Time series forecasting and volatility forecasting is a particularly active research field within financial mathematics. More recent studies extend well-established forecasting methods with machine learning. This thesis will evaluate and compare the standard Generalized Autoregressive Conditional Heteroskedasticity (GARCH) model and some of its extensions to a proposed Long Short-Term Memory (LSTM) model on historic data from five Swedish stocks. It will also explore hybrid models that combine the two techniques to increase prediction accuracy over longer horizons. The results show that the predictability increases when switching from univariate GARCH and LSTM models to hybrid models combining them both. Combining GARCH, Glosten, Jagannathan, and Runkle GARCH (GJR-GARCH), and Fractionally Integrated GARCH (FIGARCH) yields the most accurate result with regards to mean absolute error and mean square error. The forecasting errors decreased with 10 to 50 percent using the hybrid models. Comparing standard GARCH to the hybrid models, the biggest gains were seen at the longest horizon, while comparing the LSTM to the hybrid models, the biggest gains were seen for the shorter horizons. In conclusion, the prediction ability increases using the hybrid models compared to the regular models. / Tidsserieprognostisering, och volatilitetsprognostiering i synnerhet, är ett växande fält inom finansiell matamatik som kontinereligt står inför implementation av nya tekniker. Det som en gång startade med klassiksa tidsseriemodeller som ARCH har nu utvecklats till att dra fördel av maskininlärning och neurala nätverk. Detta examensarbetet uvärderar och jämför Generalized Autoregressive Conditional Heteroskedasticity (GARCH) modeller och några av dess vidare tillämpningar med Long Short-Term Memory (LSTM) modeller på fem svenska aktier. ARbetet kommer även gå närmare inpå hybridmodeller som kombinerar dessa två tekniker för att öka tillförlitlig prognostisering under längre tidshorisonter. Resultaten visar att förutsägbarheten ökar genom att byta envariata GARCH och LSTM modeller till hybridmodeller som kombinerar båda delarna. De mest korrekta resultaten kom från att kombinera GARCH, Glosten, Jagannathan, och Runkle GARCH (GJR-GARCH) och Fractionally Integrated GARCH (FIGARCH) modeller med ett LSTM nätverk. Prognostiseringsfelen minskade med 10 till 50 procent med hybridmodellerna. Specifikt, vid jämförelse av GARCH modellerna till hybridmodellerna sågs de största förbättringarna för de längre tidshorisonterna, medans jämförelse mellan LSTM och hybridmodellerna sågs den mesta förbättringen hos de kortare tidshorisonterna. Sammanfattningsvis öker prognostiseringsförmågan genom användning av hybridmodeller i jämförelse med standardmodellerna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-344991 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Eliasson, Ebba |
| Publisher | KTH, Matematik (Avd.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2023:331 |
Page generated in 0.0027 seconds