finmetrics-s-plus中金融數(shù)據(jù)數(shù)量分析的工具

PAGEPAGE4Finmetrics:時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)分析的好的教學(xué)模塊歐陽(yáng)資生摘要：對(duì)于專業(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究人員來(lái)說(shuō),各國(guó)用的最多的是功能強(qiáng)大和靈活的S-plus軟件。近來(lái),一個(gè)新的模塊Finmetrics,被添加到S-plus中,它被用來(lái)專門處理金融時(shí)間序列數(shù)據(jù),對(duì)金融時(shí)間序列進(jìn)行數(shù)量分析。本文中，我們對(duì)Finmetrics模塊的功能作了介紹，希望對(duì)廣大金融時(shí)間序列定量分析人員起到拋磚引玉的作用。關(guān)鍵詞:S-plus，F(xiàn)inmetrics模塊，數(shù)值計(jì)算一、引言對(duì)于專業(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)家來(lái)說(shuō)，各國(guó)用的最多的是功能強(qiáng)大和靈活的S-plus軟件。它是美國(guó)AT&T公司的貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的。用S-plus編程序很方便，入門容易。它的統(tǒng)計(jì)方法豐富,而且在不斷增長(zhǎng)。S-plus透明度大，很容易知道它在作什么。在S-plus中可以任意加入自己編寫的程序，或修改原來(lái)的一些程序，為創(chuàng)造性的統(tǒng)計(jì)學(xué)家所鐘愛(ài)。許多最新的統(tǒng)計(jì)方法都是一些統(tǒng)計(jì)學(xué)家用S-plus程序編寫出來(lái)的，甚至可以從互聯(lián)網(wǎng)上下載下來(lái)。原來(lái)的S-plus主要是為統(tǒng)計(jì)學(xué)家編程而用，現(xiàn)在的最新版本也已經(jīng)更加友好，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)可視化，很容易操作，同時(shí)還保留了其原來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，不失為一個(gè)好軟件。近來(lái)，一個(gè)新的模塊Finmetrics模塊，被添加到S-PLUS中，它被用來(lái)專門處理金融時(shí)間序列數(shù)據(jù)，對(duì)金融時(shí)間序列進(jìn)行數(shù)量分析。S-PLUS本身可在許多不同的平臺(tái)上操作(Windows、Linux、Solaris、Unix)，但是Finmetrics模塊卻只能在Windows、Linux、Unix上實(shí)現(xiàn)，而且Finmetrics模塊只能添加到S-PLUS6及以上版本上，S-PLUS2000及以下版本，這個(gè)模塊無(wú)法運(yùn)行。二、Finmetrics模塊的一般回顧S-plus語(yǔ)言的基礎(chǔ)是S語(yǔ)言,它是對(duì)S語(yǔ)言的界面化和菜單化，有優(yōu)秀的內(nèi)在幫助系統(tǒng)和作圖功能,它能夠輕松地轉(zhuǎn)到商業(yè)支持的S-Plus程序(如果需要使用商業(yè)軟件)。S-plus有一個(gè)強(qiáng)大的,容易學(xué)習(xí)的語(yǔ)法,有許多內(nèi)在的統(tǒng)計(jì)函數(shù)，通過(guò)用戶自編程序,S語(yǔ)言很容易延伸和擴(kuò)大，它是計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言.類似于UNIX語(yǔ)言、C語(yǔ)言、Pascal、Gauss語(yǔ)言等。對(duì)于熟練的編程者,它將覺(jué)得該語(yǔ)言比其他語(yǔ)言更好用。但是它與C語(yǔ)言、Pascal、Gauss語(yǔ)言不同,它是一種面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言。S-PLUS語(yǔ)言的函數(shù)可以由菜單和命令語(yǔ)句得到,但由命令語(yǔ)句得到的函數(shù)要比由菜單得到的多得多。而且,對(duì)Finmetrics模塊,使用者只能使用命令語(yǔ)句才能得到函數(shù)。這事實(shí)上就要求使用者必須對(duì)S語(yǔ)言的語(yǔ)法和編程比較熟悉。但是，F(xiàn)inmetrics模塊并不是標(biāo)準(zhǔn)的S-PLUS軟件的一部分,因此,它必須獨(dú)立于S-PLUS,要求單獨(dú)安裝。模塊的學(xué)習(xí)幫助通過(guò)在線幫助和兩個(gè)PDF格式的文件形式提供給使用者。一個(gè)文件是對(duì)這個(gè)模塊中的所有函數(shù)類(包括198個(gè)主要函數(shù))及其使用方法進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,我們?cè)诒硪恢辛谐隽诉@些說(shuō)明.另一個(gè)文件是由Zivot,E.和Wang,J.H.（2002）兩人合作的，專門介紹每個(gè)函數(shù)族的計(jì)算機(jī)編程的書。這本書的計(jì)算機(jī)程序也可在Zivot,E.的個(gè)人網(wǎng)頁(yè)上下載。表1:Finmetrics模塊中函數(shù)類型時(shí)間/日期效用函數(shù)(Time/datautilityfunctions)時(shí)間序列格子圖函數(shù)（Timeseriestrellisplottingfunctions）動(dòng)態(tài)的最小二乘法（Dynamicordinaryleastsquares）表面上不相關(guān)回歸（Seeminglyunrelatedregression）單位根、協(xié)整過(guò)程和VECM（Unitroot,cointegrationandVECM）長(zhǎng)記憶模型（Longmemorymodelling）固定收益分析（Fixedincomeanalytics）古典的極值理論（Classicalextremevaluetheory）狀態(tài)空間模型（Statespacemodelling）時(shí)間序列控制與插值（Timeseriesmanipulationandinterpolation）統(tǒng)計(jì)概述與統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)（Summarystatisticsandteststatistics）滾動(dòng)估計(jì)（Rollingestimation）自回歸與矢量自回歸（AutoregressionandVectorautoregression）GARCH波動(dòng)模型（GARCHvolatilitymodelling）技術(shù)分析（Technicalanalysis）多因子統(tǒng)計(jì)模型（Statisticalmulti-factormodel）多元極值Copula估計(jì)和分析(Extremevalueanalysiswithstatisticalcopulaestimation)從表1可以看出，F(xiàn)inmetrics模塊包含了許多其他金融分析軟件不具備的函數(shù)族，在其他金融風(fēng)險(xiǎn)分析的軟件里，我們很難找到像技術(shù)分析、極值理論和Copulas等相關(guān)的內(nèi)容的。當(dāng)然，這個(gè)模塊也包含了許多眾所周知的數(shù)據(jù)，例如，sp.raw.dat就包含了S＆P500指數(shù)從1960年1月5日到1987年10月16日共6986個(gè)日收盤價(jià)數(shù)據(jù)。Danish.dat包含了自1980年元月3日到1990年11月31日之間丹麥保險(xiǎn)公司的理賠額超過(guò)一百萬(wàn)丹麥克朗的火災(zāi)保險(xiǎn)理賠額。這些數(shù)據(jù)的來(lái)源和使用可在在線幫助中很容易查到，這為我們?cè)谑褂眠@個(gè)模塊時(shí)提供了很好的便利。三、Finmetrics模塊的編程S-PULS是一種面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言，因此，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)類獲得。Finmetrics模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)是基于Timeseries類的。在Timeseries類中，時(shí)間間隙從年、月、日到小時(shí)、分鐘、秒，相當(dāng)精確，當(dāng)然，這也是研究高頻數(shù)據(jù)的需要。時(shí)間序列的數(shù)據(jù)類型也可以包含任何類型：數(shù)值型、字符串型等等均可以。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，F(xiàn)inmetrics模塊不能通過(guò)S-PLUS的圖形界面或菜單直接得到，因此它必須編程。這意味著使用者必須對(duì)模塊中的函數(shù)要相對(duì)熟悉，幸運(yùn)的是，我們可以借助這個(gè)模塊的很好的在線幫助來(lái)編程。為了對(duì)利用模塊編程語(yǔ)法有個(gè)直觀的了解，我們通過(guò)下面例子來(lái)說(shuō)明。我們的例子來(lái)自于Zivot,E.和Wang,J.H.（2002），我們?cè)诶又蟹治隽死脴O值理論中Peak-over-Threshold（POT）方法計(jì)算S&P500指數(shù)（該數(shù)據(jù)名為sp.raw）的在險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)值（VaR）的編程方法。注意，在每一個(gè)語(yǔ)句前，我們以命令“>”開(kāi)始。我們首先可以通過(guò)以下程序觀察S&P500指數(shù)的收盤價(jià)和日收益率折線圖（見(jiàn)圖1）。>spto87=getReturns(sp.raw,type="discrete",percentage=T)>par(mfrow=c(2,1))>plot(sp.raw,main="DailyClosingPrices")>plot(spto87,main="DailyPercentageReturns")圖3五、Finmetrics模塊的評(píng)論和結(jié)論Finmetrics提供了先進(jìn)且豐富的金融數(shù)據(jù)分析模型。利用這個(gè)模塊，我們可以方便地對(duì)金融數(shù)據(jù)進(jìn)行模型構(gòu)建、分析及可視化。與其他的套裝軟件不同，F(xiàn)inmetrics可以輕易地計(jì)算出技術(shù)指標(biāo)及移動(dòng)平均運(yùn)算子，它的其他高級(jí)的分析技術(shù)，包含回歸方法（單變數(shù)、最小平方、雙變數(shù)、多變量及聯(lián)立方程式）等，可對(duì)金融數(shù)據(jù)做更可靠、更有效的分析。Finmetrics包含了可做固定收益分析的重要函數(shù)，也包含了許多極值分析方法，可用于保險(xiǎn)公司對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值分析及構(gòu)建災(zāi)難超額損失模型的應(yīng)用。Finmetrics包含了估計(jì)FARIMA模型及波動(dòng)率模型的功能，如單變數(shù)及多變數(shù)GARCH模型（有EGARCH、TGARCH、powerGARCH及fractionintegratedGARCH模型），因此，它提供了現(xiàn)今最完整的GARCH模型組合。Finmetrics讓你使用最有效的狀態(tài)空間模型功能來(lái)發(fā)現(xiàn)隱藏的金融市場(chǎng)消息。Finmetrics包含了許多統(tǒng)計(jì)的多因子模型，提供你更大的精確性及可靠度來(lái)處理投資組合的績(jī)效及風(fēng)險(xiǎn)。Finmetrics支持被先進(jìn)的計(jì)量分析專家所鐘愛(ài)的滾動(dòng)估計(jì)和回饋檢驗(yàn)來(lái)檢測(cè)你的金融模型?？傊?，正如Insight公司所評(píng)價(jià)的，“Finmetrics是一個(gè)無(wú)價(jià)的計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析工具，提供現(xiàn)代的、彈性的財(cái)經(jīng)、金融數(shù)據(jù)分析功能。不像其他的競(jìng)爭(zhēng)軟件，F(xiàn)inmetrics提供所有重要的分析方法，從滾動(dòng)回歸（rollingregression），回饋檢驗(yàn)，到極值理論，到時(shí)間序列分析完全在一個(gè)環(huán)境中?！?，所以我們相信Finmetrics可以提供我們一個(gè)無(wú)價(jià)的工具。對(duì)財(cái)經(jīng)、金融分析人員而言，她是必備的軟件