[논문 리뷰] The role of global economic policy uncertainty in predicting crude oil futures volatility: Evidence from a two-factor GARCH-MIDAS model

Peng‐Fei Dai, Xiong Xiong외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 07. 25.

Market Dynamics and Volatility참고 문헌 48인용 수 31

한 줄 요약

이 연구는 원유 선물 변동성에 대한 글로벌 경제정책불확실성(GEPU)과 그 변화의 예측 역할을 분석하기 위해 이요인 GARCH-MIDAS 모델을 활용한다. 연구 결과, GEPU 지수 자체보다는 GEPU 변화가 장기 변동성의 주요 원인임을 규명하였으며, GEPU 변화를 포함한 이요인 모델이 단일요인 모델보다 예측 정확도에서 뛰어난 성능을 보였다.

ABSTRACT

This paper aims to examine whether the global economic policy uncertainty (GEPU) and uncertainty changes have different impacts on crude oil futures volatility. We establish single-factor and two-factor models under the GARCH-MIDAS framework to investigate the predictive power of GEPU and GEPU changes excluding and including realized volatility. The findings show that the models with rolling-window specification perform better than those with fixed-span specification. For single-factor models, the GEPU index and its changes, as well as realized volatility, are consistent effective factors in predicting the volatility of crude oil futures. Specially, GEPU changes have stronger predictive power than the GEPU index. For two-factor models, GEPU is not an effective forecast factor for the volatility of WTI crude oil futures or Brent crude oil futures. The two-factor model with GEPU changes contains more information and exhibits stronger forecasting ability for crude oil futures market volatility than the single-factor models. The GEPU changes are indeed the main source of long-term volatility of the crude oil futures.

연구 동기 및 목표

• 글로벌 경제정책불확실성(GEPU)과 그 변화가 원유 선물 변동성에 예측 가능한지를 조사하기 위해.
• 다양한 사양(이동 평균 창 vs. 고정 스펜)을 가진 단일요인 및 이요인 GARCH-MIDAS 모델의 예측 성능를 비교하기 위해.
• 실제 변동성(Realized Volatility)을 통제할 때 GEPU와 그 변화의 예측 능력 증강 여부를 평가하기 위해.
• GEPU 변화가 장기 원유 선물 변동성의 주요 원인인지 확인하기 위해.
• 손실 함수와 DM 검정을 활용해 모델의 강건성 및 샘플 외 예측 정확도를 평가하기 위해.

제안 방법

• 원유 선물 변동성을 단기 및 장기 성분으로 분해하기 위해 이요인 GARCH-MIDAS 프레임워크를 활용한다.
• 단일 및 이요인 모델에 GEPU 지수와 그 변화를 거시경제 예측변수로 통합한다.
• 모델 파라미터를 추정하기 위해 이동 평균 창과 고정 스펜 사양을 사용하며, 이동 평균 창 사양이 더 뛰어난 성능을 보였다.
• 고주기 데이터를 활용한 실질 변동성(Realized Volatility)을 통합하여 변동성 예측 정확도를 향상시킨다.
• 샘플 외 예측 성능 평가를 위해 손실 함수(RMS D 및 RMAD)와 Diebold-Mariano(DM) 검정을 적용한다.
• 모든 모델의 강건성 점검을 위해 전체 샘플, 샘플 내, 샘플 외 평가 지표를 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 글로벌 경제정책불확실성(GEPU)은 원유 선물 변동성에 유의미하게 예측 가능한가?
• RQ2 GEPU 변화는 GEPU 수준에 비해 원유 선물 변동성에 더 강력한 예측 능력을 지닌다?
• RQ3 실제 변동성의 통합은 GEPU 기반 모델의 예측 성능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 GEPU 변화를 포함한 이요인 GARCH-MIDAS 모델은 단일요인 모델보다 원유 선물 변동성 예측에 더 효과적인가?
• RQ5 이동 평균 창 사양과 고정 스펜 사양 중 어느 것이 더 높은 샘플 외 예측 정확도를 제공하는가?

주요 결과

• GEPU 변화를 포함한 이요인 모델이 샘플 내 및 샘플 외 평가에서 모든 다른 모델보다 가장 뛰어난 예측 성능을 보였다.
• GEPU 변화는 GEPU 지수 자체보다 유의미하게 높은 예측 능력을 지녔으며, DM 검정에서 브렌트 원유 기준 t통계량은 -5.85, WTI 기준 -3.42로 나타났다.
• 모든 모델에서 이동 평균 창 사양이 고정 스펜 사양보다 일관되게 더 높은 예측 정확도를 제공했다.
• GEPU 변화를 포함한 이요인 모델은 단일요인 모델보다 낮은 RMS D(브렌트: 1.463E-02, WTI: 1.588E-02)와 RMAD(브렌트: 0.1070, WTI: 0.1109)를 기록했다.
• DM 검정 결과, 모델 X(이요인 모델 + GEPU 변화)는 모델 IX(이요인 모델 + GEPU 지수)보다 1% 유의수준에서 유의미하게 뛰어난 성능을 보였다.
• 실제 변동성 조건을 통제한 후에도 GEPU 변화는 여전히 장기 원유 선물 변동성의 유의미하고 효과적인 예측변수로 남아 있었다.