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Keywords:

  • Composite likelihood;
  • finite mixture model;
  • full likelihood;
  • Markov regime-switching model;
  • MSC 2010: Primary 62M05;
  • secondary 62P05

Abstract

We use the two-state Markov regime-switching model to explain the behaviour of the WTI crude-oil spot prices from January 1986 to February 2012. We investigated the use of methods based on the composite likelihood and the full likelihood. We found that the composite-likelihood approach can better capture the general structural changes in world oil prices. The two-state Markov regime-switching model based on the composite-likelihood approach closely depicts the cycles of the two postulated states: fall and rise. These two states persist for on average 8 and 15 months, which matches the observed cycles during the period. According to the fitted model, drops in oil prices are more volatile than rises. We believe that this information can be useful for financial officers working in related areas. The model based on the full-likelihood approach was less satisfactory. We attribute its failure to the fact that the two-state Markov regime-switching model is too rigid and overly simplistic. In comparison, the composite likelihood requires only that the model correctly specifies the joint distribution of two adjacent price changes. Thus, model violations in other areas do not invalidate the results. The Canadian Journal of Statistics 41: 353–367; 2013 © 2013 Statistical Society of Canada

Les auteurs utilisent le modèle de Markov à changement de régime avec deux états pour expliquer les fluctuations du prix au comptant du pétrole brut WTI de janvier 1986 à février 2012. Ils examinent des méthodes basées sur la vraisemblance composite et la vraisemblance complète et concluent que la méthode de vraisemblance composite saisit mieux les changements structurels généraux dans les cours mondiaux du pétrole. Ce modèle de Markov utilisé avec la méthode de vraisemblance composite reflète étroitement les cycles des deux états considérés : une tendance à la baisse ou à la hausse. Ces deux états persistent en moyenne huit et quinze mois respectivement, ce qui correspond aux cycles observés durant la période. D'après le modèle ajusté, la volatilité du prix du pétrole est plus élevée durant les périodes de baisse que de hausse. Les auteurs estiment que cette information peut être utile aux agents financiers œuvrant dans des domaines connexes. Le modèle basé sur la méthode de vraisemblance complète est moins satisfaisant. Les auteurs attribuent son échec au fait que le modèle de Markov à changement de régime avec deux états est trop rigide et exagérément simpliste. En revanche, la méthode de la vraisemblance composite nécessite seulement que le modèle spécifie correctement la distribution conjointe de deux changements de prix adjacents. Ainsi, la violation d'hypothèses dans le reste du modèle n'invalide pas les résultats. La revue canadienne de statistique 41: 353–367; 2013 © 2013 Société statistique du Canada