Méthodes de Bootstrap pour les modèles à facteurs

Cette thèse développe des méthodes bootstrap pour les modèles à facteurs qui sont couram- ment utilisés pour générer des prévisions depuis l'article pionnier de Stock et Watson (2002) sur les indices de diffusion. Ces modèles tolèrent l'inclusion d'un grand nombre de variables macroéconomiques et financières comme prédicteurs, une caractéristique utile pour inclure di- verses informations disponibles aux agents économiques. Ma thèse propose donc des outils éco- nométriques qui améliorent l'inférence dans les modèles à facteurs utilisant des facteurs latents extraits d'un large panel de prédicteurs observés. Il est subdivisé en trois chapitres complémen- taires dont les deux premiers en collaboration avec Sílvia Gonçalves et Benoit Perron. Dans le premier article, nous étudions comment les méthodes bootstrap peuvent être utilisées pour faire de l'inférence dans les modèles de prévision pour un horizon de h périodes dans le futur. Pour ce faire, il examine l'inférence bootstrap dans un contexte de régression augmentée de facteurs où les erreurs pourraient être autocorrélées. Il généralise les résultats de Gonçalves et Perron (2014) et propose puis justifie deux approches basées sur les résidus : le block wild bootstrap et le dependent wild bootstrap. Nos simulations montrent une amélioration des taux de couverture des intervalles de confiance des coefficients estimés en utilisant ces approches comparativement à la théorie asymptotique et au wild bootstrap en présence de corrélation sérielle dans les erreurs de régression. Le deuxième chapitre propose des méthodes bootstrap pour la construction des intervalles de prévision permettant de relâcher l'hypothèse de normalité des innovations. Nous y propo- sons des intervalles de prédiction bootstrap pour une observation h périodes dans le futur et sa moyenne conditionnelle. Nous supposons que ces prévisions sont faites en utilisant un ensemble de facteurs extraits d'un large panel de variables. Parce que nous traitons ces facteurs comme latents, nos prévisions dépendent à la fois des facteurs estimés et les coefficients de régres- sion estimés. Sous des conditions de régularité, Bai et Ng (2006) ont proposé la construction d'intervalles asymptotiques sous l'hypothèse de Gaussianité des innovations. Le bootstrap nous permet de relâcher cette hypothèse et de construire des intervalles de prédiction valides sous des hypothèses plus générales. En outre, même en supposant la Gaussianité, le bootstrap conduit à des intervalles plus précis dans les cas où la dimension transversale est relativement faible car il prend en considération le biais de l'estimateur des moindres carrés ordinaires comme le montre une étude récente de Gonçalves et Perron (2014). Dans le troisième chapitre, nous suggérons des procédures de sélection convergentes pour les regressions augmentées de facteurs en échantillons finis. Nous démontrons premièrement que la méthode de validation croisée usuelle est non-convergente mais que sa généralisation, la validation croisée «leave-d-out» sélectionne le plus petit ensemble de facteurs estimés pour l'espace généré par les vraies facteurs. Le deuxième critère dont nous montrons également la validité généralise l'approximation bootstrap de Shao (1996) pour les regressions augmentées de facteurs. Les simulations montrent une amélioration de la probabilité de sélectionner par- cimonieusement les facteurs estimés comparativement aux méthodes de sélection disponibles. L'application empirique revisite la relation entre les facteurs macroéconomiques et financiers, et l'excès de rendement sur le marché boursier américain. Parmi les facteurs estimés à partir d'un large panel de données macroéconomiques et financières des États Unis, les facteurs fortement correlés aux écarts de taux d'intérêt et les facteurs de Fama-French ont un bon pouvoir prédictif pour les excès de rendement.

Distribution of neutral prilocaine in a phospholipid bilayer: Insights from molecular dynamics simulations

In this work, we report a 20-ns constant pressure molecular dynamics simulation of prilocaine (PLC), in amine-amide local anesthetic, in a hydrated liquid crystal bilayer of 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine. The partition of PLC induces the lateral expansion of the bilayer and a concomitant contraction in its thickness. PLC molecules are preferentially found in the hydrophobic acyl chains region, with a maximum probability at similar to 12 angstrom from the center of the bilayer (between the C(4) and C(5) methylene groups). A decrease in the acyl chain segmental order parameter, vertical bar S-CD vertical bar, compared to neat bilayers, is found, in good agreement with experimental H-2-NMR studies. The decrease in vertical bar S-CD vertical bar induced by PLC is attributed to a larger accessible volume per lipid in the acyl chain region. (C) 2008 Wiley Periodicals, Inc.

Random matrix theory eta aplikazioa kaos kuantikoan

[eus] Gradu amaierako lan honetan ausazko matrizeen teoriari, RMT-ri, buruzko sarrera orokor bat egiten da ondoren aplikazio fisiko bat emateko. Teoriaren aplikazioa egiteko Kaos kuantikoa deritzon fisikaren arloa erabiliko da. Lehenik eta behin, RMT-ren kontzeptu batzuk azalduko dira helburutzat lehen auzokideen distantziaren distribuzioaren espresio lortzea izanik. Izan ere, distribuzio honek erakutsiko baititu Kaosak kuantikoki uzten dituen aztarnak. Bigarren kapituluan, aplikazio fisikoa azalduko da. Lehenengo Kaosean RMT nola aplikatzen den ikusiko da, ondoren adibide batzuen bidez argituz, eremu magnetiko batean dagoen hidrogeno atomoa eta billar kuantikoak izenarekin ezagutzen diren sistemak, batik bat.

Unpolarized transverse momentum dependent parton distribution and fragmentation functions at next-to-next-to-leading order

The transverse momentum dependent parton distribution/fragmentation functions (TMDs) are essential in the factorization of a number of processes like Drell-Yan scattering, vector boson production, semi-inclusive deep inelastic scattering, etc. We provide a comprehensive study of unpolarized TMDs at next-to-next-to-leading order, which includes an explicit calculation of these TMDs and an extraction of their matching coefficients onto their integrated analogues, for all flavor combinations. The obtained matching coefficients are important for any kind of phenomenology involving TMDs. In the present study each individual TMD is calculated without any reference to a specific process. We recover the known results for parton distribution functions and provide new results for the fragmentation functions. The results for the gluon transverse momentum dependent fragmentation functions are presented for the first time at one and two loops. We also discuss the structure of singularities of TMD operators and TMD matrix elements, crossing relations between TMD parton distribution functions and TMD fragmentation functions, and renormalization group equations. In addition, we consider the behavior of the matching coefficients at threshold and make a conjecture on their structure to all orders in perturbation theory.

Credit risk & forward price models

Doutoramento em Gestão

A medida e as escalas de avaliação da saúde das populações neonatais e pediátricas : estudo de simulação de Monte Carlo com variáveis ordinais

A investigação na área da saúde e a utilização dos seus resultados tem funcionado como base para a melhoria da qualidade de cuidados, exigindo dos profissionais de saúde conhecimentos na área específica onde desempenham funções, conhecimentos em metodologia de investigação que incluam as técnicas de observação, técnicas de recolha e análise de dados, para mais facilmente serem leitores capacitados dos resultados da investigação. Os profissionais de saúde são observadores privilegiados das respostas humanas à saúde e à doença, podendo contribuir para o desenvolvimento e bem-estar dos indivíduos muitas vezes em situações de grande vulnerabilidade. Em saúde infantil e pediatria o enfoque está nos cuidados centrados na família privilegiando-se o desenvolvimento harmonioso da criança e jovem, valorizando os resultados mensuráveis em saúde que permitam determinar a eficácia das intervenções e a qualidade de saúde e de vida. No contexto pediátrico realçamos as práticas baseadas na evidência, a importância atribuída à pesquisa e à aplicação dos resultados da investigação nas práticas clínicas, assim como o desenvolvimento de instrumentos de mensuração padronizados, nomeadamente as escalas de avaliação, de ampla utilização clínica, que facilitam a apreciação e avaliação do desenvolvimento e da saúde das crianças e jovens e resultem em ganhos em saúde. A observação de forma sistematizada das populações neonatais e pediátricas com escalas de avaliação tem vindo a aumentar, o que tem permitido um maior equilíbrio na avaliação das crianças e também uma observação baseada na teoria e nos resultados da investigação. Alguns destes aspetos serviram de base ao desenvolvimento deste trabalho que pretende dar resposta a 3 objetivos fundamentais. Para dar resposta ao primeiro objetivo, “Identificar na literatura científica, os testes estatísticos mais frequentemente utilizados pelos investigadores da área da saúde infantil e pediatria quando usam escalas de avaliação” foi feita uma revisão sistemática da literatura, que tinha como objetivo analisar artigos científicos cujos instrumentos de recolha de dados fossem escalas de avaliação, na área da saúde da criança e jovem, desenvolvidas com variáveis ordinais, e identificar os testes estatísticos aplicados com estas variáveis. A análise exploratória dos artigos permitiu-nos verificar que os investigadores utilizam diferentes instrumentos com diferentes formatos de medida ordinal (com 3, 4, 5, 7, 10 pontos) e tanto aplicam testes paramétricos como não paramétricos, ou os dois em simultâneo, com este tipo de variáveis, seja qual for a dimensão da amostra. A descrição da metodologia nem sempre explicita se são cumpridas as assunções dos testes. Os artigos consultados nem sempre fazem referência à distribuição de frequência das variáveis (simetria/assimetria) nem à magnitude das correlações entre os itens. A leitura desta bibliografia serviu de suporte à elaboração de dois artigos, um de revisão sistemática da literatura e outro de reflexão teórica. Apesar de terem sido encontradas algumas respostas às dúvidas com que os investigadores e os profissionais, que trabalham com estes instrumentos, se deparam, verifica-se a necessidade de desenvolver estudos de simulação que confirmem algumas situações reais e alguma teoria já existente, e trabalhem outros aspetos nos quais se possam enquadrar os cenários reais de forma a facilitar a tomada de decisão dos investigadores e clínicos que utilizam escalas de avaliação. Para dar resposta ao segundo objetivo “Comparar a performance, em termos de potência e probabilidade de erro de tipo I, das 4 estatísticas da MANOVA paramétrica com 2 estatísticas da MANOVA não paramétrica quando se utilizam variáveis ordinais correlacionadas, geradas aleatoriamente”, desenvolvemos um estudo de simulação, através do Método de Monte Carlo, efetuado no Software R. O delineamento do estudo de simulação incluiu um vetor com 3 variáveis dependentes, uma variável independente (fator com três grupos), escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5, e 7 pontos, diferentes probabilidades marginais (p1 para distribuição simétrica, p2 para distribuição assimétrica positiva, p3 para distribuição assimétrica negativa e p4 para distribuição uniforme) em cada um dos três grupos, correlações de baixa, média e elevada magnitude (r=0.10, r=0.40, r=0.70, respetivamente), e seis dimensões de amostras (n=30, 60, 90, 120, 240, 300). A análise dos resultados permitiu dizer que a maior raiz de Roy foi a estatística que apresentou estimativas de probabilidade de erro de tipo I e de potência de teste mais elevadas. A potência dos testes apresenta comportamentos diferentes, dependendo da distribuição de frequência da resposta aos itens, da magnitude das correlações entre itens, da dimensão da amostra e do formato de medida da escala. Tendo por base a distribuição de frequência, considerámos três situações distintas: a primeira (com probabilidades marginais p1,p1,p4 e p4,p4,p1) em que as estimativas da potência eram muito baixas, nos diferentes cenários; a segunda situação (com probabilidades marginais p2,p3,p4; p1,p2,p3 e p2,p2,p3) em que a magnitude das potências é elevada, nas amostras com dimensão superior ou igual a 60 observações e nas escalas com 3, 4,5 pontos e potências de magnitude menos elevada nas escalas com 7 pontos, mas com a mesma ma magnitude nas amostras com dimensão igual a 120 observações, seja qual for o cenário; a terceira situação (com probabilidades marginais p1,p1,p2; p1,p2,p4; p2,p2,p1; p4,p4,p2 e p2,p2,p4) em que quanto maiores, a intensidade das correlações entre itens e o número de pontos da escala, e menor a dimensão das amostras, menor a potência dos testes, sendo o lambda de Wilks aplicado às ordens mais potente do que todas as outra s estatísticas da MANOVA, com valores imediatamente a seguir à maior raiz de Roy. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com dimensão superior a 90 observações (com correlações de baixa e média magnitude), entre as variáveis dependentes nas escalas com 3, 4 e 5 pontos; e superiores a 240 observações, para correlações de baixa intensidade, nas escalas com 7 pontos. No estudo de simulação e tendo por base a distribuição de frequência, concluímos que na primeira situação de simulação e para os diferentes cenários, as potências são de baixa magnitude devido ao facto de a MANOVA não detetar diferenças entre grupos pela sua similaridade. Na segunda situação de simulação e para os diferentes cenários, a magnitude das potências é elevada em todos os cenários cuja dimensão da amostra seja superior a 60 observações, pelo que é possível aplicar testes paramétricos. Na terceira situação de simulação, e para os diferentes cenários quanto menor a dimensão da amostra e mais elevada a intensidade das correlações e o número de pontos da escala, menor a potência dos testes, sendo a magnitude das potências mais elevadas no teste de Wilks aplicado às ordens, seguido do traço de Pillai aplicado às ordens. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com maior dimensão e correlações de baixa e média magnitude. Para dar resposta ao terceiro objetivo “Enquadrar os resultados da aplicação da MANOVA paramétrica e da MANOVA não paramétrica a dados reais provenientes de escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5 e 7 pontos, nos resultados do estudo de simulação estatística” utilizaram-se dados reais que emergiram da observação de recém-nascidos com a escala de avaliação das competências para a alimentação oral, Early Feeding Skills (EFS), o risco de lesões da pele, com a Neonatal Skin Risk Assessment Scale (NSRAS), e a avaliação da independência funcional em crianças e jovens com espinha bífida, com a Functional Independence Measure (FIM). Para fazer a análise destas escalas foram realizadas 4 aplicações práticas que se enquadrassem nos cenários do estudo de simulação. A idade, o peso, e o nível de lesão medular foram as variáveis independentes escolhidas para selecionar os grupos, sendo os recém-nascidos agrupados por “classes de idade gestacional” e por “classes de peso” as crianças e jovens com espinha bífida por “classes etárias” e “níveis de lesão medular”. Verificou-se um bom enquadramento dos resultados com dados reais no estudo de simulação.

On the duration of negative surplus

Doutoramento em Matemática

Effect of data length and bin numbers on distribution entropy (DistEn) measurement in analyzing healthy aging

Complexity analysis of a given time series is executed using various measures of irregularity, the most commonly used being Approximate entropy (ApEn), Sample entropy (SampEn) and Fuzzy entropy (FuzzyEn). However, the dependence of these measures on the critical parameter of tolerance `r' leads to precarious results, owing to random selections of r. Attempts to eliminate the use of r in entropy calculations introduced a new measure of entropy namely distribution entropy (DistEn) based on the empirical probability distribution function (ePDF). DistEn completely avoids the use of a variance dependent parameter like r and replaces it by a parameter M, which corresponds to the number of bins used in the histogram to calculate it. When tested for synthetic data, M has been observed to produce a minimal effect on DistEn as compared to the effect of r on other entropy measures. Also, DistEn is said to be relatively stable with data length (N) variations, as far as synthetic data is concerned. However, these claims have not been analyzed for physiological data. Our study evaluates the effect of data length N and bin number M on the performance of DistEn using both synthetic and physiologic time series data. Synthetic logistic data of `Periodic' and `Chaotic' levels of complexity and 40 RR interval time series belonging to two groups of healthy aging population (young and elderly) have been used for the analysis. The stability and consistency of DistEn as a complexity measure as well as a classifier have been studied. Experiments prove that the parameters N and M are more influential in deciding the efficacy of DistEn performance in the case of physiologic data than synthetic data. Therefore, a generalized random selection of M for a given data length N may not always be an appropriate combination to yield good performance of DistEn for physiologic data.

La distribution des zéros des fonctions L

Selon la philosophie de Katz et Sarnak, la distribution des zéros des fonctions $L$ est prédite par le comportement des valeurs propres de matrices aléatoires. En particulier, le comportement des zéros près du point central révèle le type de symétrie de la famille de fonctions $L$. Une fois la symétrie identifiée, la philosophie de Katz et Sarnak conjecture que plusieurs statistiques associées aux zéros seront modélisées par les valeurs propres de matrices aléatoires du groupe correspondant. Ce mémoire étudiera la distribution des zéros près du point central de la famille des courbes elliptiques sur $\mathbb{Q}[i]$. Brumer a effectué ces calculs en 1992 sur la famille de courbes elliptiques sur $\mathbb{Q}$. Les nouvelles problématiques reliées à la généralisation de ses travaux vers un corps de nombres seront mises en évidence

SAMPLING BIAS IN EVALUATING THE PROBABILITY OF SEISMICALLY INDUCED SOIL LIQUEFACTION WITH SPT & CPT CASE HISTORIES

Several deterministic and probabilistic methods are used to evaluate the probability of seismically induced liquefaction of a soil. The probabilistic models usually possess some uncertainty in that model and uncertainties in the parameters used to develop that model. These model uncertainties vary from one statistical model to another. Most of the model uncertainties are epistemic, and can be addressed through appropriate knowledge of the statistical model. One such epistemic model uncertainty in evaluating liquefaction potential using a probabilistic model such as logistic regression is sampling bias. Sampling bias is the difference between the class distribution in the sample used for developing the statistical model and the true population distribution of liquefaction and non-liquefaction instances. Recent studies have shown that sampling bias can significantly affect the predicted probability using a statistical model. To address this epistemic uncertainty, a new approach was developed for evaluating the probability of seismically-induced soil liquefaction, in which a logistic regression model in combination with Hosmer-Lemeshow statistic was used. This approach was used to estimate the population (true) distribution of liquefaction to non-liquefaction instances of standard penetration test (SPT) and cone penetration test (CPT) based most updated case histories. Apart from this, other model uncertainties such as distribution of explanatory variables and significance of explanatory variables were also addressed using KS test and Wald statistic respectively. Moreover, based on estimated population distribution, logistic regression equations were proposed to calculate the probability of liquefaction for both SPT and CPT based case history. Additionally, the proposed probability curves were compared with existing probability curves based on SPT and CPT case histories.

BIAS-CORRECTED MAXIMUM LIKELIHOOD ESTIMATION OF THE PARAMETERS OF THE WEIGHTED LINDLEY DISTRIBUTION

This report discusses the calculation of analytic second-order bias techniques for the maximum likelihood estimates (for short, MLEs) of the unknown parameters of the distribution in quality and reliability analysis. It is well-known that the MLEs are widely used to estimate the unknown parameters of the probability distributions due to their various desirable properties; for example, the MLEs are asymptotically unbiased, consistent, and asymptotically normal. However, many of these properties depend on an extremely large sample sizes. Those properties, such as unbiasedness, may not be valid for small or even moderate sample sizes, which are more practical in real data applications. Therefore, some bias-corrected techniques for the MLEs are desired in practice, especially when the sample size is small. Two commonly used popular techniques to reduce the bias of the MLEs, are ‘preventive’ and ‘corrective’ approaches. They both can reduce the bias of the MLEs to order O(n−2), whereas the ‘preventive’ approach does not have an explicit closed form expression. Consequently, we mainly focus on the ‘corrective’ approach in this report. To illustrate the importance of the bias-correction in practice, we apply the bias-corrected method to two popular lifetime distributions: the inverse Lindley distribution and the weighted Lindley distribution. Numerical studies based on the two distributions show that the considered bias-corrected technique is highly recommended over other commonly used estimators without bias-correction. Therefore, special attention should be paid when we estimate the unknown parameters of the probability distributions under the scenario in which the sample size is small or moderate.

Inferences about Parameters of Trivariate Normal Distribution with Missing Data

Multivariate normal distribution is commonly encountered in any field, a frequent issue is the missing values in practice. The purpose of this research was to estimate the parameters in three-dimensional covariance permutation-symmetric normal distribution with complete data and all possible patterns of incomplete data. In this study, MLE with missing data were derived, and the properties of the MLE as well as the sampling distributions were obtained. A Monte Carlo simulation study was used to evaluate the performance of the considered estimators for both cases when ρ was known and unknown. All results indicated that, compared to estimators in the case of omitting observations with missing data, the estimators derived in this article led to better performance. Furthermore, when ρ was unknown, using the estimate of ρ would lead to the same conclusion.

La distribution des zéros des fonctions L

Selon la philosophie de Katz et Sarnak, la distribution des zéros des fonctions $L$ est prédite par le comportement des valeurs propres de matrices aléatoires. En particulier, le comportement des zéros près du point central révèle le type de symétrie de la famille de fonctions $L$. Une fois la symétrie identifiée, la philosophie de Katz et Sarnak conjecture que plusieurs statistiques associées aux zéros seront modélisées par les valeurs propres de matrices aléatoires du groupe correspondant. Ce mémoire étudiera la distribution des zéros près du point central de la famille des courbes elliptiques sur $\mathbb{Q}[i]$. Brumer a effectué ces calculs en 1992 sur la famille de courbes elliptiques sur $\mathbb{Q}$. Les nouvelles problématiques reliées à la généralisation de ses travaux vers un corps de nombres seront mises en évidence

Safe operation of transmission system considering EV at distribution level

In this paper, the IEEE 14 bus test system is used in order to perform adequacy assessment of a transmission system when large scale integration of electric vehicles is considered at distribution levels. In this framework, the symmetric/constr ained fuzzy power flow (SFPF/CFPF) was proposed. The SFPF/CFPF models are suitable to quantify the adequacy of transmission network to satisfy “reasonable demands for the transmission of electricity” as defined, for instance, in the European Directive 2009/72/EC. In this framework, electric vehicles of different types will be treated as fuzzy loads configuring part of the “reasonable demands”. With this study, it is also intended to show how to evaluate the amount of EVs that can be safely accommodated to the grid meeting a certain adequacy level.

Tail conditional expectation for multivariate distributions : a game theory approach

This paper proposes using the Shapley values in allocating the total tail conditional expectation (TCE) to each business line (X j, j = 1, ... , n) when there are n correlated business lines. The joint distributions of X j and S (S = X1 + X2 + ⋯ + X n) are needed in the existing methods, but they are not required in the proposed method.