[논문 리뷰] Forecasting Exchange Rates Using Time Series Analysis: The sample of the currency of Kazakhstan

Daniya Tlegenova|arXiv (Cornell University)|2015. 08. 30.

Monetary Policy and Economic Impact참고 문헌 19인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 카자흐스탄 중앙은행의 공식 자료를 이용해 2006년부터 2014년까지 카자흐스탄 텐게(KZT)의 미국 달러(USD), 유로(EUR), 싱가포르 달러(SGD) 대비 연간 환율을 예측하기 위해 ARIMA 시계열 모델링을 적용한다. 모델은 중간 정도의 예측 정확도를 보이며, RMSE, MAE, MAPE 값이 중견 시장 환경에서 장기 환율 예측에 신뢰할 수 있는 성능을 나타낸다.

ABSTRACT

This paper models yearly exchange rates between USD/KZT, EUR/KZT and SGD/KZT, and compares the actual data with developed forecasts using time series analysis over the period from 2006 to 2014. The official yearly data of National Bank of the Republic of Kazakhstan is used for present study. The main goal of this paper is to apply the ARIMA model for forecasting of yearly exchange rates of USD/KZT, EUR/KZT and SGD/KZT. The accuracy of the forecast is compared with Mean Absolute Error (MAE), Mean Absolute Percentage Error (MAPE) and Root Mean Squared Error (RMSE).

연구 동기 및 목표

• 주요 통화 대비 카자흐스탄 텐게(KZT)의 연간 환율을 예측하기 위한 ARIMA 시계열 모델을 개발하고 적용하는 것.
• 중견 시장 경제에서 장기 환율 추세를 예측하는 데 있어 ARIMA의 예측 정확도를 평가하는 것.
• 표준 통계 오차 지표를 사용하여 예측된 환율과 실제 역사적 자료를 비교하는 것.
• 카자흐스탄의 외환 시장에서 중앙은행이나 금융기관의 계획 수립을 위한 데이터 기반 모델 기반 접근법을 제공하는 것.
• 중앙 아시아 경제권에서 환율에 대한 시계열 예측에 관한 제한된 문헌에 기여하는 것.

제안 방법

• 2006~2014년 기간 동안 카자흐스탄 공화국 중앙은행(National Bank of the Republic of Kazakhstan)의 공식 연간 환율 자료(USD/KZT, EUR/KZT, SGD/KZT)를 활용한다.
• 추세, 계절성, 자기상관을 포착하기 위해 각 환율 시리즈에 ARIMA(자기회귀적 통합 이동평균) 모델을 적용한다.
• 모델 식별, 매개변수 추정, 진단 검토를 통해 모델 적합성과 정상성을 확보한다.
• 모델 적합 이전에 추세 및 계절성 성분을 평가하기 위해 시계열 분해를 실시한다.
• 샘플 외 검증을 통해 예측을 검증하고, RMSE, MAE, MAPE를 사용하여 성능을 평가한다.
• 최적의 ARIMA(p,d,q) 구성 선택을 위해 표준 통계 기준(예: AIC, BIC)을 적용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ARIMA 모델은 주요 세계 통화 대비 카자흐스탄 텐게의 연간 환율을 얼마나 정확하게 예측할 수 있는가?
• RQ2 KZT 환율에 대해 가장 적합하고 예측 성능이 뛰어난 ARIMA 모델 구성(p,d,q)은 무엇인가?
• RQ3 RMSE, MAE, MAPE 값은 USD/KZT, EUR/KZT, SGD/KZT 환율 예측 간에 어떻게 비교되는가?
• RQ4 2006~2014년 기간 동안 ARIMA 모델은 KZT 환율의 구조적 변화를 어느 정도 반영하는가?
• RQ5 시계열 분석은 카자흐스탄과 같은 중견 시장 경제에서 장기 외환 예측 도구로 신뢰할 수 있는가?

주요 결과

• ARIMA 모델은 2006~2014년 기간 동안 미국 달러(USD), 유로(EUR), 싱가포르 달러(SGD) 대비 카자흐스탄 텐게의 장기 추세와 변동성을 성공적으로 포착했다.
• USD/KZT 환율은 가장 안정적인 예측 성능를 보였으며, RMSE는 12.3, MAE는 9.8, MAPE는 2.1%였다.
• EUR/KZT 환율은 더 높은 예측 오차를 보였으며, RMSE는 15.7, MAE는 12.4, MAPE는 2.8%로 변동성이 더 크다는 것을 시사했다.
• SGD/KZT 환율은 중간 정도의 정확도를 보였으며, RMSE는 14.1, MAE는 11.3, MAPE는 2.5%로 중간 수준의 예측 신뢰성을 반영했다.
• 진단 테스트 결과, 선택된 ARIMA 모델은 통계적으로 적합했으며 잔차에 유의미한 자기상관이 없음을 확인했다.
• 이 연구는 적절한 모델 식별이 이루어진 경우 ARIMA가 연간 자료를 대상으로 중견 시장에서 환율 예측에 실용적인 방법임을 확인한다.