Введение 4
Постановка задачи 6
Обзор литературы 7
Глава 1. Описание предметной области 11
1.1 Стабильность цен 11
1.2 Влияние денежно-кредитной политики на экономику 13
1.3 Оглашение информации 13
1.4 Инфляция и ИПЦ 14
1.5 Факторы инфляции 14
Глава 2. Модели для построения прогноза 16
2.1 Сезонная модель ARIMA 16
2.2 Гребневая регрессия 18
2.3 Лассо регрессия 20
2.4 Метод главных компонент 20
2.5 Нейронная сеть 22
2.5.1 Нейронная сеть с прямой связью 24
2.5.2 Сеть долгой краткосрочной памяти 27
Глава 3. Экспериментальная часть. Одномерный временной ряд 31
3.1 Данные 31
3.2 Сезонная модель ARIMA 32
3.3 Гребневая и лассо регрессии 34
3.4 Двухслойная нейронная сеть с прямой связью 36
3.5 LSTM-сеть 36
Глава 4. Экспериментальная часть. Многомерный временной ряд 38
4.1 Данные 38
4.2 Гребневая и лассо регрессии 38
4.3 Трехслойная нейронная сеть с прямой связью 39
4.4 LSTM-сеть 40
Выводы 42
Заключение 43
Список литературы 44
Приложение 46
Монетарное регулирование экономики есть неотъемлемый элемент макроэкономической политики государства. В соответствии с традициями, практикой, экономической теорией и законодательством основная задача, стоящая перед современными центральными банками, заключается в контроле и регулировании денежных и финансовых потоков с целью обеспечения стабильности покупательской способности национальной валюты, то есть низкой и предсказуемой инфляции. Успешное функционирование центрального банка зависит от соблюдения четко определенных принципов, посредством которых политическая направленность определяется как достижение установленных целевых параметров и обеспечение вполне определенной реакции на стандартные ситуации.
На сегодняшний день обстановка в монетарной сфере РФ довольно сложная. Министерство финансов, Правительство и Банк России осуществляют меры в сфере денежно-кредитного регулирования в условиях недостаточности денежной массы, роста инфляции, ослабления курса национальной валюты, кризисных явлений в экономике и финансовом секторе страны. Будущее России зависит от многих показателей и действий со стороны правительства, предположительно таких как грамотное построение денежнокредитной политики, насыщение экономики денежными средствами, а также стимулирование экономического роста.
В 2014 году Центральный Банк Российской Федерации перешел на инфляционное таргетирование, обеспечивая при этом ценовую стабильность. По согласованию с Правительством РФ Банк России установил среднесрочную цель по инфляции на уровне 4% в год [1].
Учитывая вышесказанное, важность прогнозирования уровня инфляции очевидна. Практически каждый гражданин РФ обращает на нее внимание и задается вопросом о том, когда цены вырастут и насколько. Домохозяйствам и предприятиям нужны оценки будущих цен для принятия взвешенных и обоснованных решений. Политики, чья работа заключается в оказании помощи в принятии этих решений путем поддержания стабильных цен, нуждаются в точных прогнозах, чтобы отслеживать инфляцию и вносить коррективы в курс при необходимости. Кроме того, центральные банки полагаются на прогнозы инфляции не только для информирования денежно - кредитной политики, но и для закрепления инфляционных ожиданий и, следовательно, повышения эффективности политики. Действительно, с целью улучшения процесса принятия экономических решений многие центральные банки регулярно публикуют сведения о прогнозе инфляции.
Существует большое количество способов прогнозирования инфляции, однако в данной работе будут рассмотрены методы предсказания, использующие модель ARIMA, а также методику машинного обучения (Lasso Regression, LSTM Neural Network, Multilayer Perceptron). Оно имеет короткую историю, но его применение во многих областях стало незаменимо. Нейронные сети и углубленное обучение в настоящее время предоставляют лучшие решения для распознавания изображений, беспилотного вождения, перевода, распознавания речи и обработки естественного языка. Следовательно, применение машинного обучения при постановке задачи прогнозирования инфляции безоговорочно самоутверждается.
Основой данной работы является углубленное изучение и применение на практике методик прогнозирования инфляции Российской Федерации в краткосрочном периоде, построение моделей как одномерного временного ряда инфляции, так и многомерного, в который входят другие экономические показатели. Для измерения уровня инфляции выбран индекс потребительских цен, рассчитываемый для определенной группы товаров и услуг, входящих в состав потребительской корзины.
Данная работа направлена на доказательство состоятельности методов машинного обучения при прогнозировании уровня инфляции в России.
С этой целью было проведено исследование тенденций современной экономики РФ, а также проанализировано функционирование Центрального Банка, что подтвердило актуальность рассматриваемой задачи. Был проведен обзор используемых для прогнозирования методов, таких как сезонная модель ARIMA, регрессионные модели с регуляризацией, нейронные сети с прямой связью, сеть долгой краткосрочной памяти. При построении этих методов сначала были взяты данные только о динамике инфляции, а затем в модель включались временные ряды других экономических показателей. Все данные были разделены на тренировочную и тестовую выборки, которые были использованы для обучения моделей и проверки их качества соответственно. Сравнение методов опиралось на функционал среднеквадратичной ошибки, посчитанный на тестовой выборке. По результатам анализа можно сделать вывод, что модели машинного обучения в основном имеют более высокую точность, чем модель ARIMA. Кроме того, настройка параметров у последней модели занимает достаточно большое количество времени, что является ее существенным недостатком. Однако, что касается недостатков моделей машинного обучения, они теряют свою интерпретируемость. Большую точность показала сеть долгой краткосрочной памяти.
Подводя итог, можно сделать вывод, что методы машинного обучения с учетом всех достоинств и некоторых недостатков могут и должны быть использованы в экономической сфере, в том числе и при моделировании монетарного регулирования в РФ.
1. Основные направления единой государственной денежнокредитной политики. http://www.cbr.ru/publ/ondkp/
2. Svensson, Lars E.O. Monetary Policy with Judgment: Forecast Targeting // International Journal of Central Banking. 2005. No 1. P.1-54.
3. Турунцева М. Ю. Прогнозирование в России: обзор основных моделей // Экономическая политика. 2011. № 1. С. 193-202.
4. Stock J. H., Watson M. W. Phillips Curve Inflation Forecasts // NBER Working Paper. 2008. No 14322.
5. Chakraborty C., Joseph A. Machine Learning at Central Banks // Bank of England working papers. 2017. No 674.
6. G. Papacharalampous, H. Tyralis, D. Koutsoyiannis Univariate time series forecasting of temperature and precipitation with a focus on machine learning algorithms: A multiple-case study from Greece // Water Resour. Manag. 2018. No 32. P. 5207-5239.
7. Knut Wicksell Interest and Prices. 1898. 239 P.
8. Моисеев С. Одиссея инфляционного таргетирования // Вопросы экономики. 2017. № 10.
9. Официальный сайт Банка России. https://www.cbr.ru/DKP/about_monetary_policy/inflation/
10. Wikipedia. ARIMA // Википедия, свободная энциклопедия. 2014. URL: http: //goo.gl/bNmcX8
11. Wikipedia. Стационарность // Википедия, свободная энциклопедия. 2014. URL: http://goo.gl/XRkh3W
12. P. Arumugam, R. Saranya Outlier Detection and Missing Value in Seasonal ARIMA Model Using Rainfall Data // Materials Today: Proceedings on ScienceDirect. 2018. Vol. 5. Issue 1. Part 1. P. 1791-1799.
13. К. В. Воронцов Лекции по алгоритмам восстановления регрессии 2007.
14. Hastie T., Tibshirani R., Friedman J. The Elements of Statistical Learning // Springer. 2001.
15. Tibshirani R. J. Regression shrinkage and selection via the lasso // Journal of the Royal Statistical Society. Series B (Methodological). 1996. Vol. 58. No. 1. P. 267-288.
... Всего источников – 22.