pymc3中的GARCH模型:如何循环随机变量?

时间:2015-11-15 21:56:55

标签: pymc pymc3

我试图在pymc3中实现一个GARCH模型,沿this example行。为此,我尝试按如下方式实现GARCH(1,1)分发

import pymc3 as pm
from pymc3.distributions import Continuous, Normal

class GARCH(Continuous):
    def __init__(self, alpha_0=None, alpha_1=None, beta_1=None, sigma_0=None, *args, **kwargs):
        super(GARCH, self).__init__(*args, **kwargs)

        self.alpha_0 = alpha_0
        self.alpha_1 = alpha_1
        self.beta_1 = beta_1
        self.sigma_0 = sigma_0
        self.mean = 0

    def logp(self, values):
        sigma = self.sigma_0
        alpha_0 = self.alpha_0
        alpha_1 = self.alpha_1
        beta_1 = self.beta_1

        x_prev = values[0]
        _logp = Normal.dist(0., sd=sigma).logp(x_prev)

        for x in values[1:]:
            sigma = pm.sqrt(alpha_0 + alpha_1 * (x_prev/sigma)**2
                            + beta_1 * sigma**2)
            _logp = _logp + pm.Normal(0., sd=sigma).logp(x)
            x_prev = x

        return _logp

为了澄清,这是GARCH(1,1)模型的对数似然。波动率过程是时间序列,其中时间t的波动率取决于时间t-1的残差。但是为了在时间t-1确定残差,我们需要在时间t-1处的波动率。

无论如何,这对我的问题并不重要。重要的是,无法通过矢量化for-loop来计算可能性(这是在帖子顶部的链接中完成的方式)。因此,您需要一个显式循环,在每个步骤首先更新波动率,然后确定观察到的返回的可能性。

但上面的代码不起作用。如果我尝试建立像

这样的模型
import numpy as np
returns = np.genfromtxt("SP500.csv")[-200:]
garchmodel = pm.Model()
with garchmodel:
    alpha_0 = pm.Exponential('alpha_0', 30., testval=.02)
    alpha_1 = pm.Uniform('alpha_1', lower=0, upper=1, testval=.9) 
    upper = pm.Deterministic('upper', 1-alpha_1)
    beta_1 = pm.Uniform('beta_1', lower=0, upper=upper, testval=.05)
    sigma_0 = pm.Exponential('sigma_0', 30., testval=.02)

    garch = GARCH('garch', alpha_0=alpha_0, alpha_1=alpha_1, 
                  beta_1=beta_1, sigma_0=sigma_0, observed=returns)

" SP500.csv"文件可以在例如文件中找到github

此代码生成错误:

ValueError: length not known

我很确定这是因为for循环与theano相冲突。我该如何处理?

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