[pt] Tendo como principal objetivo a avaliação do desempenho dos setores da indústria nacional, formados pelas empresas de capital aberto, diante do nível da atividade econômica do Brasil e do mundo, o presente trabalho tenta contribuir para a criação de modelos de previsão de forma a auxiliar administradores de empresas e acionistas em seus precessos decisórios. Foram exploradas as relações entre os diversos níveis de lucros representados pela Receita Operacional Líquida, Lucro Bruto, Lucro Operacional Próprio, Lucro Operacional e Lucro Líquido obtidos pelos setores da indústria nacional formados pelas empresas de capital aberto listadas na Bovespa e o nível da atividade econômica, representado pelo PIB nacional e mundial no período compreendido entre janeiro de 1996 a dezembro de 2002 em bases trimestrais. Na primeira parte são analisadas as elasticidades dos diversos níveis de lucro dos setores avaliados em função das variações do PIB. Na segunda parte foi analisado o grau de correlação entre o PIB mundial e o desempenho dos setores. Foi então comprovada a existência de colinearidade significativa entre o PIB mundial e o PIB nacional, não permitindo avaliar o desempenho dos setores ao se utilizar estas variáveis simultaneamente. Na última parte procurou-se incluir outras variáveis macroeconômicas, obtendo-se maior poder explanatório para o desempenho dos setores diante das variações do nível da atividade econômica nacional. Dado o nível de significância estatística obtido nos testes, comprova-se o potencial em utilizar estas relações em modelos preditivos. / [en] In pursuit of the objective of evaluating the performance of the national industrial segments, composed of publicly traded companies, in light of Brazilian and world economic activity level, the present dissertation attempts to contribute to the development of forecast models intended to aid managers and investors in the decision making process. The relationship between several levels of profit, shown as Net Sales, Gross Profit, Operating Profit and Net Profit achieved by the national industrial segments, composed of listed companies negotiated on São Paulo Stock Exchange, and the level of economic activity, represented by the national and global GDP measured through the period comprised between January 1996 and December 2002 on a quarterly basis, was studied. The first part is dedicated to analyzing the elasticity of several levels of profit of the segments evaluated in terms of the GDP variations. The second part analyses the correlation rate between the global GDP and the performance of the industrial segments. Considerable collinearity was identified between the national GDP and the global GDP, invalidating the use of these two variables simultaneously in order to evaluate the performance of the industrial segments. During the last part, an attempt was made to include other macro economic variables, in order to obtain more explanatory power of the performance of the segments in light of the variations of the level of national economic activity. Considering the statistic significance level obtained during these tests, the potential of using these relations in a forecast model was proved.

[pt] Nessa dissertação um novo método para previsão da Estrutura a Termo da Taxa de Juros Brasileira - ETTJ brasileira - conhecido como Máquina de Suporte Vetorial para Regressão é investigado, comparando-o com os métodos tradicionais, tais como modelos VAR (Vetor Auto- regressivo) e ECM (Modelos de Correção de Erros). Utiliza-se além dos retornos de títulos de renda fixa, algumas variáveis macro-econômicas, que conforme sugerido no artigo de Evans e Marshall (1998) e verificado para economia brasileira no artigo de Fukuda, Vereda e Lopes (2006) melhoram a previsão dos retornos de títulos de renda fixa no longo prazo. O experimento mostra uma melhora considerável do SVR sobre os modelos tradicionais mencionados no longo prazo, atuando ainda como ótimo indicador da direção das taxas em praticamente todos os horizontes de previsão. Para tal avaliação, foram utilizados os critérios de raiz do erro quadrado médio, erro absoluto médio, simetria direcional e simetria direcional ponderada, correta tendência para cima e correta tendência para baixo além do teste U de Theil, que faz uso da raiz do erro quadrado médio para verificar se ocorre uma melhora significativa de um modelo sobre outro. Uma vez que não existe uma maneira estruturada para escolha dos parâmetros livres do SVR, a escolha dos mesmos foi feita através de uma função do software R, que faz uma pesquisa em um domínio retangular fornecido pelo usuário. A análise dos resultados mostra que SVR é uma técnica promissora para previsão dos retornos de títulos de renda fixa, sugerindo-se ainda melhorar as escolhas dos parâmetros livres do SVR uma vez que os mesmos são meios poderosos de regularização e adaptação do ruído aos dados. / [en] In this dissertation a new method for the prediction of the Brazilian Term Structure of Interest Rates - Brazilian ETTJ - known as Support Vector Regression is investigated. This is compared with the traditional methods used in this set up, such as VAR models (Vector Autoregressive) and ECM (Error Correction Models). Besides the interest rates, some macroeconomic variables are also used, as it was suggested in a work from Evans and Marshall(1998) and verified for brazilian economy in a work from Fukuda, Vereda and Lopes (2006), the inclusion of macroeconomic variables can improve the prediction of the interest rates in long term forecasts. The experiment show some improvements in using SVR in the long term in relation to the traditional methods mentioned, acting like a realy good predictor of the direction of the interest rates along the short and long term forecasts. To make these assertions, we make use of some tests like the root mean squared error, mean absolute error, directional symmetry and weighted directional symmetry, Correct Up trend and Corret Down trend besides Theil U test, which uses the root mean squared error to verify if there is some significant improvement between two models. As there is not a structured way to choose the free parameters of SVR, a function in the R software was used in order to make a grid search over a supplied parameter ranges. The analysis of the results demonstrate that SVR is a promising technique to prediction of interest rates, suggestions are also made in order to get better the choices of the free SVR parameters once they are powerful means of regularization and adaptation to the noise in the data.

[pt] Este trabalho objetivou realizar um estudo de caso para analisar a performance da ação da Lojas Americanas (LAME 4), negociada na BMeFBOVESPA, utilizando quatro modelos de previsão de retornos esperados. Os modelos escolhidos foram: CAPM (Capital Asset Pricing Model) de Sharpe (1964), Lintner (1965) e Mossin (1966), modelo de 3 fatores de Fama e French (1992), modelo de 4 fatores de Fama, French e Carhart (1997) e o modelo APT (Arbitrage Pricing Theory) de Ross (1996). A metodologia foi estruturada em duas partes: utilização de regressões múltiplas para verificar a significância dos fatores em cada modelo e comparação dos resultados para indicar aquele que se mostrou mais adequado para explicar o comportamento do ativo. Por fim, o modelo de três fatores de Fama, French revelou-se mais apropriado. / [en] The objective of this study was to conduct a case study to analyze the performance of the Lojas Americanas stock (LAME 4), traded on the BMeFBOVESPA, using four expected returns prediction models. The chosen models were CAPM (Capital Asset Pricing Model) of Sharpe (1964), Lintner (1965) and Mossin (1966), model of 3 factors of Fama and French (1992), model of 4 factors of Fama, French and Carhart (1997) and the APT (Arbitrage Pricing Theory) model of Ross (1996). The methodology was structured in two parts: the use of multiple regressions to verify the significance of the factors in each model and the comparison of the results to indicate the one that was more adequate to explain the behavior of the asset. Finally, the three-factor model of Fama, French was found to be more appropriate.

[pt] O objetivo deste trabalho é a construção de um modelo integrado para previsão da estrutura a termo da taxa de juros, referentes a títulos corporativos americanos para diferentes níveis de risco. A metodologia é baseada no modelo de Nelson e Siegel (1987), com extensões propostas por Diebold e Li (2006) e Diebold, Li e Yue (2008). Modelamos a estrutura a termo para 14 níveis de risco e estimamos conjuntamente os fatores latentes de nível e inclinação que governam a dinâmica das taxas, para a posterior estimação de dois super fatores, que por sua vez, conduzem a trajetória de cada fator, onde está centrada a nossa principal inovação. A previsão da curva de juros é então construída a partir da previsão dos super fatores, modelados por processos auto-regressivos, como sugere Diebold e Li (2006). Através dos super fatores extrapolados da amostra reconstruímos, na forma da previsão, os fatores latentes e a própria taxa de juros. Além da previsão fora da amostra, comparamos a eficiência do modelo proposto com o modelo mais tradicional da literatura, o passeio aleatório. Pela comparação, não obtivemos ganhos significativos em relação a esse competidor, principalmente na previsão um passo a frente. Resultados melhores foram obtidos aumentando o horizonte de previsão, mas não sendo capaz de superar o passeio aleatório. / [en] This dissertation constructs an integrated model for interest rate term structure forecast for American corporate bonds associated with different risk levels. Our methodology is primarily based on Nelson and Siegel (1987) and presents extensions proposed in Diebold and Li (2006) and Diebold, Li and Yue (2008). We model the term structure for 14 risk levels and we jointly estimate the level and slope latent factors that drive interest rates dynamics. These factors are then used in the estimation of two super factors which is our main innovation. The yield curve forecast is then determinate from the forecast of the super factors, described by autoregressive processes, as suggested by Diebold and Li (2006). Through the super factors forecast, reconstructed in the form of forecasting the latent factors and their own interest rate. Our results focus on the model’s out of sample forecast and efficiency compared with the random walk model, considered the benchmark model in this type of literature. Our results provide evidence that the proposed models shows no significant gains in relation to the benchmark, especially in predicting one month ahead. Better results were obtained by increasing the forecast horizon, but not being able to overcome the random walk.

[pt] Aplicação de duas metodologias, para prever e modelar o comportamento de uma serie temporal de carga de energia elétrica, a serie histórica de carga elétrica horária de uma das concessionárias de energia elétrica do sudeste brasileiro, a ESCELSA. Foram aplicadas as metodologias de amortecimento direto, e uma metodologia recente, o método de Holt-Winters com múltiplos ciclos. Ambas as metodologias são utilizadas para fazer previsão horária de carga de energia elétrica, portanto, é feita, previsão 24 passos a frente. / [en] Application of two diferent metodologies, in order to model and forecast the behavior of time series of hourly electrical loads generated by ESCELSA. Was applied to the time series studied the metodology of the direct smoothing, and also a recent metodology, the Holt-Winters with multiple sazonalities. In both of them it has been done the hourly forecast (24 hours load forecasting).

[pt] Nessa dissertação seguimos o artigo de Evans e Marshall (1998) e propomos novas abordagens para modelar o desenvolvimento conjunto de variáveis macroeconômicas e retornos de títulos de renda fixacom diversas maturidades. Os modelos são estimados e comparados com outros, já tradicionais na literatura, baseados em modelos auto- regresivos univariados ou de correção de erros. em seguida, os novos modelos são utilizados para avaliar se a informação contida nas variáveis macroeconômicas e na estrutura a termo das taxas de juros ajuda a melhorar a capacidade de previsão. A principal conclusão é que, se o interese maior está em previsões de curto prazo, então não há melhoria significativa ao agregar outras informações que não sejam aquelas já contidas em observações passadas do próprio rendimento em questão. se, no entanto, o interesse maior está em previsões de longo prazo (que é o caso de fundos de previdência, sejam eles abertos ou fechados), então a informação inerente às variáveis macroeconômicas consegue melhorar o desempenho preditivo. / [en] In this dissertation we follow Evans and Marshall (1998) and propose new approaches for modeling the joint development of macro variables and the returns of government bond yields of several maturities. The models are estimated and compared with other forecasting schemes previously proposed in the literature, especially those relying on univariate, VAR and error correction methods. The models are then used to judge the hypothesis that the information content of macro variables and the term structure of interest rates as a whole helps improving forecasting performance. Our main conclusion is quite simple: if one is interested in computing short term forecasts, then there is no significant improvement in incorporating information other than the one already present in past observations of the yield at hand; however, if one worries about long term forecasts (which is frequently the case of pension insurance companies), then the information content of macro variables and the term structure can improve forecasting performance

[pt] A grande maioria das estruturas que trabalham sob cargas alternadas precisa ser dimensionada para evitar a iniciação de trincas por fadiga, o principal mecanismo de dano mecânico nesses casos. Os vários parâmetros dos modelos de previsão de dano à fadiga usados nesses projetos devem ser preferencialmente medidos a partir do ajuste otimizado de suas equações a dados experimentais medidos de forma adequada. Na realidade, a precisão das previsões baseadas nesses modelos depende diretamente da qualidade dos ajustes utilizados para obtenção desses parâmetros. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é estudar a melhor maneira de se obter os parâmetros dos principais modelos de previsão da iniciação de trincas por fadiga através de ajustes de dados experimentais baseados no algoritmo de LevenbergMarquardt. Primeiro, foram realizados diversos ensaios εN em uma liga de alumínio 6351-T6 para averiguar o desempenho do ajuste proposto para asequações de Coffin-Manson e de Ramberg-Osgood. Em seguida, foram usados dados da literatura de outros oito materiais para ajustar modelos deformaçãovida clássicos, assim como com o expoente de Walker, para assim avaliar o efeito de cargas médias não-nulas em testes εN. Por fim, foi estudado o ajuste de um modelo SN com expoente de Walker que considera limites de fadiga e efeitos de carga média. Esse estudo também inclui considerações estatísticas para quantificar o fator de confiabilidade a partir de diferentes hipóteses de funções densidade de probabilidade, baseadas em dez conjuntos de dados da literatura. / [en] Most structures working under alternate loadings must be dimensioned to prevent fatigue crack initiation, the main mechanism of mechanical damage in these cases. The various parameters from the fatigue damage prediction models used in these projects should preferably be measured by optimally fitting their equations to well-measured experimental data. In fact, the accuracy of the predictions based on these models depends directly on the quality of the adjustments used to obtain these parameters. As a result, the main purpose of this work is to study the best way to obtain the parameters of the leading prediction models of fatigue crack initiation through experimental data fittings based on the Levenberg-Marquardt algorithm. First, several εN tests were performed on a 6351-T6 aluminum alloy to verify the performance of the proposed fit for the Coffin-Manson and Ramberg-Osgood equations. Then, data from the literature of eight other materials were used to fit classic strainlife models, as well as models based on the Walker exponent, to evaluate the effect of non-zero mean loads in εN tests. Finally, the fitting of an SN model including the Walker exponent was studied, which considers fatigue limits and mean load effects. This study includes as well statistical considerations to quantify the reliability factor from different probability density function assumptions, based on ten data sets from the literature.

[pt] O objetivo da tese é propor uma metodologia para previsão do preço de curto prazo (spot) da energia elétrica no Brasil baseada em sistemas neuro-fuzzy e nos programas do planejamento da operação do sistema elétrico brasileiro. Com essa abordagem, obtém-se distribuições estimadas do preço spot para o curto prazo com menor dispersão do que as obtidas somente com os programas do planejamento da operação. Além disso, por ser rápido, o sistema de previsão final possibilita análises de cenários ou simulações Monte Carlo. As principais variáveis que afetam o preço spot no Brasil são consideradas, tais como a energia natural afluente e a energia armazenada, entre outras. Ainda, é possível incluir também variáveis que não têm um histórico definido ou dados suficientes para o treinamento, tais como o plano de obras, limites de intercâmbio, demanda etc. Comparações com modelos de redes neurais são feitas. Apresenta-se, também, o estado da arte em modelagem para a política e o mercado de energia elétrica e os principais conceitos de gerenciamento de risco no mercado de eletricidade. / [en] This thesis focuses on spot price forecasting and risk management in the Brazilian electricity industry. It is proposed a new methodology for the problem based on neuro- fuzzy systems and the dispatching and planning operation programs. The main advantage of the approach is to be able to get more informative spot price distributions than using the operation and planning programs alone. Furthermore, it allows Monte Carlo simulations or scenarios analysis as the forecasting system runs in less than 1 minute. The main variables which affect the spot price (inflow river, storage capacity of reservoir, among others) are included in the model. Even variables such as the interchange limits, without a well-defined time series and which could be important, could also be included because of the intrinsic characteristics of each fuzzy model. Comparisons with neural networks models are made. It is also presented the state-of-the-art in the market and politics modelling for the electricity market around the world, as well as some main concepts of the risk management.

[pt] O conceito de risco é definido como a distribuição de resultados inesperados devido a alterações nos valores das variáveis que descrevem o mercado. Entretanto, o risco não é uma variável observável e sua quantificação depende do modelo empregado para avaliá-lo. Portanto, o uso de diferentes modelos pode levar a previsões de risco significativamente diferentes.O objetivo principal desta dissertação é realizar um estudo comparativo dos modelos mais amplamente utilizados (medição de variância amostral nos últimos k períodos, modelos de amortecimento exponencial e o GARCH(1,1) de Bollerslev) quanto à capacidade preditiva da volatilidade.Esta dissertação compara os modelos de estimação de volatilidade citados acima quanto à sua capacidade preditiva para carteiras compostas por um conjunto de ações negociadas no mercado brasileiro. As previsões de volatilidade desses modelos serão comparadas com a volatilidade real fora da amostra. Como a volatilidade real não é uma variável observável, usou-se o mesmo procedimento adotado pelo RiskMetrics para o cálculo do fator de decaimento ótimo: assumiu-se a premissa que o retorno médio de cada uma das carteiras de ações estudadas é igual a zero e,como conseqüência disso, a previsão um passo à frente da variância do retorno realizada na data t é igual ao valor esperado do quadrado do retorno na data t.O objetivo final é concluir, por meio de técnicas de backtesting, qual dos modelos de previsão de volatilidade apresentou melhor performance quanto aos critérios de comparação vis-à-vis ao esforço computacional necessário. Dessa forma, pretende-se avaliar qual desses modelos oferece a melhor relação custo-benefício para o mercado acionário brasileiro. / [en] The risk concept is defined as the distribution of the unexpected results from variations in the values of the variables that describe the market. However, the variable risk is not observable and its measurement depends on which model is used in its evaluation. Thus, the application of different models could result in significant different risk forecasts.The goal of this study is to carry out a comparison within the largest used models (sample variance in the last k observations, exponentially smoothing models and the Bollerslev s model GARCH(1,1)). The study compares the models mentioned above regarding its forecast capability of the volatility for portfolios of selected brazilian stocks. The volatility forecasts will be compared to the actual out of sample volatility. As long as the actual volatility is not an observable variable, the same procedure adopted by RiskMetrics in the calculation of the optimum decay factor will be used: it assumes the premise that the average return of which one of the stock portfolios is equal zero and, as the consequence of this fact, the one step variance forecast of the portfolio return carried out on date t is equal to expected value of the squared return of date t.The final objective is to conclude, using backtesting techniques, which of the forecasting volatility models show the best performance regarding the comparison criterions vis-a-vis the demanding computer efforts. By this way, it was aimed to evaluate which of them offer the best cost-benefit relation for the brazilian equity market.

[pt] O presente estudo, apresenta um conjunto de propostas metodológicas relacionadas a reconciliação de previsões em Séries Temporais Hierárquicas. O principal objetivo é apresentar soluções originais ao tema, buscando obter previsões mais acuradas do que as obtidas por modelos independentes para os diferentes níveis da hierarquia. Os estudos foram realizados considerando dados reais, mostrando a potencialidade de aplicação dos métodos desenvolvidos em diferentes cenários, onde as series temporais são estruturadas de forma hierárquica. Esta tese é composta por um conjunto de ensaios que exploram a reconciliação de previsão sob a ótica de um modelo de regressão, que dá origem a reconciliação ótima. A primeira contribuição trata do problema da reconciliação de previsões na perspectiva de estimadores robustos. A proposta apresenta uma contribuição original aplicada a dados dos de pesquisas de força de trabalho no Brasil, apresentando um conjunto de soluções que podem direcionar políticas públicas eficientes. Neste caso, as previsões reconciliadas obtidas através de estimadores robustos possibilitaram um maior ganho em termos acurácia e uma performance equivalente aos métodos que representam o estado da arte sobre reconciliação de previsões em séries temporais hierárquicas. A segunda contribuição trata do problema da reconciliação ótima em séries de consumo de energia no Brasil, apresentado uma proposta alternativa, menos sensível a valores estremos. Os resultados obtidos neste segundo trabalho apresentam melhoramentos consideráveis em métricas de avaliação padrão no que diz respeito as novas previsões. Uma terceira proposta busca oferecer uma estrutura alternativa de covariância dos erros de previsão, que irá ampliar o conjunto de propostas apresentadas na literatura para o método de reconciliação denominado por MinT (do inglês, Minimum Trace) , que minimiza os erros de reconciliação, oferecendo um estimador de variância mínima. / [en] This study presents a set of methodological proposals aimed at improving forecast reconciliation in the context of Hierarchical Time Series. The main objective is to present original solutions to the theme, seeking to obtain more accurate forecasts than those obtained by independent models for the different levels of the hierarchy. The studies were conducted using real data, showing the potentiality of application of the methods developed in different scenarios, in which the time series are structured in a hierarchical fashion. This thesis is composed of a set of essays that explore forecast reconciliation from the perspective of a regression model, which gives foundations to optimal reconciliation. The first contribution addresses the problem of forecast reconciliation from the perspective of robust estimators. The proposal presents an original contribution applied to data from labor force surveys in Brazil, presenting a set of solutions that can drive efficient public policies. In this case, the reconciled forecasts obtained through robust estimators provided consistent gains in terms of accuracy when compared to methods that represent the state-of-the-art on forecast reconciliation in hierarchical time series. The second contribution deals with the problem of optimal reconciliation applied to energy consumption time series in Brazil. We present an alternative proposal, less sensitive to outlying forecasts at the reconciliation stage. The results obtained in this second study show considerable improvements in standard evaluation metrics with regard to the new forecasts. The third proposal seeks to offer robust covariance structures for forecasting errors, which expands the set of strategies presented in the literature. The main contribution is to incorporate robust covariance estimates into the MinT (Minimum Trace) reconciliation approach, which minimizes reconciliation errors, offering an estimator with minimum variance.