Les modèles vectoriels et multiplicatifs avec erreurs non-négatives de séries chronologiques.

L'objectif du présent mémoire vise à présenter des modèles de séries chronologiques multivariés impliquant des vecteurs aléatoires dont chaque composante est non-négative. Nous considérons les modèles vMEM (modèles vectoriels et multiplicatifs avec erreurs non-négatives) présentés par Cipollini, Engle et Gallo (2006) et Cipollini et Gallo (2010). Ces modèles représentent une généralisation au cas multivarié des modèles MEM introduits par Engle (2002). Ces modèles trouvent notamment des applications avec les séries chronologiques financières. Les modèles vMEM permettent de modéliser des séries chronologiques impliquant des volumes d'actif, des durées, des variances conditionnelles, pour ne citer que ces applications. Il est également possible de faire une modélisation conjointe et d'étudier les dynamiques présentes entre les séries chronologiques formant le système étudié. Afin de modéliser des séries chronologiques multivariées à composantes non-négatives, plusieurs spécifications du terme d'erreur vectoriel ont été proposées dans la littérature. Une première approche consiste à considérer l'utilisation de vecteurs aléatoires dont la distribution du terme d'erreur est telle que chaque composante est non-négative. Cependant, trouver une distribution multivariée suffisamment souple définie sur le support positif est plutôt difficile, au moins avec les applications citées précédemment. Comme indiqué par Cipollini, Engle et Gallo (2006), un candidat possible est une distribution gamma multivariée, qui impose cependant des restrictions sévères sur les corrélations contemporaines entre les variables. Compte tenu que les possibilités sont limitées, une approche possible est d'utiliser la théorie des copules. Ainsi, selon cette approche, des distributions marginales (ou marges) peuvent être spécifiées, dont les distributions en cause ont des supports non-négatifs, et une fonction de copule permet de tenir compte de la dépendance entre les composantes. Une technique d'estimation possible est la méthode du maximum de vraisemblance. Une approche alternative est la méthode des moments généralisés (GMM). Cette dernière méthode présente l'avantage d'être semi-paramétrique dans le sens que contrairement à l'approche imposant une loi multivariée, il n'est pas nécessaire de spécifier une distribution multivariée pour le terme d'erreur. De manière générale, l'estimation des modèles vMEM est compliquée. Les algorithmes existants doivent tenir compte du grand nombre de paramètres et de la nature élaborée de la fonction de vraisemblance. Dans le cas de l'estimation par la méthode GMM, le système à résoudre nécessite également l'utilisation de solveurs pour systèmes non-linéaires. Dans ce mémoire, beaucoup d'énergies ont été consacrées à l'élaboration de code informatique (dans le langage R) pour estimer les différents paramètres du modèle. Dans le premier chapitre, nous définissons les processus stationnaires, les processus autorégressifs, les processus autorégressifs conditionnellement hétéroscédastiques (ARCH) et les processus ARCH généralisés (GARCH). Nous présentons aussi les modèles de durées ACD et les modèles MEM. Dans le deuxième chapitre, nous présentons la théorie des copules nécessaire pour notre travail, dans le cadre des modèles vectoriels et multiplicatifs avec erreurs non-négatives vMEM. Nous discutons également des méthodes possibles d'estimation. Dans le troisième chapitre, nous discutons les résultats des simulations pour plusieurs méthodes d'estimation. Dans le dernier chapitre, des applications sur des séries financières sont présentées. Le code R est fourni dans une annexe. Une conclusion complète ce mémoire.

Methods for the analysis of two dimensional measurement data of paper web

This work is devoted to the problem of reconstructing the basis weight structure at paper web with black{box techniques. The data that is analyzed comes from a real paper machine and is collected by an o®-line scanner. The principal mathematical tool used in this work is Autoregressive Moving Average (ARMA) modelling. When coupled with the Discrete Fourier Transform (DFT), it gives a very flexible and interesting tool for analyzing properties of the paper web. Both ARMA and DFT are independently used to represent the given signal in a simplified version of our algorithm, but the final goal is to combine the two together. Ljung-Box Q-statistic lack-of-fit test combined with the Root Mean Squared Error coefficient gives a tool to separate significant signals from noise.

Weak Form Tests of Efficient Market Hypothesis: Evidence from CEE-Countries and Russian Stock Markets

Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää Venäjän, Slovakian, Tsekin, Romanian, Bulgarian, Unkarin ja Puolan osakemarkkinoiden heikkojen ehtojen tehokkuutta. Tämä tutkielma on kvantitatiivinen tutkimus ja päiväkohtaiset indeksin sulkemisarvot kerättiin Datastreamin tietokannasta. Data kerättiin pörssien ensimmäisestä kaupankäyntipäivästä aina vuoden 2006 elokuun loppuun saakka. Analysoinnin tehostamiseksi dataa tutkittiin koko aineistolla, sekä kahdella aliperiodilla. Osakemarkkinoiden tehokkuutta on testattu neljällä tilastollisella metodilla, mukaan lukien autokorrelaatiotesti ja epäparametrinen runs-testi. Tavoitteena on myös selvittääesiintyykö kyseisillä markkinoilla viikonpäiväanomalia. Viikonpäiväanomalian esiintymistä tutkitaan käyttämällä pienimmän neliösumman menetelmää (OLS). Viikonpäiväanomalia on löydettävissä kaikilta edellä mainituilta osakemarkkinoilta paitsi Tsekin markkinoilta. Merkittävää, positiivista tai negatiivista autokorrelaatiota, on löydettävissä kaikilta osakemarkkinoilta, myös Ljung-Box testi osoittaa kaikkien markkinoiden tehottomuutta täydellä periodilla. Osakemarkkinoiden satunnaiskulku hylätään runs-testin perusteella kaikilta muilta paitsi Slovakian osakemarkkinoilla, ainakin tarkastellessa koko aineistoa tai ensimmäistä aliperiodia. Aineisto ei myöskään ole normaalijakautunut minkään indeksin tai aikajakson kohdalla. Nämä havainnot osoittavat, että kyseessä olevat markkinat eivät ole heikkojen ehtojen mukaan tehokkaita

MODELLING AND FORECASTING INFLATION RATES IN GHANA: AN APPLICATION OF SARIMA MODELS

Ghana faces a macroeconomic problem of inflation for a long period of time. The problem in somehow slows the economic growth in this country. As we all know, inflation is one of the major economic challenges facing most countries in the world especially those in African including Ghana. Therefore, forecasting inflation rates in Ghana becomes very important for its government to design economic strategies or effective monetary policies to combat any unexpected high inflation in this country. This paper studies seasonal autoregressive integrated moving average model to forecast inflation rates in Ghana. Using monthly inflation data from July 1991 to December 2009, we find that ARIMA (1,1,1)(0,0,1)12 can represent the data behavior of inflation rate in Ghana well. Based on the selected model, we forecast seven (7) months inflation rates of Ghana outside the sample period (i.e. from January 2010 to July 2010). The observed inflation rate from January to April which was published by Ghana Statistical Service Department fall within the 95% confidence interval obtained from the designed model. The forecasted results show a decreasing pattern and a turning point of Ghana inflation in the month of July.

Assimetria na volatilidade - O impacto das más notícias nas rendibilidades do PSI 20

Mestrado em Contabilidade e Gestão das Instituições Financeiras

Modelação e previsão de um índice financeiro (FTSE 100)

A presente dissertação visa uma aplicação de séries temporais, na modelação do índice financeiro FTSE100. Com base na série de retornos, foram estudadas a estacionaridade através do teste Phillips-Perron, a normalidade pelo Teste Jarque-Bera, a independência analisada pela função de autocorrelação e pelo teste de Ljung-Box, e utilizados modelos GARCH, com a finalidade de modelar e prever a variância condicional (volatilidade) da série financeira em estudo. As séries temporais financeiras apresentam características peculiares, revelando períodos mais voláteis do que outros. Esses períodos encontram-se distribuídos em clusters, sugerindo um grau de dependência no tempo. Atendendo à presença de tais grupos de volatilidade (não linearidade), torna-se necessário o recurso a modelos heterocedásticos condicionais, isto é, modelos que consideram que a variância condicional de uma série temporal não é constante e dependente do tempo. Face à grande variabilidade das séries temporais financeiras ao longo do tempo, os modelos ARCH (Engle, 1982) e a sua generalização GARCH (Bollerslev, 1986) revelam-se os mais adequados para o estudo da volatilidade. Em particular, estes modelos não lineares apresentam uma variância condicional aleatória, sendo possível, através do seu estudo, estimar e prever a volatilidade futura da série. Por fim, é apresentado o estudo empírico que se baseia numa proposta de modelação e previsão de um conjunto de dados reais do índice financeiro FTSE100.

Multivariate statistical modeling of an anode backing furnace - Modélisation statistique multivariée du four à cuisson des anodes utilisées dans la fabrication d'aluminium primaire

La stratégie actuelle de contrôle de la qualité de l’anode est inadéquate pour détecter les anodes défectueuses avant qu’elles ne soient installées dans les cuves d’électrolyse. Des travaux antérieurs ont porté sur la modélisation du procédé de fabrication des anodes afin de prédire leurs propriétés directement après la cuisson en utilisant des méthodes statistiques multivariées. La stratégie de carottage des anodes utilisée à l’usine partenaire fait en sorte que ce modèle ne peut être utilisé que pour prédire les propriétés des anodes cuites aux positions les plus chaudes et les plus froides du four à cuire. Le travail actuel propose une stratégie pour considérer l’histoire thermique des anodes cuites à n’importe quelle position et permettre de prédire leurs propriétés. Il est montré qu’en combinant des variables binaires pour définir l’alvéole et la position de cuisson avec les données routinières mesurées sur le four à cuire, les profils de température des anodes cuites à différentes positions peuvent être prédits. Également, ces données ont été incluses dans le modèle pour la prédiction des propriétés des anodes. Les résultats de prédiction ont été validés en effectuant du carottage supplémentaire et les performances du modèle sont concluantes pour la densité apparente et réelle, la force de compression, la réactivité à l’air et le Lc et ce peu importe la position de cuisson.

Analysis of space-time environmental data in complex regions

This thesis develops a comprehensive and a flexible statistical framework for the analysis and detection of space, time and space-time clusters of environmental point data. The developed clustering methods were applied in both simulated datasets and real-world environmental phenomena; however, only the cases of forest fires in Canton of Ticino (Switzerland) and in Portugal are expounded in this document. Normally, environmental phenomena can be modelled as stochastic point processes where each event, e.g. the forest fire ignition point, is characterised by its spatial location and occurrence in time. Additionally, information such as burned area, ignition causes, landuse, topographic, climatic and meteorological features, etc., can also be used to characterise the studied phenomenon. Thereby, the space-time pattern characterisa- tion represents a powerful tool to understand the distribution and behaviour of the events and their correlation with underlying processes, for instance, socio-economic, environmental and meteorological factors. Consequently, we propose a methodology based on the adaptation and application of statistical and fractal point process measures for both global (e.g. the Morisita Index, the Box-counting fractal method, the multifractal formalism and the Ripley's K-function) and local (e.g. Scan Statistics) analysis. Many measures describing the space-time distribution of environmental phenomena have been proposed in a wide variety of disciplines; nevertheless, most of these measures are of global character and do not consider complex spatial constraints, high variability and multivariate nature of the events. Therefore, we proposed an statistical framework that takes into account the complexities of the geographical space, where phenomena take place, by introducing the Validity Domain concept and carrying out clustering analyses in data with different constrained geographical spaces, hence, assessing the relative degree of clustering of the real distribution. Moreover, exclusively to the forest fire case, this research proposes two new methodologies to defining and mapping both the Wildland-Urban Interface (WUI) described as the interaction zone between burnable vegetation and anthropogenic infrastructures, and the prediction of fire ignition susceptibility. In this regard, the main objective of this Thesis was to carry out a basic statistical/- geospatial research with a strong application part to analyse and to describe complex phenomena as well as to overcome unsolved methodological problems in the characterisation of space-time patterns, in particular, the forest fire occurrences. Thus, this Thesis provides a response to the increasing demand for both environmental monitoring and management tools for the assessment of natural and anthropogenic hazards and risks, sustainable development, retrospective success analysis, etc. The major contributions of this work were presented at national and international conferences and published in 5 scientific journals. National and international collaborations were also established and successfully accomplished. -- Cette thèse développe une méthodologie statistique complète et flexible pour l'analyse et la détection des structures spatiales, temporelles et spatio-temporelles de données environnementales représentées comme de semis de points. Les méthodes ici développées ont été appliquées aux jeux de données simulées autant qu'A des phénomènes environnementaux réels; nonobstant, seulement le cas des feux forestiers dans le Canton du Tessin (la Suisse) et celui de Portugal sont expliqués dans ce document. Normalement, les phénomènes environnementaux peuvent être modélisés comme des processus ponctuels stochastiques ou chaque événement, par ex. les point d'ignition des feux forestiers, est déterminé par son emplacement spatial et son occurrence dans le temps. De plus, des informations tels que la surface bru^lée, les causes d'ignition, l'utilisation du sol, les caractéristiques topographiques, climatiques et météorologiques, etc., peuvent aussi être utilisées pour caractériser le phénomène étudié. Par conséquent, la définition de la structure spatio-temporelle représente un outil puissant pour compren- dre la distribution du phénomène et sa corrélation avec des processus sous-jacents tels que les facteurs socio-économiques, environnementaux et météorologiques. De ce fait, nous proposons une méthodologie basée sur l'adaptation et l'application de mesures statistiques et fractales des processus ponctuels d'analyse global (par ex. l'indice de Morisita, la dimension fractale par comptage de boîtes, le formalisme multifractal et la fonction K de Ripley) et local (par ex. la statistique de scan). Des nombreuses mesures décrivant les structures spatio-temporelles de phénomènes environnementaux peuvent être trouvées dans la littérature. Néanmoins, la plupart de ces mesures sont de caractère global et ne considèrent pas de contraintes spatiales com- plexes, ainsi que la haute variabilité et la nature multivariée des événements. A cet effet, la méthodologie ici proposée prend en compte les complexités de l'espace géographique ou le phénomène a lieu, à travers de l'introduction du concept de Domaine de Validité et l'application des mesures d'analyse spatiale dans des données en présentant différentes contraintes géographiques. Cela permet l'évaluation du degré relatif d'agrégation spatiale/temporelle des structures du phénomène observé. En plus, exclusif au cas de feux forestiers, cette recherche propose aussi deux nouvelles méthodologies pour la définition et la cartographie des zones périurbaines, décrites comme des espaces anthropogéniques à proximité de la végétation sauvage ou de la forêt, et de la prédiction de la susceptibilité à l'ignition de feu. A cet égard, l'objectif principal de cette Thèse a été d'effectuer une recherche statistique/géospatiale avec une forte application dans des cas réels, pour analyser et décrire des phénomènes environnementaux complexes aussi bien que surmonter des problèmes méthodologiques non résolus relatifs à la caractérisation des structures spatio-temporelles, particulièrement, celles des occurrences de feux forestières. Ainsi, cette Thèse fournit une réponse à la demande croissante de la gestion et du monitoring environnemental pour le déploiement d'outils d'évaluation des risques et des dangers naturels et anthro- pogéniques. Les majeures contributions de ce travail ont été présentées aux conférences nationales et internationales, et ont été aussi publiées dans 5 revues internationales avec comité de lecture. Des collaborations nationales et internationales ont été aussi établies et accomplies avec succès.

CMB in a box: Causal structure and the Fourier-Bessel expansion

This paper makes two points. First, we show that the line-of-sight solution to cosmic microwave anisotropies in Fourier space, even though formally defined for arbitrarily large wavelengths, leads to position-space solutions which only depend on the sources of anisotropies inside the past light cone of the observer. This foretold manifestation of causality in position (real) space happens order by order in a series expansion in powers of the visibility gamma = e(-mu), where mu is the optical depth to Thomson scattering. We show that the contributions of order gamma(N) to the cosmic microwave background (CMB) anisotropies are regulated by spacetime window functions which have support only inside the past light cone of the point of observation. Second, we show that the Fourier-Bessel expansion of the physical fields (including the temperature and polarization momenta) is an alternative to the usual Fourier basis as a framework to compute the anisotropies. The viability of the Fourier-Bessel series for treating the CMB is a consequence of the fact that the visibility function becomes exponentially small at redshifts z >> 10(3), effectively cutting off the past light cone and introducing a finite radius inside which initial conditions can affect physical observables measured at our position (x) over right arrow = 0 and time t(0). Hence, for each multipole l there is a discrete tower of momenta k(il) (not a continuum) which can affect physical observables, with the smallest momenta being k(1l) similar to l. The Fourier-Bessel modes take into account precisely the information from the sources of anisotropies that propagates from the initial value surface to the point of observation-no more, no less. We also show that the physical observables (the temperature and polarization maps), and hence the angular power spectra, are unaffected by that choice of basis. This implies that the Fourier-Bessel expansion is the optimal scheme with which one can compute CMB anisotropies.

Chaotic communication based on the particle-in-a-box electronic circuit

A secure communication system based on the error-feedback synchronization of the electronic model of the particle-in-a-box system is proposed. This circuit allows a robust and simple electronic emulation of the mechanical behavior of the collisions of a particle inside a box, exhibiting rich chaotic behavior. The required nonlinearity to emulate the box walls is implemented in a simple way when compared with other analog electronic chaotic circuits. A master/slave synchronization of two circuits exhibiting a rich chaotic behavior demonstrates the potentiality of this system to secure communication. In this system, binary data stream information modulates the bifurcation parameter of the particle-in-a-box electronic circuit in the transmitter. In the receiver circuit, this parameter is estimated using Pecora-Carroll synchronization and error-feedback synchronization. The performance of the demodulation process is verified through the eye pattern technique applied on the recovered bit stream. During the demodulation process, the error-feedback synchronization presented better performance compared with the Pecora-Carroll synchronization. The application of the particle-in-a-box electronic circuit in a secure communication system is demonstrated.

Universal Set-top Box: A Simple Design to Provide Accessible Services

This paper presents the design of a low cost accessible digital television set-top box. This set-top box was designed and tested to the International ISDB-T system and considered the adoption of solutions that would provide accessible services in digital television in the simplest digital television receiver. The accessible set-top box was evaluated regarding the processing and memory requirements impacts to provide the features for accessible services. The work presents also the access services bandwidth consumption analysis(1).

Nitrogen, phosphorus and potassium dose effect in the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) nutrition and production.

Nitrogen, phosphorus and potassium dose effect in the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) nutrition and production. The aim of the study was to evaluate the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) nutritional state and its components of growth in function of nitrogen, phosphorus and potassium dose by fertilization. The experimental outlining was entirely made casually in factorial scheme 3(3) + 1, being 3 factors (nitrogen, phosphorus and potassium - NPK), 3 doses and in evidence (without fertilization), with 3 repetitions. The experimental milt was constituted by two tubes of 2,8 cm diameter and 12,3 cm high with a graft box (Hipobioto) of lemon tree (of the family Rutaceae) in each tube. The doses used were constituted by doses of N (460; 920 e 18,10 mg dm(-3)), P (50; 100 e 200 mg dm(-3)) and K (395; 790 e 1580 mg dm(-3)). The fertilization with N and K was carried out by fertirrigations and the P added to the substract of Pinus rind and vermiculite before the seeding. when the plants were 133 days after the germination they were subdivided in radicular system and air part for the determinations of the dry matter mass, height, foliar area, stem diameter and contents of nutrients. The N, K and P doses of 920 mg dm(-3), 790 mg dm(-3), 100 mg dm(-3), respectively, were enough for the suitable development of the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) in tubes.

Box-Behnken design for the optimization of an enantioselective method for the simultaneous analysis of propranolol and 4-hydroxypropranolol by CE

An experimental design optimization (Box-Behnken design, BBD) was used to develop a CE method for the simultaneous resolution of propranolol (Prop) and 4-hydroxypropranolol enantiomers and acetaminophen (internal standard). The method was optimized using an uncoated fused silica capillary, carboxymethyl-beta-cyclodextrin (CM-beta-CD) as chiral selector and triethylamine/phosphoric acid buffer in alkaline conditions. A BBD for four factors was selected to observe the effects of buffer electrolyte concentration, pH, CM-beta-CD concentration and voltage on separation responses. Each factor was studied at three levels: high, central and low, and three center points were added. The buffer electrolyte concentration ranged from 25 to 75 mM, the pH ranged from 8 to 9, the CM-beta-CD concentration ranged from 3.5 to 4.5%w/v, and the applied run voltage ranged from 14 to 20 W. The responses evaluated were resolution and migration time for the last peak. The obtained responses were processed by Minitab (R) to evaluate the significance of the effects and to find the optimum analysis conditions. The best results were obtained using 4%w/v CM-beta-CD in 25 mM triethylamine/H(3)PO(4) buffer at pH 9 as running electrolyte and 17 kV of voltage. Resolution values of 1.98 and 1.95 were obtained for Prop and 4-hydroxypropranolol enantiomers, respectively. The total analysis time was around of 15 min. The BBD showed to be an adequate design for the development of a CE method, resulting in a rapid and efficient optimization of the pH and concentration of the buffer, cyclodextrin concentration and applied voltage.