پیش‌بینی بازده سهام با استفاده از روش‌های غیرخطی پویا: مدل‌سازی پارامتریک و ناپارامتریک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه اقتصاد، دانشکدۀ علوم اقتصادی و اجتماعی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران (نویسندۀ مسئول).

2 استاد گروه اقتصاد، دانشکدۀ علوم اقتصادی و اجتماعی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران.

10.22084/aes.2025.31371.3815

چکیده

پیش‌بینی دقیق بازار سهام یک مسئله چالش‌برانگیز و پیچیده برای تحلیلگران و تصمیم‌گیرندگان بازار است. در اغلب مطالعات گذشته، دقت روش‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است، اما هنوز در مورد روش پیش‌بینی بهینه اتفاق‌نظر وجود ندارد. هدف اصلی مطالعۀ حاضر بررسی قابلیت مدل‌های سری‌های زمانی غیرخطی، مانند مدل‌های هموارسازی نمایی و رویکرد تغییر رژیم، در کنار روش باکس-جنکینز در پیش‌بینی بازده سهام است. داده‌ها شامل مشاهدات روزانۀ شرکت‌های اپل و مایکروسافت از سال 2024 تا 2025م. است. آزمون تراسوریتا-لین-گرنجر  رفتار آشوبناک فرآیند تولید داده‌ها را به اثبات رسانده است. رویکرد SETAR با مؤلفه GARCH و مدل ARMA با مؤلفه EGARCH برای کنترل اثر واریانس ناهمسان شرطی در سری‌های زمانی استفاده شده است که منجر به مدل‌های ترکیبی پویا می‌شود. علاوه‌بر این، با توجه به کاربرد گستردۀ روش‌های هوش مصنوعی، علاوه‌بر رویکرد هموارسازی نمایی (ES) به‌عنوان یک روش ناپارامتریک، یک شبکۀ پرسپترون چندلایه (MLP) نیز مورداستفاده قرار گرفته است که مبتنی‌بر الگوریتم پس‌انتشار خطا (FF-BP) است. پیش‌بینی‌ها در دو فرم درون نمونه‌ای و برون نمونه‌ای انجام شده و عملکرد مدل‌ها با استفاده از معیارهای خطای استاندارد ارزیابی می‌شود. درنهایت، از آزمون دایبولد-ماریانو برای تعیین معناداری تفاوت‌های پیش‌بینی بین مدل‌ها استفاده شده است. یافته‌ها نشان می‌دهند که سری‌های زمانی بازده سهام هر دو شرکت رفتاری آشوبناک داشته‌اند و روش‌های غیرخطی در مدل‌سازی آن‌ها مناسب‌تر هستند. روش هموارسازی نمایی از نظر اکثر معیارهای خطا در هر دو پیش‌بینی درون‌نمونه‌ای و برون‌نمونه‌ای، از مدل‌های  SETARMA-GARCH و ARMA-EGARCH بهتر عمل کرده است. با این‌حال، روش MLP براساس تمامی معیارهای خطا، بر مدل ES برتری داشته است. آمارۀ S تخمینی آزمون دایبولد-ماریانو، معناداری برتری رویکرد MLP را تأیید می‌نماید. این یافته‌ها، استفاده از روش‌های ناپارامتریک پویا را در مدل‌سازی و پیش‌بینی سری‌های زمانی منتخب پیشنهاد می‌کند؛ به‌عبارت دیگر، استفاده از روش‌های غیرخطی ناپارامتریک پویا در پیش‌بینی سری‌های مالی توصیه می‌شود.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Stock Return Forecasting Using Dynamic Nonlinear Methods: Parametric and Nonparametric Modeling

نویسندگان [English]

  • Seyed Ehsan Hosseinidoust 1
  • Mohammad Hasan Fotros 2
1 Assistant Professor, Department of Economics, Faculty of Economics and Social Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran (Corresponding Author).
2 Professor, Department of Economics, Faculty of Economics and Social Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran.
چکیده [English]

Accurate stock market forecasting is a challenging and complex problem for the market analysts and decision makers. During the past decade’s accuracy of different methods are examined yet there is no consensus on optimum forecasting method. In this regard, the main objective of present study is to investigate eligibility of nonlinear time series, such as exponential smoothing and regime-switching models beside Box-Jenkins scheme in forecasting of stock return time series. Data set consist of daily observations of Apple and Microsoft corporations as of 2024 to 2025. The Terasvirta-Lin-Granger procedure chaotic behavior of data generating process of the selected samples being examined. The Self-Exciting Threshold Autoregressive procedure combined with GARCH component (SETARMA-GARCH) and ARMA model combined with EGARCH component (ARMA-EGARCH) in order to capture the heterogeneous variance of financial time series, which yield dynamic hybrid models. Moreover, due to the overwhelming application of Artificial Intelligence methods in computation, besides the Exponential Smoothing (ES) approach as a non-parametric method, a recently developed Multilayer Perceptron Network (MLP) based on Feed-Forward-Back Propagation (FF-BP) algorithm being developed either. Both of the in-sample and out-sample forecasting are carried out and performance of models is evaluated using standard error criteria. Finally, the Diebold-Mariano test is employed in order to determine the significance of forecasting differences among the models. Findings indicated that the behavior of the return series for the both of the corporations are chaotic and nonlinear methods are appropriate in modeling. The exponential smoothing method outperformed the developed SETARMA-GARCH and ARMA-EGARCH procedures in terms of the majority of error criteria in the both of in-sample and out-sample forecasting. However, the MLP has outweighed the ES model based on every calculated error criteria. The estimated S-statistic of Diebold-Mariano test confirmed results of the forecasting in favor of the MLP method. This finding suggests application of the dynamic nonparametric methods in modeling and forecasting of the selected time series. Implication of such finding recommends use of dynamic nonlinear and nonparametric methods in financial series prediction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stock Return Forecasting
  • Chaos Testing
  • Parametric and Nonparametric Methods
  • Dynamic Nonlinear Modeling
  • AI Approach