R语言中的马尔可夫区制转移(Markov regime switching)模型|附代码数据

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原文出处：拓端数据部落公众号

最近我们被客户要求撰写关于马尔可夫区制转移模型的研究报告，包括一些图形和统计输出。

金融分析师通常关心检测市场何时“发生变化”：几个月或至几年内市场的典型行为可以立即转变为非常不同的行为。投资者希望及时发现这些变化，以便可以相应地调整其策略，但是这样做可能很困难。

RHmm从CRAN不再可用，因此我想使用其他软件包复制功能实现马尔可夫区制转移(Markov regime switching)模型从而对典型的市场行为进行预测，并且增加模型中对参数的线性约束功能。

 

load.packages('quantmod')
y=returns
ResFit = HMM(y, nStates=2)
DimObs = 1

matplot(fb$Gamma, type='l', main='Smoothed Probabilities', ylab='Probability')
        legend(x='topright', c('State1','State2'),  fill=1:2, bty='n')

 

 

    fm2 = fit(mod, verbose = FALSE)

使用logLik在迭代69处收敛：125.6168

 

    probs = posterior(fm2)

    layout(1:2)
    plot(probs$state, type='s', main='Implied States', xlab='', ylab='State')
    
    matplot(probs[,-1], type='l', main='Probabilities', ylab='Probability')
        legend(x='topright', c('State1','State2'),  fill=1:2, bty='n')

 

    #*****************************************************************
    # ＃添加一些数据，看看模型是否能够识别状态    #****************************************************************** 
    bear2  = rnorm( 100, -0.01, 0.20 )
    bull3 = rnorm( 100, 0.10, 0.10 )
    bear3  = rnorm( 100, -0.01, 0.25 )
    true.states = c(true.states, rep(2,100),rep(1,100),rep(2,100))
    y = c( bull1, bear,  bull2, bear2, bull3, bear3 )

DimObs = 1

    plot(data, type='h', x.highlight=T)
        plota.legend('Returns + Detected Regimes')

 

#*****************************************************************
# 加载历史价格
#****************************************************************** 
data = env()
getSymbols('SPY', src = 'yahoo', from = '1970-01-01', env = data, auto.assign = T)

price = Cl(data$SPY)
    open = Op(data$SPY)
ret = diff(log(price))
    ret = log(price) - log(open)

atr = ATR(HLC(data$SPY))[,'atr']

fm2 = fit(mod, verbose = FALSE)

使用logLik在迭代30处收敛：18358.98

print(summary(fm2))

 

Initial state probabilties model pr1 pr2 pr3 pr4 0 0 1 0

Transition matrix toS1 toS2 toS3 toS4 fromS1 9.821940e-01 1.629595e-02 1.510069e-03 8.514403e-45 fromS2 1.167011e-02 9.790209e-01 8.775478e-68 9.308946e-03 fromS3 3.266616e-03 8.586650e-47 9.967334e-01 1.350529e-69 fromS4 3.608394e-65 1.047516e-02 1.922545e-130 9.895248e-01

Response parameters Resp 1 : gaussian Resp 2 : gaussian Re1.(Intercept) Re1.sd Re2.(Intercept) Re2.sd St1 2.897594e-04 0.006285514 1.1647547 0.1181514 St2 -6.980187e-05 0.008186433 1.6554049 0.1871963 St3 2.134584e-04 0.005694483 0.4537498 0.1564576 St4 -4.459161e-04 0.015419207 2.7558362 0.7297283

     Re1.(Intercept)    Re1.sd    Re2.(Intercept)    Re2.sd
St1    0.000289759401378951    0.00628551404616354    1.16475474419891    0.118151350440916
St2    -6.98018749098021e-05    0.00818643307634358    1.65540488736983    0.187196307284941
St3    0.000213458358141314    0.00569448330115608    0.453749781945066    0.156457606460757
St4    -0.00044591612667264    0.0154192070819596    2.75583620018895    0.72972830143278

 

probs = posterior(fm2)

print(head(probs))

rownames(x)    state    S1    S2    S3    S4
1    3    0    0    1    0
2    3    0    0    1    0
3    3    0    0    1    0
4    3    0    0    1    0
5    3    0    0    1    0
6    3    0    0    1    0

 

 

layout(1:3)
plota(temp, type='l', col='darkred')
    plota.legend('Market Regimes', 'darkred')

 

layout(1:4)

---

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