[논문]경제위기시 환율신뢰구간 예측 알고리즘 개발

김태윤; 권오진

경제위기시 환율신뢰구간 예측 알고리즘 개발
Confidence interval forecast of exchange rate based on bootstrap method during economic crisis 원문보기

Journal of the Korean Data & Information Science Society = 한국데이터정보과학회지, v.22 no.5, 2011년, pp.895 - 902

초록
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본 연구는 경제위기시 환율의 신뢰구간 예측 알고리즘을 개발하는 것을 주된 목적으로 한다. 경제위기시 환율의 움직임의 특징은 평상시에 비해 변동성이 극도로 증가한다는 점이다. 본 연구에서는 이러한 변동성을 효율적으로 추정하기 위해 시계열 데이터의 변동성 추정에 유용한 것으로 알려진 블록 붓스트랩 기법을 사용하여 그 유용성을 보인다.

This paper is mainly concerned about providing confidence prediction interval for exchange rate during economic crisis. Our proposed method is to use block bootstrap method for prediction interval for next day. It is shown that block bootstrap method is particularly effective for interval prediction...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

즉, 경제위기 기간 중 환율의 변동이 매우 심하게 되어 익일의 예측이 거의 불가능해진 결과, 합리적인 경제활동이 어려워졌으며 그에 따라 경제 전반에 걸친 악영향을 미쳤을 뿐만 아니라 경제위기의 극복을 어렵고 더디게 만들었다. 본 연구에서는 경제위기시 환율의 단기예측 (특히 익일예측)을 효율적으로 수행하는 알고리즘 개발을 통해 경제위기가 다시 다가올 경우 이를 효과적으로 극복하는데 필요한 기저 예측기술 (basis forecasting technology)을 제시하고자 한다. 본 연구의 환율예측 알고리즘은 신뢰구간을 사용하여 환율을 예측하는 알고리즘이다.
본 연구의 목적은 경제 위기 시 환률 예측을 위해 붓스트랩 예측구간 기법을 제시하는 것이다. 이를 위해 과거 불안정 구간을 대상으로 식 (2.

제안 방법

1 to 1 예측: 금일의 환율 데이터 n = 17개를 (9시부터 17시까지 30분 간격으로 관찰되는 데이터, Z−16, · · · , Z−1, Z0) 사용하여 다음날 종가 Z16예측한다.
또한 불안정 구간과 안정구간에서의 붓스트랩 환율구간 예측의 정확도를 비교하기 위해 안정구간으로서 2008년 8월5일∼9월31일 (그림 3.2)을 고려하여 실험을 수행하였다.

이론/모형

본 논문에서는 익일 환율예측을 위한 신뢰구간을 도출하며 이를 위해 블록 붓스트랩 기법 (권오진 등, 2010)을 사용한다. 변동성을 이용하여 구간 예측을 도출하는 과정은 다음과 같다.
3)의 분산의 추정에 있어 붓스트랩 기법이 유용한 것으로 알려져 있기 때문이다. 본 연구에서 사용하는 붓스트랩 기법은 일반적 붓스트랩 방법이 아닌 블록화 붓스트랩 방법이다. 여기서 블록 붓스트랩을 사용하는 이유는
이처럼 블록의 크기를 정하는 것이 중요한 일이지만 아직까지 블록의 크기 결정 문제에 대한 연구는 완전한 해결책이 없는 상태이다. 본 연구에선 권오진 등 (2010)이 제시한 경험 법칙 (rule of thumb)을 사용하여 블록의 크기를 결정한다.

성능/효과

이 계산된다. 16개의 R들로 이루어진 일일 붓스트랩을 재구성하기 위해 12개의 블록 중 3개를 랜덤하게 추출하며 이는 결국 3개의 R`값들이 랜덤하게 추출된다는 것을 의미한다. 이 과정을 b=200번 반복함으로써 #, · · · #을 얻게 되고 이들의 표본평균 #과 표본분산 #를 계산하여 식 (2.
이는 연속 구간에서 증가된 변동성이 블록화된 붓스트랩을 통해 효율적으로 반영되기 때문인 듯하다. 이외에도 위기구간 적용 시 1 to 1 기법 보다 2 to 2 기법이 좀 더 정확한 결과를 보여주고 있는데 이는 기본적으로 2 to 2 기법이 더 많은 데이터를 확보함으로써 반복가능성 관점에서 바람직한 결과를 만들어내는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 변동성과 연관된 블록 사이즈 결정, 반복가능성 관점에서 예측 데이터 크기 결정 등 추후 좀 더 구체적인 연구가 필요한 것으로 보인다.

후속연구

이외에도 위기구간 적용 시 1 to 1 기법 보다 2 to 2 기법이 좀 더 정확한 결과를 보여주고 있는데 이는 기본적으로 2 to 2 기법이 더 많은 데이터를 확보함으로써 반복가능성 관점에서 바람직한 결과를 만들어내는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 변동성과 연관된 블록 사이즈 결정, 반복가능성 관점에서 예측 데이터 크기 결정 등 추후 좀 더 구체적인 연구가 필요한 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	블록 붓스트랩 기법은 어디에 초점을 맞추는가?	잘 알려진 대로 신뢰구간 예측에서 주요한 절차는 표준오차를 구하는 절차이며 이는 환율 신뢰구간 예측의 경우 환율의 변동성에 의해 결정된다. 본 연구에서 환율 신뢰구간 예측을 위해 고려하는 주된 통계적 기법은 “환율변동성” 예측에 초점을 맞추는 기법인 블록 붓스트랩 (block bootstrap)기법이다. 기존에 개발되었던 대부분의 기법들이 주로 환율움직임의 평균추정을 통해 환율 예측을 수행하나 본 논문에서는 변동성 추정을 통해 환율 예측을 시도한다는 점에 차별성이 있다.
	환율예측 알고리즘에서 신뢰구간을 활용하는 이유는 무엇인가?	본 연구의 환율예측 알고리즘은 신뢰구간을 사용하여 환율을 예측하는 알고리즘이다. 신뢰구간을 활용하는 이유는 경제위기시 환율의 정확한 추정이 어려우므로 그에 대신한 신뢰구간 예측이 적절할 것으로 판단되기 때문이다. 잘 알려진 대로 신뢰구간 예측에서 주요한 절차는 표준오차를 구하는 절차이며 이는 환율 신뢰구간 예측의 경우 환율의 변동성에 의해 결정된다.
	블록 수에 따른 붓스트랩의 반복가능성은 어떻게 나타나는가?	블록 크기가 커질수록 총 블록 수 x가 줄어 들고 반대로 블록의 크기가 작아질수록총 블록 수가 늘어난다. 블록 수가 줄어든다는 것은 본래의 의존성이 많은 부분은 유지되지만 붓스트랩의 장점인 반복가능성 (replicability)이 감소된다는 것을 뜻하고 반대로 블록수가 많게 되면 반복가능성은 유지되지만 붓스트랩 블록들 간의 독립성에 의해 원래 데이터가 갖고 있던 의존성을 대부분 잃어버리게 된다. 이처럼 블록의 크기를 정하는 것이 중요한 일이지만 아직까지 블록의 크기 결정 문제에 대한 연구는 완전한 해결책이 없는 상태이다.

참고문헌 (9)

권오진, 김태윤, 송규문 (2010). 붓스트랩 기법을 이용한 환율의 장단기 신뢰구간 예측. , 21, 493-502.

원문보기 상세보기
김치호, 김승원 (2002). , 한국경제연구원, 서울.
김태윤, 김치호, 김현일 (2007). 시계열 모형을 이용한 환율 예측 및 유용성. , 봄, 96-113.
박정수, 정보윤, 전유나 (2003). 고차 일반화극치분포와 PMLE를 이용한 환율 자료 분석. , 14, 147-152.
박준용, 장유순, 한상범 (2002). , 경문사, 서울.
이세연 (2009). , 석사학위논문, 이화여자대학교, 서울.
신기동 (1997). , 박사학위논문, 계명대학교, 대구.
신양규 (2009). 글로벌경제위기에서 콜금리와 환율의 인과관계에 관한 연구. , 20, 655-660.

원문보기 상세보기
Efron. B. and Tibshirani. R. J. (1993). An introduction to the bootstrap, Chapman ＆ Hall, New York.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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