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2022-06-14
英文标题:
《Directed Continuous-Time Random Walk with memory》
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作者:
Jaros{\\l}aw Klamut, Tomasz Gubiec
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最新提交年份:
2018
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英文摘要:
  We propose a new Directed Continuous-Time Random Walk (CTRW) model with memory. As CTRW trajectory consists of spatial jumps preceded by waiting times, in Directed CTRW, we consider the case with only positive spatial jumps. Moreover, we consider the memory in the model as each spatial jump depends on the previous one. Our model is motivated by the financial application of the CTRW presented in [Phys. Rev. E 82:046119][Eur. Phys. J. B 90:50]. As CTRW can successfully describe the short term negative autocorrelation of returns in high-frequency financial data (caused by the bid-ask bounce phenomena), we asked ourselves to what extent the observed long-term autocorrelation of absolute values of returns can be explained by the same phenomena. It turned out that the bid-ask bounce can be responsible only for the small fraction of the memory observed in the high-frequency financial data.
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中文摘要:
提出了一种新的带记忆的有向连续时间随机游动(CTRW)模型。由于CTRW轨迹由等待时间之前的空间跳跃组成,在定向CTRW中,我们考虑只有正空间跳跃的情况。此外,我们考虑模型中的记忆,因为每个空间跳跃都依赖于前一个空间跳跃。我们的模型是基于[Phys.Rev.E 82:046119][Eur.Phys.J.B 90:50]中提出的CTRW的财务应用。由于CTRW能够成功地描述高频金融数据中收益的短期负自相关(由买卖反弹现象引起),我们问自己,观察到的收益绝对值的长期自相关在多大程度上可以用相同的现象来解释。事实证明,买卖反弹只能对高频金融数据中观察到的一小部分内存负责。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Statistical Finance        统计金融
分类描述:Statistical, econometric and econophysics analyses with applications to financial markets and economic data
统计、计量经济学和经济物理学分析及其在金融市场和经济数据中的应用
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一级分类:Physics        物理学
二级分类:Data Analysis, Statistics and Probability        数据分析、统计与概率
分类描述:Methods, software and hardware for physics data analysis: data processing and storage; measurement methodology; statistical and mathematical aspects such as parametrization and uncertainties.
物理数据分析的方法、软硬件:数据处理与存储;测量方法;统计和数学方面,如参数化和不确定性。
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2022-6-14 01:32:41
Noname手稿编号(将由编辑插入)带记忆的定向连续时间随机游走Jaros law Klamut·Tomasz Gubieceived:日期/修订版:日期摘要我们提出了一种新的带记忆的定向连续时间随机游走(CTRW)模型。由于CTRW轨迹由等待时间之前的空间跳跃组成,在有向CTRW中,我们考虑只有正空间跳跃的情况。此外,我们考虑模型中的内存,因为每个空间跳跃都依赖于前一个空间跳跃。我们的模型是基于[Phys.Rev.E 82:046119][Eur.Phys.J.B 90:50]中提出的CTRW的财务应用。AsCTRW能够成功地描述高频金融数据中收益的短期负自相关(由买卖反弹现象引起),我们不禁要问,观察到的收益绝对值的长期自相关在多大程度上可以用相同的现象来解释。结果表明,买卖反弹只能对高频金融数据中观察到的记忆的一小部分负责。PACS 89.20-a·89.75-k·05.40-a·89.65。Gh1简介1956年,两位物理学家蒙特罗尔(Montroll)和韦斯(Weiss)在色散输运扩散的背景下,引入了一种新的随机过程,他们称之为连续时间随机游走(CTRW)[1]。由于许多复杂系统的动力学可以用离散时空事件来描述,即随机过程在等待时间之前的空间跳跃,因此CTRW的形式主义似乎是一种自然的描述。另一方面,CTRW可以被视为一种将有限的、连续的、可引导的事件间隔时间引入随机游走的方法。自引入以来,CTRW优雅灵活的概念得到了许多应用,至少激励了三代科学家。
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2022-6-14 01:32:45
值得一提的是,托托马斯兹·古比埃斯中心(toTomasz GubiecCenter)和波士顿大学物理系(Boston University,Boston,MA 02215),美国托马斯兹·古比埃克·雅罗斯劳·克拉姆特(USATomasz Gubiec·Jaroslaw Klamut),华沙大学物理学院(University of Warsaw,Pasteur Str.5,02093 Warsaw,Poland2 J.Klamut and T.Gubiecmotion),最近《欧洲物理杂志B》出版了一期特刊,题为“连续时间随机行走十五年”。Kutner和Masoliver对这一主题问题的扩展介绍列出了截至2017年创建的所有CTRW应用程序和扩展[2]。CTRW最初用于描述非晶薄膜中的光电流弛豫[3-7]。广泛的其他应用和安排包括:概率分形结构中的扩散(渗流簇[8]和分形扩散[9])、玻璃的老化[10,11]、无序离子导体中几乎恒定的介电损耗[12]、心脏节律[13]、电子转移[14]、搜索模型[15]、多孔介质中的传输[16],地震余震震中的扩散【17】、地下示踪剂扩散【18】、纳米结构化合物中的氢扩散【19】甚至人类旅行【20】。在这项工作中,我们对金融市场描述中使用的CTRW模型特别感兴趣,主要是金融时间序列,其中考虑了交易和价格变化之间的时间依赖性和分布【21–36】。在大多数情况下,所分析的CTRW模型侧重于零均值甚至对称分布的空间分布。换句话说,漂移项通常被忽略。文献[37]研究了漂移情况(及其参考文献)。规范CTRW的情况下,空间和时间分布都是i.i.d.,并且它们彼此不依赖,结果是一个强制模型,能够描述许多正常或异常扩散的情况。
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2022-6-14 01:32:48
如果平均等待时间有限或发散(但假设空间分布的有限方差),则可获得不同类型的CTRW。在第一种情况下,我们观察到异常扩散,在后一种情况下出现亚扩散[38]。如果空间分布的方差发散,且等待时间分布具有有限的平均值,则我们可以得到L’evy flights的描述。CTRW模型的另一个有希望的分支是考虑记忆的分支,即连续跳跃之间的依赖性。已经研究了不同类型的依赖关系:在研究示踪系数的情况下,在浓缩晶格气的情况下,空间跳跃方向之间的向后或向前关联【39】,甚至考虑了几个后续跳跃的依赖关系【41】。此外,考虑到一步记忆[35,42]和随后的两步记忆,甚至是完整的步骤记忆[34],建立了连续跳跃中负反馈驱动的模型。它们的潜在应用包括勒查泰利尔布劳恩对立原则。等待时间记忆也出现在一些CTRW模型中【43–48】。使用的相关性的例子有:仅依赖于连续跳跃符号的相关性【43】、等待时间的随机游走【45、46】、指数和缓慢衰减的持久幂律相关性【47】。我们的工作直接受到CTRW在高频金融数据描述中的应用的推动。所有金融价格时间序列的普遍属性有时被称为程式化事实[49,50]。关于价格时间序列的自相关,有两个众所周知的线性事实。第一种观点认为,价格增量(或对数回报)的时间相关自相关为负,并迅速衰减为零[43]。有记忆的CTRW模型成功地再现了这一事实。
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2022-6-14 01:32:51
第二个程式化事实表明,具有价格增量绝对值(或对数收益绝对值)记忆相关性的自相关连续时间随机游动是一个正的缓慢衰减函数。此外,第二种情况下的振幅通常比第一种情况下的振幅高一个数量级。这让人想起了所谓的波动性聚集现象[51]。人们似乎很自然地会问,在[35]中引入的用于描述价格变化绝对值的记忆的CTRW模型是否能够成功复制第二个提到的StylezedFact。我们在下面回答这个问题。本文的组织结构如下:在第2节中,我们介绍了我们工作的动机,并定义和解决了适当的随机过程。在第3节中,我们获得了速度自相关函数(VAF),在第4节中,我们将其与经验数据进行了比较。第5节考虑了日内季节性。最后,在第6节中,我们对本文给出的结果进行了一些补充说明。2模型我们构造了一个有向连续时间随机游走(CTRW)过程,其假设类似于[35]中使用的假设,但重点关注空间跳跃的绝对值。该过程对股票价格进行建模,时间t的过程值表示相应时间的股票价格。其价值的变化称为价格变化(即交易发生时立即发生的价格变化)。等待时间可以解释为事务之间的时间。我们考虑连续跳跃的一步记忆,并且等待时间或等待时间与跳跃之间没有依赖性。为了考虑跳转模块,我们在原有流程的基础上创建了一个新流程。我们在跳跃的地方插入跳跃长度模块。
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2022-6-14 01:32:54
我们得到了有向过程,其中连续跳跃的一步记忆由h(Rn | Rn)给出-1) = (1 - )H(Rn)+δ(Rn- 注册护士-1) ,(1)其中H(Rn)和H(Rn | Rn-1) 分别是跳模的分布和跳模的条件分布。参数 描述了内存的强度 = 0我们获得了没有内存的模型。考虑到价格变化绝对值的directedCTRW,Dirac delta描述了相同的连续跳跃,而不是相反的跳跃,如[35]中所述。综上所述,我们的模型可以用n次跳跃rnafter waiting time tn的概率密度函数来描述,条件是所有之前的变量和ti:ρ(Rn,tn | Rn-1,tn-1.R、 t)=H(Rn | Rn-1) ψ(t),(2),其中ψ(t)表示等待时间分布(WTD)。将给出任何WTD和两个特定案例的结果。我们不能对第一次跳跃使用与其他跳跃相同的等待时间分布【52,53】。这是因为上一次(初始)跳转可能在t=0之前的任何时间发生。因此,我们应该定义ψ(t)=R∞dtψ(t+t)R∞dtR∞dtψ(t+t),(3)4 J.Klamut和t.Gubiecas第一次跳跃前的等待时间分布。此外,为了简化旋转,引入逗留概率ψ(t)=R是有用的∞tψ(t)dt。上述概率可以很容易地用拉普拉斯域表示:|ψ(s)=L[ψ(t)],|ψ(s)=1-Иψ(s)s,ψ(s)=1-ψ(s)hti s,¢ψ(s)=1-|ψ(s)s,(4),其中L[·]表示拉普拉斯变换,hti=R∞tψ(t)dt<∞ 预计(平均)等待时间。描述随机过程的中间动态量是随机的、尖锐的n步传播子Qn(X,Rn;t |ξ),n=1,2。
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