Peaks Over ThresholdとBlock Maximaの比較
GPDによる閾値超過法とGEVによるブロック最大値法を、データ効率、バイアスと分散、依存性、再現水準、選択診断の面から比較します
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要点
Block Maximaは固定期間ごとに一つの極値を残してGEV分布を当てはめます。Peaks Over Thresholdは十分高い閾値を超えた値をすべて残し、一般化Pareto裾を当てはめます。POTは通常、裾データを効率よく使えますが、両手法とも近似バイアスと推定分散を交換します
どちらも通常のデータを捨てることから始まります
EVTは分布全体でなく極端領域を定め、その中の極限挙動をモデル化します
Block Maximaは暦やイベントのブロックで領域を定め、POTは数値の閾値で定めます
二つの標本問題は関連しても同一ではなく、尤度や観測数を同じ行のデータのようには比較できません
Block MaximaはGEV分布へつながります
データを月や年など重ならないブロックに分け、各ブロックの最大損失を取り、一般化極値分布を当てはめます
ブロックは最大値近似に十分長く、推定に十分な最大値を残す程度には短くなければなりません
年次や月次最大値と直接つながり再現水準は直感的ですが、ブロック内の非最大極値をすべて捨てます
POTは一般化Pareto裾へつながります
高い閾値uを選び、X>uの条件で超過量Y=X−uを一般化Pareto分布でモデル化します
Pickands–Balkema–de Haanの結果は、閾値が端点へ近づくと広い吸引領域で近似を正当化します
超過頻度と超過の深刻度を組み合わせ、希少分位点、再現期間、裾損失尺度を推定します
POTは通常より多くの裾情報を使います
混乱した一ブロックに重要な損失が複数あれば、POTは残せますがBlock Maximaは最大の一つだけを残します
静かなブロックでも、標本全体では極端でない最大値を一つ必ず提供します
データ効率が高くても、近い超過は依存し、低い閾値はモデルバイアスを招くためPOTが常に優れるとは限りません
閾値とブロック長がバイアスと分散を決めます
POTの閾値を上げると漸近的根拠は強まりますが、超過が減って不確実性が広がります
ブロックを長くするとGEV近似は改善し得ますが最大値が減り、短くすると通常観測が極端に見えます
最も都合のよい資本数値や滑らかな図を出す一点でなく、安定した範囲を選びます
依存性は有効標本を変えます
ボラティリティのクラスターは連続超過を生み、POTの単純な独立Poisson到着モデルに反します
ラン非クラスター化は各群のピークを残し、点過程や依存極値モデルは時点情報をより多く保てます
Block Maximaは圧縮で一部の短期依存を弱めても、隣接ブロックの最大値が独立とは保証しません
リスク目標が比較方法を決めます
異なるデータの標本内尤度だけでなく、重要な期間に対する再現水準と裾分位点を比較します
各手法に合うパラメータ安定性、平均超過、確率、分位点、再現水準、残差診断を使います
妥当な閾値、ブロック長、季節、非クラスター化規則で結論が変わるなら、その幅をリスク報告に含めます
よくある質問
Peaks Over Thresholdとは何ですか?
高い閾値を超えた観測の大きさと頻度を、通常は一般化Pareto分布でモデル化する方法です
Block Maxima法とは何ですか?
固定した各ブロックから最大値を一つ取り、それらを一般化極値分布でモデル化します
POTは常にBlock Maximaより優れますか?
いいえ。データ効率は高くても、閾値感応度、超過の集中、モデル誤特定が利点を上回ることがあります
閾値やブロック長はどう選びますか?
都合のよい一推定値でなく、理論、意思決定期間、診断、パラメータ安定性、感応度範囲を使います
出典
この考え方を自分のオプションに当てはめる
契約と目標を選ぶと、価格・時間・ボラティリティの前提を一つの分析で確認できます
自分のオプションを分析する(英語)