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計数時系列解析における分散不均一モデルからの新展開

研究課題

研究課題/領域番号 21K20338
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0201:代数学、幾何学、解析学、応用数学およびその関連分野
研究機関九州大学 (2022)
早稲田大学 (2021)

研究代表者

後藤 佑一  九州大学, 数理学研究院, 助教 (90907073)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード計数時系列 / 分散不均一性 / 一致性 / 漸近正規性 / M-推定 / 数理統計学
研究開始時の研究の概要

計数時系列とは、非負整数値の時系列データのことである。近年、計数時系列に対する研究が盛んにされているが、既存研究では、極めて限定的な場合のみでしか、分散不均一性を表現することが出来ない。本研究では、計数時系列に対して、ARMA-GARCHモデルの構造を取り入れることで、分散不均一性を表現することを目指す。これにより、モデリングの幅が格段に広がる。具体的には、地震の発生確率の推定、株価取引回数に基づく金融危機の事前察知、感染症患者数の予測等々の広汎な現象の解明やSNSにおける投稿のお気に入り回数と引用回数を用いた炎上のメカニズムの解析など「全く新しい分野の計数データ」を用いた解析に繋がる。

研究成果の概要

本研究では, ARMA-GARCH modelに対応するモデルを計数時系列解析へ導入するため, 条件付き期待値だけでなく条件付き分散にも自己回帰構造を取り入れたモデルを提案した。このモデルの未知パラメータは、二段階で推定することが出来、一致性と漸近正規性を証明した。このモデルは、今までに提案されていなかった他の検定問題にも適用することが出来ることも明らかになった。具体的な誤差分布を考えた時のモデルの定常性を示すことにてこずっていたが、解決の糸口を発見することが出来た。これらの内容は、準備が出来次第、国際誌へ投稿予定である。さらに、4本の論文を国際誌へ出版し、国内外の学会で発表をした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義として, 計数時系列のモデリングの柔軟性が広がることが挙げられる。実際、ARMA-GARCH モデルは, 実証研究にも用いられている実用的なモデルである。さらに、条件付き分散不均一性がINGARCHモデルでは正しく表現できていないため、条件付き分散不均一性を正しく考慮したモデルであるという点にも学術的な価値がある. 研究期間中に出版した論文のうちのひとつは, 統計のトップジャーナルである.

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 10件、 招待講演 15件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Georg-August-Universitat Gottingen/Ruhr-Universitat Bochum(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite libre de Bruxelles(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Wuhan University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite libre de Bruxelles(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ruhr-Universitat Bochum/Georg August University of Gottingen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tests for a structural break for non-negative integer-valued time series2023

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuichi
    • 雑誌名

      Research Papers in Statistical Inference for Time Series and Related Models: Essays in Honor of Masanobu Taniguchi

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The integrated copula spectrum2022

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuichi、Kley Tobias、Van Hecke Ria、Volgushev Stanislav、Dette Holger、Hallin Marc
    • 雑誌名

      The Annals of Statistics

      巻: 50 号: 6 ページ: 3563-3591

    • DOI

      10.1214/22-aos2240

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tests for the existence of group effects and interactions for two-way models with dependent errors2022

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuichi、Suzuki Kotone、Xu Xiaofei、Taniguchi Masanobu
    • 雑誌名

      Annals of the Institute of Statistical Mathematics

      巻: 75 号: 3 ページ: 511-532

    • DOI

      10.1007/s10463-022-00853-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Homogeneity tests for one-way models with dependent errors under correlated groups2022

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuichi、Arakaki Koichi、Liu Yan、Taniguchi Masanobu
    • 雑誌名

      TEST

      巻: 32 号: 1 ページ: 163-183

    • DOI

      10.1007/s11749-022-00828-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Integrated copula spectrum with applications to tests for time-reversibility and tail symmetry2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, Kley, T., Hecke, R. V., Volgushev, S, Dette, H., Hallin, M.
    • 学会等名
      Data Science Workshop, Tohoku University.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The existence and uniqueness of lagged spectrum2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, X. Zhang, B. Kedem, S. Chen
    • 学会等名
      Kanazawa Seminar, Hotel Kanazawa
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A subsampling-based test to detect interregional differences among small-sample time series in marine study2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, H.K. Solvang, M. Taniguchi
    • 学会等名
      IMR-Waseda Workshop, Advances in pragmatic computational methodologies for fish stock assessment, human impact, and environmental factor on marine ecosystems, Institute of Marine Research
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ests for the existence of group effects and interactions for two-way models with depend-ent error2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, X. Xu, K. Suzuki., and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Mathematical Society of Japan Spring Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] time series analysis related to spectra2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto
    • 学会等名
      Statistics Seminar, Kyushu Univ.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Integrated copula spectrum with applications to tests for time-reversibility and tail symmetry2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, Kley, T., Hecke, R. V., Volgushev, S, Dette, H., Hallin, M.
    • 学会等名
      Mathematical Society of Japan Autumn Meeting 2022, Hokkaido Univ., Special lecture
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Likelihood Ratio Processes under Non-Standard Settings2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, T. Kaneko, S. Kojima, M. Taniguchi
    • 学会等名
      Waseda mini-workshop, Recent development on time series analysis and related topics, Waseda Univ.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Homogeneity tests for one-way models with dependent errors under correlated groups2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Arakaki, Y. Liu, and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Waseda International Symposium “Topological Data Science, Causality, Analysis of Variance & Time Series” dedicated to Professor Taniguchi's retirement, Waseda University.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tests for the existence of group effects and interactions for two-way models with dependent errors2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, Suzuki. K., Xu, X., and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Otsu Seminar “Recent Developments in Time Series and Related Topics” In honor of Professor Masanobu Taniguchi on the occasion of his retirement, Biwako Hotel.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Discriminant analysis based on binary time series2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, M. Taniguchi
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Econometrics and Statistics, Ryukoku University.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Integrated copula spectrum with applications to tests for time-reversibility and tail symmetry2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, Kley, T., Hecke, R. V., Volgushev, S, Dette, H., Hallin, M.
    • 学会等名
      Rome-Waseda Time Series Symposium, Tor Vergata University of Rome
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Integrated copula spectrum with applications to tests for time-reversibility and tail symmetry2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, Kley, T., Hecke, R. V., Volgushev, S, Dette, H., Hallin, M.
    • 学会等名
      Statistics Seminar, University of Maryland
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Homogeneity tests for one-way models with dependent errors under correlated groups2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Arakaki, Y. Liu, and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Bologna-Waseda Time Series Workshop, University of Bologna
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tests for the existence of group effects and interactions for two-way models with dependent error2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Suzuki, X. Xu, and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Mathematical Society of Japan Spring Meeting 2022. Saitama Univ.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Tests for the existence of group effects and interactions for two-way models with dependent errors2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Suzuki, X. Xu, and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Otsu Seminar “Recent Developments in Time Series and Related Topics” In honor of Professor Masanobu Taniguchi on the occasion of his retirement, Biwako Hotel.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Homogeneity tests for one-way models with dependent errors under correlated groups2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Arakaki, Y. Liu, and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Waseda International Symposium “Topological Data Science, Causality, Analysis of Variance & Time Series” dedicated to Professor Taniguchi's retirement, Waseda Uni-versity.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Homogeneity tests for one-way models with dependent errors2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Arakaki, Y. Liu, and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Mathematical Society of Japan Autumn Meeting 2021. Online
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Hypothesis tests for one- and two-way models with dependent errors2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Arakaki, K. Suzuki, X. Xu, Y. Liu, and M. Taniguchi
    • 学会等名
      Data Science Workshop, Tohoku University.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 個人ホームページ

    • URL

      https://www2.math.kyushu-u.ac.jp/~yuichi.goto/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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