = [randsample(idxest,nmissing,true); randsample(1:numseries,nmissing,true)]; lsidx = sub2ind([T,numseries],sidx(1,:),sidx(2,:)); MissData = table2array(rmldDataTable); MissData(lsidx) = NaN; MissDataTable = rmldDataTable; MissDataTable{:,:} = MissData;
Симулируйте параметры от следующего
Чертите 1 000 наборов параметров от апостериорного распределения путем вызова simsmooth
, который оценивает апостериорное распределение параметров, и затем формирует следующее прогнозирующее распределение.
[Coeff,Sigma] = simsmooth(PriorMdl,MissDataTable);
Coeff
39 1000 матрица случайным образом чертивших векторов коэффициентов от следующего. Sigma
3 3 1 000 массивов случайным образом чертивших инновационных ковариационных матриц.
По умолчанию, simsmooth
инициализирует модель VAR при помощи первых четырех наблюдений в данных.
Сопоставлять строки Coeff
к коэффициентам получите сводные данные предшествующего распределения при помощи summarize
. В таблице отобразите первый набор случайным образом чертивших коэффициентов с соответствующими именами.
Summary = summarize(PriorMdl,'off'); table(Coeff(:,1),'RowNames',Summary.CoeffMap)
ans=39×1 table
Var1
__________
AR{1}(1,1) 0.22109
AR{1}(1,2) -0.24034
AR{1}(1,3) 0.093315
AR{2}(1,1) 0.18329
AR{2}(1,2) -0.23178
AR{2}(1,3) -0.026301
AR{3}(1,1) 0.39991
AR{3}(1,2) 0.41141
AR{3}(1,3) 0.054702
AR{4}(1,1) 0.024944
AR{4}(1,2) -0.37372
AR{4}(1,3) -0.0095642
Constant(1) 0.21499
AR{1}(2,1) -0.073776
AR{1}(2,2) 0.36086
AR{1}(2,3) 0.071088
⋮
В качестве альтернативы можно создать эмпирическую модель из ничьих и использовать summarize
отобразить модель путем определения любого параметра отображения.
Отобразите сводные данные следующих ничьих как уравнение.
EmpMdl = empiricalbvarm(numseries,numlags,'SeriesNames',seriesnames,... 'CoeffDraws',Coeff,'SigmaDraws',Sigma); summarize(EmpMdl,'equation')
VAR Equations | INFL(-1) DUNRATE(-1) DFEDFUNDS(-1) INFL(-2) DUNRATE(-2) DFEDFUNDS(-2) INFL(-3) DUNRATE(-3) DFEDFUNDS(-3) INFL(-4) DUNRATE(-4) DFEDFUNDS(-4) Constant ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ INFL | 0.1447 -0.3685 0.1013 0.2974 -0.0959 0.0360 0.4115 0.2244 0.0474 0.0265 -0.2321 0.0030 0.1095 | (0.0744) (0.1314) (0.0370) (0.0833) (0.1509) (0.0398) (0.0833) (0.1440) (0.0403) (0.0879) (0.1301) (0.0370) (0.0744) DUNRATE | -0.0187 0.4445 0.0314 0.0836 0.2372 0.0489 -0.0407 -0.0548 -0.0064 0.0483 -0.1753 0.0027 -0.0597 | (0.0447) (0.0808) (0.0234) (0.0514) (0.0863) (0.0230) (0.0507) (0.0906) (0.0243) (0.0514) (0.0779) (0.0225) (0.0466) DFEDFUNDS | -0.2046 -1.1927 -0.2524 0.2864 -0.2282 -0.2657 0.2709 -0.6231 0.0289 -0.0404 0.1043 -0.1236 -0.2952 | (0.1530) (0.2931) (0.0816) (0.1832) (0.3123) (0.0857) (0.1736) (0.3105) (0.0900) (0.1866) (0.2880) (0.0758) (0.1684) Innovations Covariance Matrix | INFL DUNRATE DFEDFUNDS ------------------------------------------- INFL | 0.2842 -0.0098 0.1346 | (0.0286) (0.0122) (0.0464) DUNRATE | -0.0098 0.1062 -0.1496 | (0.0122) (0.0106) (0.0296) DFEDFUNDS | 0.1346 -0.1496 1.3187 | (0.0464) (0.0296) (0.1422)
Полагайте, что 3-D модель VAR (4) Симулирует Параметры от Апостериорного распределения при наличии Отсутствующих значений.
Загрузите США макроэкономический набор данных. Вычислите уровень инфляции и стабилизируйте показатели безработицы и ставки по федеральным фондам.
load Data_USEconModel seriesnames = ["INFL" "UNRATE" "FEDFUNDS"]; DataTable.INFL = 100*[NaN; price2ret(DataTable.CPIAUCSL)]; DataTable.DUNRATE = [NaN; diff(DataTable.UNRATE)]; DataTable.DFEDFUNDS = [NaN; diff(DataTable.FEDFUNDS)]; seriesnames(2:3) = "D" + seriesnames(2:3);
Удалите все строки, которые содержат ведущие отсутствующие значения.
rmldDataTable = rmmissing(DataTable(:,seriesnames));
Создайте слабую сопряженную предшествующую модель. Задайте серийные имена ответа.
numseries = numel(seriesnames);
numlags = 4;
PriorMdl = conjugatebvarm(numseries,numlags,'SeriesNames',seriesnames);
numcoeffseqn = size(PriorMdl.V,1);
PriorMdl.V = 1e4*eye(numcoeffseqn);
Случайным образом поместите отсутствующие значения в данные после преддемонстрационного периода.
rng(1) % For reproducibility T = size(rmldDataTable,1); idxpre = 1:PriorMdl.P; % Presample period idxest = (PriorMdl.P + 1):T; % Estimation period nmissing = 20; % Simulate at most nmissing missing values sidx = [randsample(idxest,nmissing,true); randsample(1:numseries,nmissing,true)]; lsidx = sub2ind([T,numseries],sidx(1,:),sidx(2,:)); MissData = table2array(rmldDataTable); MissData(lsidx) = NaN; MissDataTable = rmldDataTable; MissDataTable{:,:} = MissData;
Чертите 1 000 наборов параметров от апостериорного распределения путем вызова simsmooth
. Возвратите значения, которые более сглаженная симуляция приписывает для недостающих наблюдений.
[~,~,NaNDraws] = simsmooth(PriorMdl,MissDataTable);
NaNDraws
19 1000 матрица случайным образом чертивших векторов отклика от следующего прогнозирующего распределения. Элементы соответствуют отсутствующим значениям в данных, упорядоченных постолбцовым поиском. Например, NaNDraws(3,1)
первый случайным образом чертивший оценочный ответ третьего отсутствующего значения в данных. Найдите соответствующее значение в данных.
[idxi,idxj] = find(ismissing(MissDataTable),3); responsename = seriesnames(idxj(end))
responsename = "INFL"
observationtime = MissDataTable.Time(idxi(end))
observationtime = datetime
Q3-65
Постройте эмпирическое распределение оценочных значений уровня инфляции во время Q3-65.
histogram(NaNDraws(3,:))
title('Q3-65 Inflation Rate Empirical Distribution')
Полагайте, что 3-D модель VAR (4) Симулирует Параметры от Апостериорного распределения при наличии Отсутствующих значений.
Загрузите США макроэкономический набор данных. Вычислите уровень инфляции, стабилизируйте показатели безработицы и ставки по федеральным фондам, и удалите отсутствующие значения (данные включают только ведущие отсутствующие значения).
load Data_USEconModel seriesnames = ["INFL" "UNRATE" "FEDFUNDS"]; DataTable.INFL = 100*[NaN; price2ret(DataTable.CPIAUCSL)]; DataTable.DUNRATE = [NaN; diff(DataTable.UNRATE)]; DataTable.DFEDFUNDS = [NaN; diff(DataTable.FEDFUNDS)]; seriesnames(2:3) = "D" + seriesnames(2:3); rmDataTable = rmmissing(DataTable);
Создайте слабую сопряженную предшествующую модель. Задайте серийные имена ответа.
numseries = numel(seriesnames);
numlags = 4;
PriorMdl = conjugatebvarm(numseries,numlags,'SeriesNames',seriesnames);
numcoeffseqn = size(PriorMdl.V,1);
PriorMdl.V = 1e4*eye(numcoeffseqn);
Симулируйте 5 000 коэффициентов и инновационных ковариационных матриц от апостериорного распределения. Задайте электротермотренировку 1 000 и утончающийся фактор 5.
rng(1); % For reproducibility [Coeff,Sigma] = simsmooth(PriorMdl,rmDataTable{:,seriesnames},... 'NumDraws',5000,'BurnIn',1000,'Thin',5);
Coeff
39 5000 матрица коэффициентов и Sigma
3 3 5 000 массивов инновационных ковариационных матриц. Оба Coeff
и Sigma
случайным образом чертятся от апостериорного распределения.
Полагайте, что 3-D модель VAR (4) Симулирует Параметры от Апостериорного распределения при наличии Отсутствующих значений. В этом случае примите, что предшествующая модель полусопряжена.
Загрузите США макроэкономический набор данных. Вычислите уровень инфляции, стабилизируйте показатели безработицы и ставки по федеральным фондам, и удалите отсутствующие значения (данные включают только ведущие отсутствующие значения).
load Data_USEconModel seriesnames = ["INFL" "UNRATE" "FEDFUNDS"]; DataTable.INFL = 100*[NaN; price2ret(DataTable.CPIAUCSL)]; DataTable.DUNRATE = [NaN; diff(DataTable.UNRATE)]; DataTable.DFEDFUNDS = [NaN; diff(DataTable.FEDFUNDS)]; seriesnames(2:3) = "D" + seriesnames(2:3); rmDataTable = rmmissing(DataTable);
Создайте полусопряженную предшествующую модель. Задайте серийные имена ответа.
numseries = numel(seriesnames); numlags = 4; PriorMdl = bayesvarm(numseries,numlags,'ModelType','semiconjugate',... 'SeriesNames',seriesnames);
Чтобы получить начальные значения для коэффициентов, считайте коэффициенты из модели VAR адаптированными к первым 30 наблюдениям.
Задайте наборы индекса тот раздел данные в четыре набора:
Длина p = 4 периода инициализации для динамического компонента модели
= 30 наблюдений, чтобы оценить VAR для содействующих начальных значений
Длина p = 4 периода инициализации для динамического компонента модели Bayesian VAR
Оставление наблюдения, чтобы оценить следующее
T = size(rmDataTable); n0 = 30; idxpre0 = 1:PriorMdl.P; idxest0 = (idxpre0(end) + 1):(idxpre0(end) + 1 + n0); idxpre1 = (idxest0(end) + 1 - PriorMdl.P):idxest0(end); idxest1 = (idxest0(end) + 1):T; n1 = numel(idxest1);
Получите начальные содействующие значения, подбирая модель VAR к первым 34 наблюдениям. Используйте первые четыре наблюдения в качестве предварительной выборки.
Mdl0 = varm(PriorMdl.NumSeries,PriorMdl.P);
EstMdl0 = estimate(Mdl0,rmDataTable{idxest0,seriesnames},'Y0',rmDataTable{idxpre0,seriesnames});
estimate
возвращает объект модели, содержащий содействующие оценки AR в матричной форме и константы в векторе. Байесовы функции VAR требуют начальных содействующих значений в векторе. Отформатируйте начальные содействующие значения.
Coeff0 = [EstMdl0.AR{:} EstMdl0.Constant].'; Coeff0 = Coeff0(:);
Симулируйте 1 000 коэффициентов и инновационных ковариационных матриц от апостериорного распределения. Задайте остающиеся наблюдения, от которых можно оценить следующее. Инициализируйте модель VAR путем определения последних четырех наблюдений в предыдущей выборке оценки как предварительная выборка и задайте начальный вектор коэффициентов, чтобы инициализировать следующую выборку.
rng(1); % For reproducibility [Coeff,Sigma] = simsmooth(PriorMdl,rmDataTable{idxest1,seriesnames},... 'Y0',rmDataTable{idxpre1,seriesnames},'Coeff0',Coeff0);
Coeff
39 1000 матрица коэффициентов и Sigma
3 3 1 000 массивов инновационных ковариационных матриц. Оба Coeff
и Sigma
случайным образом чертятся от апостериорного распределения.
Полагайте, что 3-D модель VAR (4) Симулирует Параметры от Апостериорного распределения при наличии Отсутствующих значений.
Загрузите и предварительно обработайте данные
Загрузите США макроэкономический набор данных. Вычислите уровень инфляции, стабилизируйте показатели безработицы и ставки по федеральным фондам, и удалите отсутствующие значения (данные включают только ведущие отсутствующие значения).
load Data_USEconModel seriesnames = ["INFL" "UNRATE" "FEDFUNDS"]; DataTable.INFL = 100*[NaN; price2ret(DataTable.CPIAUCSL)]; DataTable.DUNRATE = [NaN; diff(DataTable.UNRATE)]; DataTable.DFEDFUNDS = [NaN; diff(DataTable.FEDFUNDS)]; seriesnames(2:3) = "D" + seriesnames(2:3); rmDataTable = rmmissing(DataTable);
Создайте предшествующую модель
Создайте слабую сопряженную предшествующую модель. Задайте серийные имена ответа.
numseries = numel(seriesnames);
numlags = 4;
PriorMdl = conjugatebvarm(numseries,numlags,'SeriesNames',seriesnames);
numcoeffseqn = size(PriorMdl.V,1);
PriorMdl.V = 1e4*eye(numcoeffseqn);
Предскажите ответы Используя forecast
Непосредственно предскажите два года (восемь четвертей) наблюдений от следующего прогнозирующего распределения. forecast
оценивает апостериорное распределение параметров, и затем формирует следующее прогнозирующее распределение.
rng(1); % For reproducibility
numperiods = 8;
YF = forecast(PriorMdl,numperiods,rmDataTable{:,seriesnames});
YF
8 3 матрица предсказанных ответов.
Постройте предсказанные ответы.
fh = rmDataTable.Time(end) + calquarters(1:8); for j = 1:PriorMdl.NumSeries subplot(3,1,j) plot(rmDataTable.Time(end - 20:end),rmDataTable{end - 20:end,seriesnames(j)},'r',... [rmDataTable.Time(end) fh],[rmDataTable{end,seriesnames(j)}; YF(:,j)],'b'); legend("Observed","Forecasted",'Location','NorthWest') title(seriesnames(j)) end
Предскажите ответы Используя simsmooth
Сконфигурируйте набор данных для получения прогнозов от simsmooth
путем конкатенации numperiods
- numseries
расписание отсутствующих значений в конец набора.
fTT = array2timetable(NaN(numperiods,numseries),'RowTimes',fh,... 'VariableNames',seriesnames); frmDataTable = [rmDataTable(:,seriesnames); fTT]; tail(frmDataTable)
ans=8×3 timetable
Time INFL DUNRATE DFEDFUNDS
_____ ____ _______ _________
Q2-09 NaN NaN NaN
Q3-09 NaN NaN NaN
Q4-09 NaN NaN NaN
Q1-10 NaN NaN NaN
Q2-10 NaN NaN NaN
Q3-10 NaN NaN NaN
Q4-10 NaN NaN NaN
Q1-11 NaN NaN NaN
Предскажите модель VAR с помощью simsmooth
. Как forecast
, simsmooth
оценивает апостериорное распределение, таким образом, оно требует предшествующей модели и данных. Задайте данные, содержащие запаздывающий NaN
s.
[~,~,~,YMean] = simsmooth(PriorMdl,frmDataTable);
YMean
почти равно frmDataTable
, за этими исключениями:
YMean
исключает строки, соответствующие преддемонстрационному периоду frmDataTable(1:4,:)
.
Если frmDataTable(
j
,
k
)
isnan
, YMean(
j
,
k
)
среднее значение следующего прогнозирующего распределения ответа k
во время j
.
Создайте расписание из YMean
.
YMeanTT = array2timetable(YMean,'RowTimes',frmDataTable.Time((PriorMdl.P + 1):end),... 'VariableNames',seriesnames);
Постройте предсказанные ответы.
for j = 1:PriorMdl.NumSeries subplot(3,1,j) plot(YMeanTT.Time((end - 20 - numperiods):(end - numperiods)),YMeanTT{(end - 20 - numperiods):(end - numperiods),j},'r',... YMeanTT.Time((end - numperiods):end),YMeanTT{(end - numperiods):end,j},'b'); legend("Observed","Forecasted",'Location','NorthWest') title(seriesnames(j)) end
Полагайте, что 3-D модель VAR (4) Симулирует Параметры от Апостериорного распределения при наличии Отсутствующих значений.
Загрузите США макроэкономический набор данных. Вычислите уровень инфляции, стабилизируйте показатели безработицы и ставки по федеральным фондам, и удалите отсутствующие значения (данные включают только ведущие отсутствующие значения).
load Data_USEconModel seriesnames = ["INFL" "UNRATE" "FEDFUNDS"]; DataTable.INFL = 100*[NaN; price2ret(DataTable.CPIAUCSL)]; DataTable.DUNRATE = [NaN; diff(DataTable.UNRATE)]; DataTable.DFEDFUNDS = [NaN; diff(DataTable.FEDFUNDS)]; seriesnames(2:3) = "D" + seriesnames(2:3); rmDataTable = rmmissing(DataTable);
Создайте слабую сопряженную предшествующую модель. Задайте серийные имена ответа.
numseries = numel(seriesnames);
numlags = 4;
PriorMdl = conjugatebvarm(numseries,numlags,'SeriesNames',seriesnames);
numcoeffseqn = size(PriorMdl.V,1);
PriorMdl.V = 1e4*eye(numcoeffseqn);
Условное прогнозирование происходит, когда значения отклика известны или выдвинули гипотезу в горизонте прогноза, и неизвестные значения предсказаны обусловленные на известных значениях. Предположим что изменение уровня безработицы (DUNRATE
) остается на уровне одного процентного пункта через горизонт прогноза 2D года.
Сконфигурируйте набор данных для получения прогнозов от simsmooth
путем конкатенации numperiods
- numseries
расписание отсутствующих значений в конец набора. Для изменения уровня безработицы замените отсутствующие значения на вектор из единиц.
rng(1); % For reproducibility numperiods = 8; fh = rmDataTable.Time(end) + calquarters(1:8); fTT = array2timetable(NaN(numperiods,numseries),'RowTimes',fh,... 'VariableNames',seriesnames); frmDataTable = [rmDataTable(:,seriesnames); fTT]; frmDataTable.DUNRATE((end - numperiods + 1):end) = ones(numperiods,1); tail(frmDataTable)
ans=8×3 timetable
Time INFL DUNRATE DFEDFUNDS
_____ ____ _______ _________
Q2-09 NaN 1 NaN
Q3-09 NaN 1 NaN
Q4-09 NaN 1 NaN
Q1-10 NaN 1 NaN
Q2-10 NaN 1 NaN
Q3-10 NaN 1 NaN
Q4-10 NaN 1 NaN
Q1-11 NaN 1 NaN
Получите прогнозы для уровня инфляции и ряда изменения ставки по федеральным фондам, учитывая, что изменение уровня безработицы один для целого горизонта.
[~,~,~,YMean] = simsmooth(PriorMdl,frmDataTable);
YMean
почти равно frmDataTable
, за этими исключениями:
YMean
исключает строки, соответствующие преддемонстрационному периоду frmDataTable(1:4,:)
.
Если frmDataTable(
j
,
k
)
isnan
, YMean(
j
,
k
)
среднее значение следующего прогнозирующего распределения ответа k
во время j
.
Создайте расписание из YMean
.
YMeanTT = array2timetable(YMean,'RowTimes',frmDataTable.Time((PriorMdl.P + 1):end),... 'VariableNames',seriesnames);
Постройте предсказанные ответы.
for j = 1:PriorMdl.NumSeries subplot(3,1,j) plot(YMeanTT.Time((end - 20 - numperiods):(end - numperiods)),YMeanTT{(end - 20 - numperiods):(end - numperiods),j},'r',... YMeanTT.Time((end - numperiods):end),YMeanTT{(end - numperiods):end,j},'b'); legend("Observed","Forecasted",'Location','NorthWest') title(seriesnames(j)) end
Считайте 2D модель VARX(1) для США действительным GDP (RGDP
) и инвестиции (GCE
) уровни, который обрабатывает персональное потребление (PCEC
) уровень как внешний:
\forall , серия независимых 2D нормальных инноваций со средним значением 0 и ковариация . Примите следующие предшествующие распределения:
, где M 4 2 матрица средних значений и матрица шкалы среди коэффициента 4 на 4. Эквивалентно, .
где Ω является матрицей шкалы 2 на 2 и степени свободы.
Загрузите США макроэкономический набор данных. Вычислите действительный GDP, инвестиции и персональный ряд нормы потребления. Удалите все отсутствующие значения из получившегося ряда.
load Data_USEconModel DataTable.RGDP = DataTable.GDP./DataTable.GDPDEF; seriesnames = ["PCEC"; "RGDP"; "GCE"]; rates = varfun(@price2ret,DataTable,'InputVariables',seriesnames); rates = rmmissing(rates); rates.Properties.VariableNames = seriesnames;
Создайте сопряженную предшествующую модель для 2D VARX (1) параметры модели.
numseries = 2; numlags = 1; numpredictors = 1; PriorMdl = conjugatebvarm(numseries,numlags,'NumPredictors',numpredictors,... 'SeriesNames',seriesnames(2:end));
Создайте наборы индекса тот раздел данные в выборки прогноза и оценку. Задайте горизонт прогноза двух лет.
T = size(rates,1);
numperiods = 8;
idxest = 1:(T - numperiods); % Includes presample
idxf = (T - numperiods + 1):T;
idxtot = [idxest idxf];
Симуляция более сглаженные прогнозы путем приписывания отсутствующих значений. Поэтому создайте набор данных, который содержит отсутствующие значения для ответов в горизонте прогноза.
missingrates = rates; missingrates{idxf,PriorMdl.SeriesNames} = nan(numperiods,PriorMdl.NumSeries);
Предскажите ответы в горизонте прогноза. Задайте преддемонстрационные наблюдения и внешние данные о предикторе. Возвратите стандартные отклонения следующего прогнозирующего распределения.
rng(1) % For reproducibility [~,~,~,YMean,YStd] = simsmooth(PriorMdl,missingrates{:,PriorMdl.SeriesNames},... 'X',missingrates{:,seriesnames(1)});
Создайте расписание из YMean
.
YMeanTT = array2timetable(YMean,'RowTimes',rates.Time((PriorMdl.P + 1):end),... 'VariableNames',PriorMdl.SeriesNames);
Постройте предсказанные ответы.
for j = 1:PriorMdl.NumSeries subplot(PriorMdl.NumSeries,1,j) plot(rates.Time((end - 20):end),rates{(end - 20):end,PriorMdl.SeriesNames(j)},'r',... YMeanTT.Time((end - numperiods):end),YMeanTT{(end - numperiods):end,PriorMdl.SeriesNames(j)},'b'); legend("Observed","Forecasted",'Location','NorthWest') title(PriorMdl.SeriesNames(j)) end
PriorMdl
— Предшествующая модель Bayesian VARconjugatebvarm
объект модели | semiconjugatebvarm
объект модели | diffusebvarm
объект модели | normalbvarm
объект моделиПредшествующая модель Bayesian VAR в виде объекта модели в этой таблице.
Объект модели | Описание |
---|---|
conjugatebvarm | Зависимый, матричная нормальная инверсия Уишарт спрягают модель, возвращенную bayesvarm , conjugatebvarm , или estimate |
semiconjugatebvarm | Независимый, нормальный обратный Уишарт полуспрягает предшествующую модель, возвращенную bayesvarm или semiconjugatebvarm |
diffusebvarm | Рассейте предшествующую модель, возвращенную bayesvarm или diffusebvarm |
normalbvarm | Нормальная сопряженная модель с фиксированной инновационной ковариационной матрицей, возвращенной bayesvarm , normalbvarm , или estimate |
Y
— Наблюдаемый многомерный ряд ответаНаблюдаемый многомерный ряд ответа, к который simsmooth
подбирает модель в виде numobs
- numseries
числовая матрица.
numobs
объем выборки. numseries
количество переменных отклика (PriorMdl.NumSeries
).
Строки соответствуют наблюдениям, и последняя строка содержит последнее наблюдение. Столбцы соответствуют отдельным переменным отклика.
NaN
значения в Y
укажите на недостающие наблюдения. simsmooth
непреддемонстрационные отсутствующие значения замен с обвинением (см. NaNDraws
) как часть процесса выборки.
Y
представляет продолжение преддемонстрационной серии Y0
ответа.
Совет
Получить numperiods
прогнозы из выборки, конкатенируйте numperiods
- numseries
матрица NaN
s в конец Y
. simsmooth
возвращает прогнозы и стандартные отклонения в соответствующих элементах YMean
и YStd
, соответственно. Например:
numperiods = 8; Y = [Y; NaN(numperiods,PriorMdl.NumSeries)];
Чтобы получить прогнозы, обусловленные на наблюдаемом (или выдвинул гипотезу) значения в горизонте прогноза, конкатенируйте numperiods
- numseries
матрица NaN
s и наблюдаемый или выдвинул гипотезу значения в конец Y
. Например, в 2D системе, получите прогноз "один шаг вперед" переменной отклика 1, учитывая, что переменная отклика 2 0.5 путем определения
Y = [Y; [NaN 0.5]];
Типы данных: double
Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value
аргументы. Name
имя аргумента и Value
соответствующее значение. Name
должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN
.
'Y0',Y0,'X',X
задает преддемонстрационные данные об ответе Y0
инициализировать модель VAR для следующей симуляции и данные о предикторе X
для внешнего компонента регрессии.'Y0'
— Преддемонстрационные данные об ответеПреддемонстрационные данные об ответе, чтобы инициализировать модель VAR для симуляции в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Y0'
и numpreobs
- numseries
числовая матрица. numpreobs
количество преддемонстрационных наблюдений.
Строки соответствуют преддемонстрационным наблюдениям, и последняя строка содержит последнее наблюдение. Y0
должен иметь, по крайней мере, PriorMdl.P
'Строки' . Если вы предоставляете больше строк, чем необходимый, simsmooth
использует последний PriorMdl.P
наблюдения только.
Столбцы должны соответствовать ряду ответа в Y
.
По умолчанию, simsmooth
использование Y(1:PriorMdl.P,:)
как преддемонстрационные наблюдения, и затем оценивает следующее использование Y((PriorMdl.P + 1):end,:)
. Это действие уменьшает эффективный объем выборки. Количество строк выходных параметров YMean
и YStd
size(Y,1) – PriorMdl.P
. Если Y0
содержит по крайней мере один NaN
, simsmooth
выдает ошибку.
Типы данных: double
'X'
— Данные о предиктореДанные о предикторе для внешнего компонента регрессии в модели в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'X'
и numobs
- PriorMdl.NumPredictors
числовая матрица.
Строки соответствуют наблюдениям, и последняя строка содержит последнее наблюдение. simsmooth
не использует компонент регрессии в преддемонстрационный период. X
должен иметь, по крайней мере, столько наблюдений, сколько наблюдения использовали после преддемонстрационного периода.
В любом случае, если вы предоставляете больше строк, чем необходимый, simsmooth
использует последние наблюдения только.
Столбцы соответствуют отдельным переменным предикторам. Все переменные предикторы присутствуют в компоненте регрессии каждого уравнения ответа.
Если X
содержит по крайней мере один NaN
, simsmooth
выдает ошибку.
Типы данных: double
'NumDraws'
— Количество случайных ничьих
(значение по умолчанию) | положительное целое числоКоличество случайных ничьих от распределений в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'NumDraws'
и положительное целое число.
Пример: 'NumDraws',1e7
Типы данных: double
'BurnIn'
— Количество ничьих, чтобы удалить с начала выборки
(значение по умолчанию) | неотрицательный скалярКоличество ничьих, чтобы удалить с начала выборки уменьшать переходные эффекты в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'BurnIn'
и неотрицательный скаляр. Для получения дополнительной информации, на как simsmooth
уменьшает полную выборку, см. Алгоритмы.
Совет
Помочь вам задать соответствующий размер электротермотренировки:
Определите степень переходного поведения в выборке путем определения 'BurnIn',0
.
Симулируйте несколько тысяч наблюдений при помощи simsmooth
.
Постройте графики трассировки.
Пример: 'BurnIn',0
Типы данных: double
'Thin'
— Настроенный множитель объема выборки
(значение по умолчанию) | положительное целое числоНастроенный множитель объема выборки в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Thin'
и положительное целое число.
Фактическим объемом выборки является BurnIn
+ NumDraws
*Thin
. После отбрасывания выжигания дефектов, simsmooth
отбрасывает каждый Thin
– 1 чертит, и затем сохраняет следующую ничью. Для получения дополнительной информации о как
simsmooth
уменьшает полную выборку, см. Алгоритмы.
Совет
Уменьшать потенциальную большую последовательную корреляцию в выборке или уменьшать потребление памяти ничьих, сохраненных в PriorMdl
, задайте большое значение для Thin
.
Пример: 'Thin',5
Типы данных: double
'Coeff0'
— Начальное значение коэффициентов модели VAR для сэмплера ГиббсаНачальное значение коэффициентов модели VAR для сэмплера Гиббса в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Coeff0'
и числовой вектор-столбец с (Mdl. NumSeries*
)-by-k
NumDraws
элементы, где
, который является количеством коэффициентов в уравнении ответа. Для получения дополнительной информации на структуре k
= Mdl.NumSeries*Mdl.P + Mdl.IncludeIntercept + Mdl.IncludeTrend + Mdl.NumPredictorsCoeff0
, смотрите выход CoeffDraws
.
По умолчанию, Coeff0
многомерная оценка наименьших квадратов.
Совет
Задавать Coeff0
:
Установите отдельные переменные для начальных значений каждой матрицы коэффициентов и вектора.
Горизонтально конкатенируйте все содействующие средние значения в этом порядке:
Векторизуйте транспонирование содействующей средней матрицы.
Coeff0 = Coeff.'; Coeff0 = Coeff0(:);
Хорошая практика должна запуститься simsmooth
многократно с различными начальными значениями параметра. Проверьте, что оценки от каждого запуска сходятся к подобным значениям.
Типы данных: double
'Sigma0'
— Начальное значение инновационной ковариационной матрицы для сэмплера ГиббсаНачальное значение инновационной ковариационной матрицы для сэмплера Гиббса в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Sigma0'
и PriorMdl.NumSeries
- PriorMdl.NumSeries
положительная определенная числовая матрица. По умолчанию, Sigma0
остаточная среднеквадратическая ошибка от многомерных наименьших квадратов. Строки и столбцы соответствуют инновациям в уравнениях переменных отклика, упорядоченных Mdl.SeriesNames
.
Совет
Хорошая практика должна запуститься simsmooth
многократно с различными начальными значениями параметра. Проверьте, что оценки от каждого запуска сходятся к подобным значениям.
Типы данных: double
CoeffDraws
— Симулированные коэффициенты модели VARСимулированные коэффициенты модели VAR, возвращенные как (PriorMdl. NumSeries*
)-by-k
NumDraws
числовая матрица, где
, который является количеством коэффициентов в уравнении ответа.k
= PriorMdl.NumSeries*PriorMdl.P + PriorMdl.IncludeIntercept + PriorMdl.IncludeTrend + PriorMdl.NumPredictors
Каждый столбец является последовательной ничьей (вектор из коэффициентов) от апостериорного распределения.
Для ничьей
, j
CoeffDraws (1:
соответствует всем коэффициентам в уравнении переменной отклика k
J
)PriorMdl.SeriesNames(1)
, Коэффициент ((
соответствует всем коэффициентам в уравнении переменной отклика k
+ 1): (2*k
J
)PriorMdl.SeriesNames(2)
, и так далее. Для набора индексов, соответствующих уравнению:
Элементы 1
через PriorMdl.NumSeries
соответствуйте задержке 1 коэффициент AR переменных отклика, упорядоченных PriorMdl.SeriesNames
.
Элементы PriorMdl.NumSeries + 1
через 2*PriorMdl.NumSeries
соответствуйте задержке 2 коэффициента AR переменных отклика, упорядоченных PriorMdl.SeriesNames
.
В общем случае элементы (
через q
– 1) *PriorMdl.NumSeries + 1
соответствуйте задержке q
*PriorMdl.NumSeries
Коэффициенты AR переменных отклика упорядочены q
PriorMdl.SeriesNames
.
Если PriorMdl.IncludeConstant
true
, элемент PriorMdl.NumSeries*PriorMdl.P + 1
константа модели.
Если Mdl.IncludeTrend
true
, элемент PriorMdl.NumSeries*PriorMdl.P + 2
линейный коэффициент тренда времени.
Если PriorMdl.NumPredictors
> 0, элементы PriorMdl.NumSeries*PriorMdl.P + 3
через
составьте вектор из коэффициентов регрессии внешних переменных.k
Этот рисунок показывает структуру CoeffDraws (:
для 2D модели VAR (3), которая содержит постоянный вектор и четыре внешних предиктора.J
)
где
ϕ q, jk является элементом (j, k) задержки матрица коэффициентов AR q.
c j является константой модели в уравнении переменной отклика j.
B j u является коэффициентом регрессии внешней переменной u в уравнении переменной отклика j.
SigmaDraws
— Симулированные инновационные ковариационные матрицыСимулированные инновационные ковариационные матрицы, возвращенные как PriorMdl.NumSeries
- PriorMdl.NumSeries
- NumDraws
массив положительных определенных числовых матриц.
Каждая страница является последовательной ничьей (ковариация) от апостериорного распределения. Строки и столбцы соответствуют инновациям в уравнениях переменных отклика, упорядоченных PriorMdl.SeriesNames
.
Если PriorMdl
normalbvarm
объект, все ковариации в SigmaDraws
равны PriorMdl.Covariance
.
NaNDraws
— Обвинения для недостающих данных об ответеОбвинения для недостающих данных об ответе, возвращенных как numNaNs
- NumDraws
числовая матрица, где numNaNs = sum(isNaN(Y))
, количество NaN
s в данных об ответе.
Каждый столбец является последовательной ничьей (вектор из обвинений ответа) от следующего прогнозирующего распределения.
Каждая строка соответствует NaN
в Y
. simsmooth
определяет порядок строк при помощи постолбцового поиска. Например, предположите Y
следующая матрица.
Y = [ 1 NaN;... NaN 2 ;... NaN 5 ;... 7 8];
NaNDraws
3 NumDraws
матрица. Для ничьей j
, NaNDraws (1, j
)
содержит оценочное значение переменной отклика PriorMdl.SeriesNames(1)
во время 2, NaNDraws (2, j
)
содержит оценочное значение переменной отклика PriorMdl.SeriesNames(1)
во время 3, и NaNDraws (3, j
)
содержит оценочное значение переменной отклика PriorMdl.SeriesNames(2)
во время 1.
YMean
— Увеличенные данные об ответеУвеличенные данные об ответе, возвращенные как numobs
- PriorMdl.NumSeries
числовая матрица. YMean
равно непреддемонстрационному фрагменту данных об ответе Y
, но simsmooth
замены каждый NaN
с соответствующим средним значением следующего прогнозирующего распределения (YMean
содержит нулевые отсутствующие значения).
YStd
— Стандартные отклонения следующего прогнозирующего распределенияСтандартные отклонения следующего прогнозирующего распределения оценочных ответов, возвращенных как numobs
- PriorMdl.NumSeries
числовая матрица. Размерности YStd
и YMean
соответствовать.
Отсутствующие значения в данных об ответе Y
, которые соответствуют оценочным значениям в YMean
, имейте ненулевое стандартное отклонение. Соответствие стандартных отклонений ненедостающим данным об ответе 0.
Bayesian VAR model обрабатывает все коэффициенты и инновационную ковариационную матрицу как случайные переменные в m - размерная, стационарная модель VARX(p). Модель имеет одну из трех форм, описанных в этой таблице.
Модель | Уравнение |
---|---|
VAR уменьшаемой формы (p) в обозначении разностного уравнения |
|
Многомерная регрессия |
|
Матричная регрессия |
|
В течение каждого раза t = 1..., T:
yt является m - размерный наблюдаемый вектор отклика, где m = numseries
.
Φ1, …, Φp является m-by-m содействующие матрицы AR задержек 1 через p, где p = numlags
.
c является m-by-1 вектор из констант модели если IncludeConstant
true
.
δ является m-by-1 вектор из линейных коэффициентов тренда времени если IncludeTrend
true
.
Β m-by-r матрица коэффициентов регрессии r-by-1 вектор из наблюдаемых внешних предикторов x t, где r = NumPredictors
. Все переменные предикторы появляются в каждом уравнении.
который является 1 на (mp + r + 2) вектор, и Z t является m-by-m матрица диагонали блока (mp + r + 2)
где 0z является 1 на (mp + r + 2) нулевой вектор.
, который является (mp + r + 2)-by-m случайная матрица коэффициентов и m (mp + r + 2)-by-1 векторный λ = vec (Λ).
εt является m-by-1 вектор из случайных, последовательно некоррелированых, многомерных нормальных инноваций с нулевым вектором для среднего значения и m-by-m матрица Σ для ковариации. Это предположение подразумевает, что вероятность данных
где f является m - размерная многомерная нормальная плотность со средним z t Λ и ковариация Σ, оцененный в y t.
Прежде, чем рассмотреть данные, вы налагаете предположение joint prior distribution на (Λ,Σ), которым управляет распределение π (Λ,Σ). В Байесовом анализе распределение параметров обновляется с информацией о параметрах, полученных из вероятности данных. Результатом является π joint posterior distribution (Λ,Σ | Y, X, Y 0), где:
Y является T-by-m матрица, содержащая целый ряд ответа {y t}, t = 1, …, T.
X является T-by-m матрица, содержащая целый внешний ряд {x t}, t = 1, …, T.
Y 0 является p-by-m, матрица преддемонстрационных данных раньше инициализировала модель VAR для оценки.
posterior predictive distribution следующей модели Bayesian VAR (p) π (Yf |Y, X) является распределением следующих переменных отклика будущего τ после итогового наблюдения в выборке оценки Yf = [y T +1, y T +2, …, y T +τ], учитывая следующее, маргинализованный по Λ и Σ:
Предварительная выборка и демонстрационные данные об ответе оценки Y
Коэффициенты Λ
Инновационная ковариационная матрица Σ
Оценка и будущие демонстрационные внешние данные X
Символически,
Gibbs sampler with Bayesian data augmentation является Цепью Маркова метод выборки Монте-Карло, который чертит от апостериорного распределения параметров и ненаблюдаемых данных об ответе, учитывая наблюдаемые данные.
Рассмотрите эти наборы индексов:
I = {(i, j) | i = 1, …, m +τ, j = 1, …, m +τ}, вселенная, содержащая все пары индекса (i, j) непредварительных выборочных данных и горизонта прогноза. Y (I) представляет целые непреддемонстрационные данные об ответе включая любых заполнителей (NaN
значения) для недостающих наблюдений и ненаблюдаемых значений в горизонте прогноза.
U = {(i, j) ∈ I | Y (i, j) отсутствует или ненаблюдаемый}, набор соответствия пар индекса пропавшим без вести или ненаблюдаемым данным об ответе. Y (U) является набором заполнителей, и Y (Uc) является набором наблюдаемых данных.
simsmooth
симулирует от апостериорного распределения недостающих данных об ответе, коэффициентов и инновационной ковариационной матрицы следующим этот сэмплер Гиббса.
Создайте безошибочную наблюдением модель в пространстве состояний путем применения заданного VAR (p) структура к уравнениям состояния. Примените начальные значения параметров Λ (0) и Σ (0) (Coeff0
и Sigma0
). Получившаяся модель является условным следующим прогнозирующим распределением π (Y (U) | Λ (0), Σ (0), Y (Uc), X).
Во время итерации j:
Симулируйте недостающие данные об ответе Y (U) (j) от π (Y (U) | Λ (j-1), Σ (j-1), Y (Uc), X). Выполнять это действие, simsmooth
использует более сглаженную симуляцию модели в пространстве состояний (см. simsmooth
функция ssm
объект модели). simsmooth
хранилища Y (U) (j) в выходе NaNDraws
.
Составьте увеличенный набор данных Y (I) (j) = Y (U) (j) ∪ Y (Uc).
Чертите коэффициенты Λ (j) и инновационная ковариационная матрица Σ (j) из условной следующей модели Bayesian VAR с увеличенными данными π (Λ,Σ | Y (I) (j), X). simsmooth
хранилища Λ (j) и Σ (j) в выходных параметрах CoeffDraws
и SigmaDraws
, соответственно.
Среднее и стандартное отклонение следующего прогнозирующего распределения π (Y (U) | Λ,Σ, Y (Uc), X) является средним и стандартным отклонением серии ничьих {Y (U) (j)}. simsmooth
хранит статистику в выходных параметрах YMean
и YStd
.
После удаления электротермотренировки (Burnin
) и утончение выборки (Thin
), simsmooth
хранит остающийся набор ничьих и вычисляет следующую статистику из него.
Симуляция Монте-Карло подвергается изменению. Если simsmooth
симуляция Монте-Карло использования, затем оценивает, и выводы могут варьироваться, когда вы вызываете simsmooth
многократно при на вид эквивалентных условиях. Чтобы воспроизвести результаты оценки, установите seed случайных чисел при помощи rng
перед вызовом simsmooth
.
Этот рисунок показывает как simsmooth
уменьшает выборку при помощи значений NumDraws
, Thin
, и BurnIn
. Прямоугольники представляют последовательные ничьи от распределения. simsmooth
удаляет белые прямоугольники из выборки. Остающийся NumDraws
черные прямоугольники составляют выборку.
simsmooth
не возвращает начальные значения по умолчанию, которые это генерирует.
[1] Литтермен, Роберт Б., "Предсказывающий с Байесовыми Векторными Авторегрессиями: Пять Лет опыта". Журнал Бизнес-и Экономической статистики 4, № 1 (январь 1986): 25–38. https://doi.org/10.2307/1391384.
У вас есть модифицированная версия этого примера. Вы хотите открыть этот пример со своими редактированиями?
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.