Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin

Markovin ketju Monte Carlo -menetelmät ovat olleet tärkeä osa Bayes-tilastotiedettä jo 90-luvulta saakka. Monet perinteiset MCMC-algoritmit, kuten Metropolis-algoritmi ja Gibbsin otanta, ovat yhä suuressa suosiossa tutkijoiden keskuudessa. Nämä yksinkertaiset simulaatioalgoritmit muuttuvat sitä teho...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Lähderanta, Tero
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2018
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/60393
_version_ 1826225704807694336
author Lähderanta, Tero
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Lähderanta, Tero Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Lähderanta, Tero Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Lähderanta, Tero
datasource_str_mv jyx
description Markovin ketju Monte Carlo -menetelmät ovat olleet tärkeä osa Bayes-tilastotiedettä jo 90-luvulta saakka. Monet perinteiset MCMC-algoritmit, kuten Metropolis-algoritmi ja Gibbsin otanta, ovat yhä suuressa suosiossa tutkijoiden keskuudessa. Nämä yksinkertaiset simulaatioalgoritmit muuttuvat sitä tehottomammiksi, mitä monimutkaisemmista malleista on kysymys. Tässä tutkielmassa esitellään Hamiltonin Monte Carlo, jolla pyritään ratkaisemaan monimutkaisten mallien ongelman simuloinnissa. HMC-algoritmin matemaattisen haastavuuden takia algoritmin toiminta esitetään ensin yksinkertaisten esimerkkien kautta, minkä jälkeen syvennytään sen rakenteeseen ja teoreettiseen taustaan. Tämän lisäksi vertaillaan HMC:n ja Metropolis-algoritmin tehokkuutta ja autokorrelaatioita kahdessa finanssimallissa samalla käyden läpi algoritmin implementoinnin haasteet. Esimerkinomaisena sovelluskohteena käytetään kahta finanssimallia, joiden avulla mallinnetaan osake- ja korkosijoitusten tuottoa. Bayesiläinen lähestymistapa on luonteva tapa arvioida finanssimallien parametrien epävarmuutta. Molemmissa valituissa malleissa HMC osoittautui ajallisesti hitaammaksi kuin Metropolis-algoritmi: samankaltaisten tulosten saaminen vaati HMC-algoritmissa huomattavasti vähemmän iteraatioita kuin Metropolis-algoritmissa, mutta yksittäisen arvon generoiminen oli HMC:ssä huomattavasti hitaampaa. HMC-algoritmin tuottaman ketjun jäsenten välinen autokorrelaatio oli kuitenkin merkittävästi pienempää mitä Metropolis-algoritmissa.
first_indexed 2024-09-11T08:49:41Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Luoma, Arto", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "L\u00e4hderanta, Tero", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2018-11-30T06:42:06Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2018-11-30T06:42:06Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2018", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/60393", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Markovin ketju Monte Carlo -menetelm\u00e4t ovat olleet t\u00e4rke\u00e4 osa Bayes-tilastotiedett\u00e4 jo 90-luvulta saakka. Monet perinteiset MCMC-algoritmit, kuten Metropolis-algoritmi ja Gibbsin otanta, ovat yh\u00e4 suuressa suosiossa tutkijoiden keskuudessa. N\u00e4m\u00e4 yksinkertaiset simulaatioalgoritmit muuttuvat sit\u00e4 tehottomammiksi, mit\u00e4 monimutkaisemmista malleista on kysymys. T\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa esitell\u00e4\u00e4n Hamiltonin Monte Carlo, jolla pyrit\u00e4\u00e4n ratkaisemaan monimutkaisten mallien ongelman simuloinnissa. HMC-algoritmin matemaattisen haastavuuden takia algoritmin toiminta esitet\u00e4\u00e4n ensin yksinkertaisten esimerkkien kautta, mink\u00e4 j\u00e4lkeen syvennyt\u00e4\u00e4n sen rakenteeseen ja teoreettiseen taustaan. T\u00e4m\u00e4n lis\u00e4ksi vertaillaan HMC:n ja Metropolis-algoritmin tehokkuutta ja autokorrelaatioita kahdessa finanssimallissa samalla k\u00e4yden l\u00e4pi algoritmin implementoinnin haasteet. \n\nEsimerkinomaisena sovelluskohteena k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n kahta finanssimallia, joiden avulla mallinnetaan osake- ja korkosijoitusten tuottoa. Bayesil\u00e4inen l\u00e4hestymistapa on luonteva tapa arvioida finanssimallien parametrien ep\u00e4varmuutta. Molemmissa valituissa malleissa HMC osoittautui ajallisesti hitaammaksi kuin Metropolis-algoritmi: samankaltaisten tulosten saaminen vaati HMC-algoritmissa huomattavasti v\u00e4hemm\u00e4n iteraatioita kuin Metropolis-algoritmissa, mutta yksitt\u00e4isen arvon generoiminen oli HMC:ss\u00e4 huomattavasti hitaampaa. HMC-algoritmin tuottaman ketjun j\u00e4senten v\u00e4linen autokorrelaatio oli kuitenkin merkitt\u00e4v\u00e4sti pienemp\u00e4\u00e4 mit\u00e4 Metropolis-algoritmissa.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2018-11-30T06:42:06Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2018-11-30T06:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2018", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "47", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Bayes-tilastotiede", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Hamiltonin Monte Carlo", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "simulointialgoritmit", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201811304943", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Tilastotiede", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Statistics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4043", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "algoritmit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "Monte Carlo -menetelm\u00e4t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "tilastotiede", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_60393
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:20Z
main_date 2018-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2018
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/7f90c7b5-8591-4dd7-a8e1-ce12906f86ad\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201811304943.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2018
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Lähderanta, Tero Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin Bayes-tilastotiede Hamiltonin Monte Carlo simulointialgoritmit Tilastotiede Statistics 4043 algoritmit Monte Carlo -menetelmät tilastotiede
title Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin
title_full Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin
title_fullStr Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin
title_full_unstemmed Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin
title_short Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin
title_sort hamiltonin monte carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin
title_txtP Hamiltonin Monte Carlon soveltaminen finanssiaikasarjoihin
topic Bayes-tilastotiede Hamiltonin Monte Carlo simulointialgoritmit Tilastotiede Statistics 4043 algoritmit Monte Carlo -menetelmät tilastotiede
topic_facet 4043 Bayes-tilastotiede Hamiltonin Monte Carlo Monte Carlo -menetelmät Statistics Tilastotiede algoritmit simulointialgoritmit tilastotiede
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/60393 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201811304943
work_keys_str_mv AT lähderantatero hamiltoninmontecarlonsoveltaminenfinanssiaikasarjoihin