RESUMO Este artigo considera a modelagem da volatilidade baseada em variação para a identificação e previsão de modelos de volatilidade condicional baseados em retornos. Sugere-se a inclusão da medida de variação, definida como a diferença entre o preço máximo e mínimo de um ativo em um intervalo de tempo, como uma variável exógena em modelos generalizados de heterocedasticidade condicional autorregressiva (GARCH). A motivação é avaliar se a variação proporciona informações adicionais ao processo de volatilidade (variabilidade intradiária) e aprimora a previsão, quando comparada a abordagens do tipo GARCH e ao modelo de variação autorregressiva condicional (CARR). A análise empírica emprega dados dos principais índices das bolsas de valores das economias norte-americana e brasileira, ou seja, S&P 500 e Ibovespa, respectivamente, no período de janeiro de 2004 a dezembro de 2014. O desempenho é comparado em termos de precisão, modelagem e previsão do valor em risco (VaR). Os resultados fora da amostra indicam que os modelos de volatilidade baseados em variação proporcionam previsões do VaR mais precisas do que os modelos GARCH.

ABSTRACT This article considers range-based volatility modeling for identifying and forecasting conditional volatility models based on returns. It suggests the inclusion of range measuring, defined as the difference between the maximum and minimum price of an asset within a time interval, as an exogenous variable in generalized autoregressive conditional heteroscedasticity (GARCH) models. The motivation is evaluating whether range provides additional information to the volatility process (intraday variability) and improves forecasting, when compared to GARCH-type approaches and the conditional autoregressive range (CARR) model. The empirical analysis uses data from the main stock market indexes for the U.S. and Brazilian economies, i.e. S&P 500 and IBOVESPA, respectively, within the period from January 2004 to December 2014. Performance is compared in terms of accuracy, by means of value-at-risk (VaR) modeling and forecasting. The out-of-sample results indicate that range-based volatility models provide more accurate VaR forecasts than GARCH models.

Resumo Neste artigo, os autores procuraram investigar a persistência da volatilidade e inventory effect nos mercados futuros de grãos no período entre 1959 e 2014. A inovação do estudo consistiu na aplicação de um modelo de volatilidade recursivo TARCH(1,1) com rolagem das estimativas a partir de uma janela de tempo de quatro anos. Os resultados apontaram para uma alta persistência da volatilidade condicional nos mercados de milho e soja. Além disso, observou-se a presença dos efeitos sazonalidade, inventory e time-to-maturity na dinâmica de volatilidade dos preços de ambos mercados. Verificou-se ainda uma queda na persistência de curto-prazo no período recente, o que levou a uma diminuição da persistência de longo-prazo e da meia-vida nos mercados em estudo.

Abstract The purpose of this paper is to investigate the volatility persistence and the inventory effect in grain futures markets during the period of 1959–2014. The innovative nature of this study lies in the evaluation of rolling estimates, using a recursive univariate TARCH(1,1)-in-mean volatility model. The daily evolution of volatility persistence and the inventory effect on corn and soybean futures contracts is analyzed using a rolling window of 1008 observations over four years. In general, the results suggest that the conditional volatility in both markets is highly persistent. There is also evidence of inventory, time-to-maturity, and seasonality effects on the volatility dynamics of corn and soybeans. In addition, the findings point to a lower short-run volatility persistence in recent years, which caused a slight decrease in long-run volatility persistence and the half-life period in both markets.

Resumen El objetivo en este estudio es investigar la persistencia de la volatilidad y el efecto de inventario en los mercados de futuros de granos en el período de 1959 a 2014. La innovación del trabajo consiste en la aplicación de un modelo de volatilidad recursivo TARCH(1,1) por estimación, en un período de cuatro años. Los resultados indican una alta persistencia de la volatilidad condicional en el mercado de maíz y soja. Además, hay evidencia de efectos de inventario, tiempo hasta la expiración y estacionalidad en la dinámica de la volatilidad de los precios de ambos mercados. También se ha verificado una baja persistencia de la volatilidad a corto plazo en los últimos años, lo que ha causado una caída de la persistencia de la volatilidad a largo plazo.

Além de fatores conjunturais da economia mundial e estruturais relativos à oferta e demanda global por commodities, aponta-se que o movimento altista dos preços destes produtos na década de 2000 pode também ser explicado pelo maior contágio dos derivativos nos seus respectivos mercados à vista. Argumenta-se ainda que esses papéis contribuíram para a elevação da volatilidade das cotações spot. Neste contexto, este artigo avaliou a influência das negociações e da volatilidade dos preços futuros sobre a volatilidade dos preços à vista nos mercados de café arábica e de boi gordo no Brasil. Realizaram-se testes de causalidade de Granger, decomposição da variância do erro de previsão, considerando modelos VAR, além de testes de causalidade na variância, baseados na função de correlação cruzada e no multiplicador de Lagrange. Os resultados mostraram que, em geral, variações não esperadas do volume de negociação e variabilidade dos preços futuros alteraram o padrão de volatilidade dos respectivos mercados spot.

The bullish movement in commodity prices during the 2000s can be explained based on structural and conjectural factors. In addition, it was argued that this price movement was amplified by the contagion from the derivative markets. In this context, these contracts were one of the aspects responsible for an increase in cash price volatility. Thus, this paper evaluated the influence of trading activity (volume and open interest) and futures price volatility in spot price volatility for arabica coffee and live cattle in Brazilian markets. Granger causality tests, forecast error variance decomposition, considering vector autoregression models, and tests of causality in variance, based on the cross-correlation function and on the idea of Lagrange multiplier were conducted. The results showed that, during the period considered, in most cases, an unexpected movement in trading volume and variability of futures prices changed the pattern of spot price volatility.

O aumento das negociações de derivativos no mercado mundial tem levado a um amplo debate acerca da influência dos contratos futuros sobre os preços à vista em diferentes mercados. Neste contexto, o presente artigo teve por objetivo avaliar, no período da crise do subprime, a influência da volatilidade dos preços futuros do IBOVESPA sobre os seguintes índices à vista: IBOVESPA, FGV-100, IBrX-50, IGC, SMLL e MLCX. Considerou-se o período entre agosto de 2007 e abril de 2009, quando as evidências da crise foram mais intensas até a retomada de crescimento dos índices acionários. Para se avaliar a causalidade na variância, foram empregados testes propostos por Cheung e Ng (1996) e Hafner e Herwartz (2006), sendo a volatilidade estimada por um processo GARCH univariado. Os resultados levaram à rejeição da hipótese de que, durante a crise do subprime, os movimentos do mercado futuro desestabilizaram o mercado à vista de ações brasileiro.

Significant increasing in derivatives trading over the world markets has led to an interesting debate about futures contracts influences on spot prices. In this context, this paper aims to evaluate, during the subprime crisis, the influence of IBOVESPA futures price volatility on the spot price indices as follows: IBOVESPA, FGV-100, IBrX-50, IGC, SMLL and MLCX. We considered the period from August 2007 to April 2009, when the evidence of the crisis were intense until to be recovering of growth of stock market index. To assess causality-in-variance, tests proposed by Cheung and Ng (1996) and Hafner and Herwartz (2006) were employed, and the volatility was estimated by an univariate GARCH process. It was found that the volatility of IBOVESPA futures contract did not destabilize spot indices during the subprime crisis.

No estudo aqui apresentado, aplicou-se um modelo de rede neural multicamadas para o apreçamento de calls sobre taxa de câmbio R$/US$, negociadas na Bolsa de Valores, Mercadorias & Futuros de São Paulo (BM&FBovespa), para o período de janeiro de 2004 a dezembro de 2007. A partir dos preços efetivamente praticados no mercado, comparou-se o desempenho entre essa técnica e o modelo de Black, utilizando-se métricas usuais de erro e testes estatísticos. Os resultados obtidos revelaram, em geral, a melhor adequação do modelo de inteligência artificial, em comparação ao modelo de Black, nos diferentes graus de moneyness.

In this study, a multilayer neural network model was applied to the pricing of R$/USD exchange rate call options traded on the São Paulo Securities, Commodities and Futures Exchange (BM&FBovespa) from January 2004 to December 2007. Based on the actual market prices, the performances of a neural network model and the Black model were compared, using the usual error metrics and statistical tests. Overall, the results showed that the artificial intelligence model outperformed the Black model for the different degrees of moneyness.

En este estudio se aplicó un modelo de red neuronal multicapa para la valoración de opciones de compra sobre el tipo de cambio R$/US$, cotizadas en la Bolsa de Valores, Mercadorias e Futuros (BM&FBovespa), para el período comprendido entre enero de 2004 y diciembre de 2007. A partir de los precios efectivamente practicados en el mercado, se comparó el desempeño entre las redes neuronales y el modelo de Black, con el uso de métricas habituales de error y pruebas estadísticas. Los resultados mostraron, en general, la mejor adecuación del modelo de inteligencia artificial, en comparación con el modelo de Black, en diferentes grados de monetización.

Este trabalho apresenta uma proposta de identificação de modelos de séries temporais baseada no algoritmo de Informação Mútua Parcial (PMI). Este critério leva em conta tanto as relações lineares, como as relações não-lineares existentes entre as variáveis consideradas na análise. Para o cálculo do PMI é necessário estimar as funções de probablidades marginais e conjunta e o valor esperado. Neste trabalho, essas funções são aproximadas através da função de diferença absoluta em combinação com as funções de kernel. O algoritmo é aplicado na identificação de modelos lineares de séries temporais, assim como na seleção de entradas de um modelo não-linear utilizando redes neurais artificiais. Estes modelos neurais são utilizados na modelagem de séries de vazões médias mensais do Brasil. Os resultados mostram a eficiência do algoritmo, tanto para identificação de modelos lineares como para não-lineares.

In this work, an algorithm for identifying time series models is proposed. The strategy is based on Partial Mutual Information Criterion (PMI), which considers not only linear but also non-linear relations between variables under study. For calculating the PMI criterion, it is necessary to approximate marginal and joint probability densities, as well as conditional expected values. In this work, these operators are estimated using the city-block distance function and product multivariate kernel estimators. The algorithm is applied for identifying time series linear models and for selecting inputs for a non-linear model based on neural networks. The neural model is used for modelling monthly average streamflow series of a Brazilian river. Experimental results show good performance of the proposed approach.