Modeling Energy Futures Returns With Markov Regime Switching Model

Financial time series have a tendency of abruptly changing their behavior and maintain this behavior for several consecutive periods, and commodity futures returns are not an exception. This quality proposes that nonlinear models, as opposed to linear models, can more accurately describe returns and volatility. Markov regime switching models are able to match this behavior and have become a popular way to model financial time series. This study uses Markov regime switching model to describe the behavior of energy futures returns on a commodity level, because studies show that commodity futures are a heterogeneous asset class. The purpose of this thesis is twofold. First, determine how many regimes characterize individual energy commodities’ returns in different return frequencies. Second, study the characteristics of these regimes. We extent the previous studies on the subject in two ways: We allow for the possibility that the number of regimes may exceed two, as well as conduct the research on individual commodities rather than on commodity indices or subgroups of these indices. We use daily, weekly and monthly time series of Brent crude oil, WTI crude oil, natural gas, heating oil and gasoil futures returns over 1994–2014, where available, to carry out the study. We apply the likelihood ratio test to determine the sufficient number of regimes for each commodity and data frequency. Then the time series are modeled with Markov regime switching model to obtain the return distribution characteristics of each regime, as well as the transition probabilities of moving between regimes. The results for the number of regimes suggest that daily energy futures return series consist of three to six regimes, whereas weekly and monthly returns for all energy commodities display only two regimes. When the number of regimes exceeds two, there is a tendency for the time series of energy commodities to form groups of regimes. These groups are usually quite persistent as a whole because probability of a regime switch inside the group is high. However, individual regimes in these groups are not persistent and the process oscillates between these regimes frequently. Regimes that are not part of any group are generally persistent, but show low ergodic probability, i.e. rarely prevail in the market. This study also suggests that energy futures return series characterized with two regimes do not necessarily display persistent bull and bear regimes. In fact, for the majority of time series, bearish regime is considerably less persistent. Rahoituksen aikasarjoilla on taipumus arvaamattomasti muuttaa käyttäytymistään ja jatkaa tätä uutta käyttäytymistä useiden periodien ajan, eivätkä hyödykefutuurien tuotot tee tähän poikkeusta. Tämän ominaisuuden johdosta lineaaristen mallien sijasta epälineaariset mallit pystyvät tarkemmin kuvailemaan esimerkiksi tuottojen jakauman parametreja. Markov regiiminvaihtomallit pystyvät vangitsemaan tämän ominaisuuden ja siksi niistä on tullut suosittuja rahoituksen aikasarjojen mallintamisessa. Tämä tutkimus käyttää Markov regiiminvaihtomallia kuvaamaan yksittäisten energiafutuurien tuottojen käyttäytymistä, sillä tutkimukset osoittavat hyödykefutuurien olevan hyvin heterogeeninen omaisuusluokka. Tutkimuksen tarkoitus on selvittää, kuinka monta regiimiä tarvitaan kuvaamaan energiafutuurien tuottoja eri tuottofrekvensseillä ja mitkä ovat näiden regiimien ominaisuudet. Aiempaa tutkimusta aiheesta laajennetaan määrittämällä regiimien lukumäärä tilastotieteellisen testauksen menetelmin sekä tutkimalla energiafutuureja yksittäin; ei indeksi- tai alaindeksitasolla. Tutkimuksessa käytetään päivä-, viikko- ja kuukausiaikasarjoja Brent-raakaöljyn, WTI-raakaöljyn, maakaasun, lämmitysöljyn ja polttoöljyn tuotoista aikaväliltä 1994–2014, siltä osin kuin aineistoa on saatavilla. Likelihood ratio -testin avulla estimoidaan kaikille aikasarjoille regiimien määrä,jonka jälkeen Markov regiiminvaihtomallia hyödyntäen määritetään yksittäisten regiimientuottojakaumien ominaisuudet sekä regiimien välinen transitiomatriisi. Tulokset regiimien lukumäärän osalta osoittavat, että energiafutuurien päiväkohtaisten tuottojen aikasarjoissa regiimien lukumäärä vaihtelee kolmen ja kuuden välillä. Viikko- ja kuukausituottojen kohdalla kaikkien energiafutuurien prosesseissa regiimien lukumäärä on kaksi. Kun regiimejä on enemmän kuin kaksi, on prosessilla taipumus muodostaa regiimeistä koostuvia ryhmiä. Prosessi pysyy ryhmän sisällä yleensä pitkään, koska todennäköisyys siirtyä ryhmään kuuluvien regiimien välillä on suuri. Yksittäiset regiimit ryhmän sisällä eivät kuitenkaan ole kovin pysyviä. Näin ollen prosessi vaihtelee ryhmän sisäisten regiimien välillä tiuhaan. Regiimit, jotka eivät kuulu ryhmään, ovat yleensä pysyviä, mutta prosessi ajautuu niihin vain harvoin, sillä todennäköisyys siirtyä muista regiimeistä niihin on pieni. Tutkimuksen tulokset osoittavat myös, että prosesseissa, joita ohjaa kaksi regiimiä, nämä regiimit eivät välttämättä ole pysyvät bull- ja bear-markkinatilanteet. Tulokset osoittavat sen sijaan, että bear-markkinatilanne on energiafutuureissa selvästi vähemmän pysyvä.

Organisaatiomallin vaikutus sisäisen siirtohinnoittelun hyödyntämiseen kunnissa Case Porin kaupungin sisäisten toimitilojen vuokraustoiminta

Kuntatalouteen kohdistuu paineita, joihin pyritään kunnissa vastaamaan tekemällä rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia. Kuntakonsernin rakenteeseen tehdyt muutokset vaikuttavat myös kuntakonsernin sisäiseen pääomakiertoon sisäisen siirtohinnoittelun noudattaessa organisaation rakenteita. Tutkielmassa on keskitytty tähän kuntakonsernirakenteen ja sisäisen siirtohinnoittelu väliseen vaikutussuhteeseen tutkittaessa, miten valittu organisaatiomalli vaikuttaa sisäisen siirtohinnoittelun hyödyntämiseen strategisena ohjausvälineenä, investointitarpeen indikaattorina sekä toiminnan ja investointien rahoituslähteenä kunnissa. Tutkimusmenetelmänä on käytetty laadullista lähestymistapaa ja tutkimusotteena toiminta-analyyttistä tutkimusotetta. Tutkielmaan sisältyy teoriaa havainnollistava tapaustutkimus, jossa käsiteanalyysin perusteella luodun teoreettisen viitekehyksen soveltuvuutta on havainnollistettu case-kohteen avulla. Case-kohteena on käytetty Porin kaupungin teknisen palvelukeskuksen Toimitilat -taseyksikköä ja sen sisäisten tilojen vuokraustoimintaa. Tutkielma on tehty aineistolähtöisesti eli case-kohteessa haastatteluilla kerätty havaintoaineisto on toiminut tutkielman käsiteanalyyttisen osuuden rakenteen lähtökohtana. Sisäisen siirtohinnoittelun hyödyntäminen strategisena ohjausvälineenä on mahdollista kunnan sisäisen konsernin organisaatiomalleissa. Ohjauksen toimivuus on kuitenkin kiinni siitä, perustuuko ohjaus kuntastrategiasta toiminnalle joudettuihin tavoitteisiin. Kunnan kokonaan omistamassa osakeyhtiömallissa toimittaessa ei ole havaittu mahdolliseksi käyttää sisäistä siirtohinnoittelua sisäisen asiakkaan strategiseen ohjaamiseen, koska sisäisen siirtohinnoittelun tulee olla yhtiön yleisen hinnoittelupolitiikan mukaista. Sisäisen siirtohinnoittelun käyttö investointitarpeen indikaattorina taas riippuu sisäisen siirtohinnan pitkän ja lyhyen aikavälin komponenttien selkeydestä, mutta myös organisaatiomallista. Kunnan sisäisen konsernin organisaatiomalleissa investointipäätöksentekoa ei ohjaa niinkään sisäisellä siirtohinnalla perustellut investointitarpeet vaan taloudelliset realiteetit, päätöksentekijöiden tahtotila tai toimijan vakuuttavuus. Kunnallisessa osakeyhtiössä investointipäätöksentekoon voidaan hyödyntää sisäistä siirtohintaa, mutta enemmän investointipäätöksiin näyttävät vaikuttavan yhtiön omistajan eli kunnan yhtiölle asettamat yhteiskunnalliset tavoitteet, jotka on tarkoitus saavuttaa kannattavasti. Sisäiset tuotot ovat osa kunnan yksiköiden tulorahoitusta. Se, ohjautuvatko sisäiset tuotot sen toiminnan rahoitukseen, johon tuotot on kerätty, on kiinni organisaatiomallista. Sisäisen vuokran tapauksessa sisäisesti kerätyt vuokratuotot eivät ohjaudu suoraan tilakantaan, jos toimitaan laskennallisessa taseyksikkömallissa. Tämä johtuu siitä, että laskennallisella taseyksikkömallilla ei ole tasejatkuvuutta ja investointipäätökset tehdään kunnanvaltuuston toimesta.

A performance analysis of conventional and fundamental exchange traded funds: ETFs and their risk-return characteristics in relation to building institutional investor’s passive portfolio

An exchange traded fund (ETF) is a financial instrument that tracks some predetermined index. Since their initial establishment in 1993, ETFs have grown in importance in the field of passive investing. The main reason for the growth of the ETF industry is that ETFs combine benefits of stock investing and mutual fund investing. Although ETFs resemble mutual funds in many ways, also many differences occur. In addition, ETFs not only differ from mutual funds but also differ among each other. ETFs can be divided into two categories, i.e. market capitalisation ETFs and fundamental (or strategic) ETFs, and further into subcategories depending on their fundament basis. ETFs are a useful tool for diversification especially for a long-term investor. Although the economic importance of ETFs has risen drastically during the past 25 years, the differences and risk-return characteristics of fundamental ETFs have yet been rather unstudied area. In effect, no previous research on market capitalisation and fundamental ETFs was found during the research process. For its part, this thesis seeks to fill this research gap. The studied data consist of 50 market capitalisation ETFs and 50 fundamental ETFs. The fundaments, on which the indices that the fundamental ETFs track, were not limited nor segregated into subsections. The two types of ETFs were studied at an aggregate level as two different research groups. The dataset ranges from June 2006 to December 2014 with 103 monthly observations. The data was gathered using Bloomberg Terminal. The analysis was conducted as an econometric performance analysis. In addition to other econometric measures, the methods that were used in the performance analysis included modified Value-at-Risk, modified Sharpe ratio and Treynor ratio. The results supported the hypothesis that passive market capitalisation ETFs outperform active fundamental ETFs in terms of risk-adjusted returns, though the difference is rather small. Nevertheless, when taking into account the higher overall trading costs of the fundamental ETFs, the underperformance gap widens. According to the research results, market capitalisation ETFs are a recommendable diversification instrument for a long-term investor. In addition to better risk-adjusted returns, passive ETFs are more transparent and the bases of their underlying indices are simpler than those of fundamental ETFs. ETFs are still a young financial innovation and hence data is scarcely available. On future research, it would be valuable to research the differences in risk-adjusted returns also between the subsections of fundamental ETFs.

The impact of companies’ demergers to the stock prices: a Finnish perspective

Tässä kauppatieteiden kandidaatintyössä tutkittiin millaisia vaikutuksia julkisesti noteerattujen yhtiöiden osakekurssissa tapahtuu, kun jo valmiiksi Helsingin pörssissä listattu yritys jakautuu kahdeksi uudeksi pörssiyritykseksi. Molempien yrityksien osakkeita voi tämän jakautumisen jälkeen vapaasti ostaa tai myydä. Aikaisempi tutkimus on pääsääntöisesti keskittynyt Yhdysvaltojen markkinoille ja näiden tutkimusten tuloksien perusteella on monessa tapauksessa havautta, että on mahdollista saavuttaa ylinormaaleja tuottoja, kun pörssiyritys jakautuu kahdeksi uudeksi pörssiyritykseksi. Tässä analyysissä jakautumiset ajallisesti tapahtuivat vuosien 1994 ja 2013 välisenä aikana Suomessa ja näitä jakautumia oli yhteensä 16 kappaletta. Tutkimuksessa on hyödynnetty tilastollisten menetelmien analyysiä sekä CAP-mallia, jotta voitaisiin löytää vastauksia seuraaviin kysymyksiin: Vaikuttaako pörssiyrityksen jakautuminen kahdeksi pörssiyritykseksi alkuperäisen yhtiön ja uuden yhtiön osakekursseihin? Onko vaikutus positiivinen, negatiivinen vai onko jakautumisella mitään havaittavaa vaikutusta? Tämän tutkimuksen tulokset antavat uutta tietoa tutkijoille, analyytikoille, opettajille, opiskelijoille, yrityksille ja yritysten johdolle sekä erityisesti sijoittajille. Tulosten mukaan on nähtävissä monia vaikutuksia osakekursseissa, kun pörssiyritys jakautuu. Vaikutus näyttää kuitenkin olevan jossain määrin yritys-riippuvainen. Kun sijoitetaan oikeaan aikaan, on monia jakautuvia yrityksiä, jotka antavat hyvän tuoton keskimäärin, mutta kuten tavallista ja tyypillistä osakemarkkinoille, on myös jakautuvia yhtiöitä, jotka antavat negatiivisia tuottoja tai tuotot ovat nollassa

The effects of derivative use on equity fund performance

Investing in mutual funds has become more popular than ever and the amount of money invested in mutual funds registered in Finland has hit its all-time high. Mutual funds provide a relatively low-cost method for private investors to invest in stock market and achieve diversified portfolios. In finance there is always a tradeoff between risk and return, where higher expected returns can usually be achieved only by taking higher risks. Diversifying the portfolio gets rid some of the risk but systematic risk cannot be diversified away. These risks can be managed by hedging the investments with derivatives. The use of derivatives should improve the performance of the portfolios using them compared to the funds that don’t. However, previous studies have shown that the risk exposure and return performance of derivative users does not considerably differ from nonusers. The purpose of this study is to examine how the use of derivatives affects the performance of equity funds. The funds studied were 155 equity funds registered in Finland in 2013. Empirical research was done by studying the derivative use of the funds during a 6-year period between 2008–2013. The performance of the funds was studied quantitatively by using several different performance measures used in mutual fund industry; Sharpe Ratio, Treynor Ratio, Jensen's alpha, Sortino Ratio, M2 and Omega Ratio. The effect of derivative use on funds' performance was studied by using a dummy variable and comparing performance measures of derivative-users and nonusers. The differences in performance measures between the two groups were analyzed with statistical tests. The hypothesis was that funds' derivative use should improve their performance relative to the funds that don't use them. The results of this study are in line with previous studies that state that the use of derivatives does not improve mutual funds' performance. When performance was measured with Jensen's alpha, funds that did not use derivatives performed better than the ones that used them. When measured with other performance measures, the results didn’t differ between two groups.

Pairs trading profitability in the Finnish stock market: A comparison between three methods

Pairs trading is an algorithmic trading strategy that is based on the historical co-movement of two separate assets and trades are executed on the basis of degree of relative mispricing. The purpose of this study is to explore one new and alternative copula-based method for pairs trading. The objective is to find out whether the copula method generates more trading opportunities and higher profits than the more traditional distance and cointegration methods applied extensively in previous empirical studies. Methods are compared by selecting top five pairs from stocks of the large and medium-sized companies in the Finnish stock market. The research period includes years 2006-2015. All the methods are proven to be profitable and the Finnish stock market suitable for pairs trading. However, copula method doesn’t generate more trading opportunities or higher profits than the other methods. It seems that the limitations of the more traditional methods are not too restrictive for this particular sample data.

Rakennusurakan kassavirranhallinta infra-alan yrityksessä

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää keinot, joilla voidaan alentaa infrateollisuuden yrityksen käyttöpääoman määrää. Tutkimus tehtiin konstruktiivisena tapaustutkimuksena, jossa käytettiin excel –mallia kuvaamaan yksittäisen urakan kassavirtaa. Tutkimukseen valittiin kaksi urakkaa, joiden tulevia kassavirtoja ennustettiin ja seurattiin mallin avulla. Tutkimuksen aikana kehitettiin urakan rahoituseromalli, jolla ennustetaan ja seurataan tulevia kassavirtoja. Tunnuslukuna käytettiin urakan rahoituseroa. Mallin avulla urakalle luotiin maksuerätaulukko. Urakan kustannukset ja tuotot jaksotettiin (aikataulutettiin) malliin, joka näytti urakan rahoituseron. Tutkimuksen tuloksina voidaan sanoa, että merkittävin keino vaikuttaa urakan rahoituseroon, on hyvin muotoiltu maksuerätaulukko. Toinen merkittävä asia on saada maksuerälle laskutuslupa mahdollisimman nopeasti. Laskutusprosessia parantamalla voidaan vaikuttaa positiivisesti urakan rahoituseroon. Tutkimuksen pääpaino oli edellä mainittujen keinojen ympärillä, mutta rahoituseroon voidaan vaikuttaa myös kustannusten hallinnalla. Kustannusten syntymisen ajankohtaan voidaan vaikuttaa mm. aliurakointisopimusten muotoilulla, oikea-aikaisella materiaalin ostamisella ja oikeilla omilla resursseilla.

Suomalaisten julkisesti listattujen senttiosakkeiden suoriutuminen verrattuna OMX Helsinki Small Cap -indeksin muihin osakkeisiin

Senttiosakkeista tehtyjä tutkimuksia on olemassa hyvin rajoitetusti, ja ne ovat keskittyneet lähinnä senttiosakelistautumisiin. Tässä tutkielmassa tarkastellaan suomalaisia julkisesti noteerattuja senttiosakkeita ja niiden suoriutumista kymmenen vuoden ajanjaksolla vuosina 2006–2015. Tavoitteena oli selvittää, onko suomalaisiin julkisesti noteerattuihin senttiosakkeisiin sijoittaminen kannattavaa toimintaa ja minkälaisia tuottoja on odotettavissa senttiosakkeisiin sijoittamalla. Tutkimusaineisto koostui tutkielmassa tehdyn määritelmän mukaisista senttiosakkeista ja muista Small Cap -indeksin osakkeista, joita kutsuttiin puolestaan ei-senttiosakkeiksi. Tuotot laskettiin osakkeiden päivittäisistä tuottoindekseistä. Tuottoja verrattiin lyhyellä, keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä. Tuottojen tarkastelun tueksi senttiosakkeille ja ei-senttiosakkeille laskettiin seuraavat menestysmittarit: Sharpen luku, Treynorin indeksi ja Jensenin alfa. Lopuksi verrattiin vielä seuraavia tunnuslukuja: ROE (%), E/P-luku, P/B-luku, osinkotuotto-% ja velan suhde omaan pääomaan (%). Saatujen tulosten perusteella suomalaiset julkisesti noteeratut senttiosakkeet ovat lyhyellä aikavälillä kannattavia sijoituskohteita, mutta mitä pidemmäksi tarkasteluperiodi kasvoi, sitä huonommin ne suoriutuivat. Lisäksi senttiosakkeet hävisivät kaikilla tarkasteluperiodeilla ei-senttiosakkeille. Suurimmat positiiviset tuotot olivat kuitenkin yksittäisillä senttiosakkeilla. Senttiosakkeisiin havaittiin liittyvän paljon riskejä, kuten suuri volatiliteetti, suuret negatiiviset tuotot ja konkurssin mahdollisuus. Myös kaikki menestysmittarit ja tunnusluvut indikoivat senttiosakkeiden olevan ei-senttiosakkeita huonompia sijoituskohteita. Sijoittajien on oltava erityisen tarkkoja senttiosakkeiden kanssa, sillä niihin sijoittaminen on pitkälti verrattavissa uhkapelaamiseen.

Low-Volatility Anomaly in Helsinki Stock Exchange

International research shows that low-volatility stocks have beaten high-volatility stocks in terms of returns for decades on multiple markets. This abbreviation from traditional risk-return framework is known as low-volatility anomaly. This study focuses on explaining the anomaly and finding how strongly it appears in NASDAQ OMX Helsinki stock exchange. Data consists of all listed companies starting from 2001 and ending close to 2015. Methodology follows closely Baker and Haugen (2012) by sorting companies into deciles according to 3-month volatility and then calculating monthly returns for these different volatility groups. Annualized return for the lowest volatility decile is 8.85 %, while highest volatility decile destroys wealth at rate of -19.96 % per annum. Results are parallel also in quintiles that represent larger amount of companies and thus dilute outliers. Observation period captures financial crisis of 2007-2008 and European debt crisis, which embodies as low main index annual return of 1 %, but at the same time proves the success of low-volatility strategy. Low-volatility anomaly is driven by multiple reasons such as leverage constrained trading and managerial incentives which both prompt to invest in risky assets, but behavioral matters also have major weight in maintaining the anomaly.

Cascade hydropower capacity increase profitability analysis with optimisation modelling

The electricity market and climate are both undergoing a change. The changes impact hydropower and provoke an interest for hydropower capacity increases. In this thesis a new methodology was developed utilising short-term hydropower optimisation and planning software for better capacity increase profitability analysis accuracy. In the methodology income increases are calculated in month long periods while varying average discharge and electricity price volatility. The monthly incomes are used for constructing year scenarios, and from different types of year scenarios a long-term profitability analysis can be made. Average price development is included utilising a multiplier. The method was applied on Oulujoki hydropower plants. It was found that the capacity additions that were analysed for Oulujoki were not profitable. However, the methodology was found versatile and useful. The result showed that short periods of peaking prices play major role in the profitability of capacity increases. Adding more discharge capacity to hydropower plants that initially bypassed water more often showed the best improvements both in income and power generation profile flexibility.