Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   3 Ma rch   201 9 , p p.   108 7 ~ 1094   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 3 .pp 108 7 - 109 4          1087       Journ al h om e page http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Modellin g volatili ty of  Ku ala L um pu r comp osite ind ex  (KL CI)  usin SV   and ga rch mod els       Ez at ul Akm Ab d ull ah Siti  M eri am  Z ahari S .S arif ah   Radiah  Shari f f,     Muham ma Asmu’i  Abdul  Rahim   Cent re   for  St at is ti cs  and  De ci sio Scie n ce Studi e s,  Facult y   of   Co m pute M at he m at ic a Sci ences,     Univer sit T ekn ologi   MA RA Shah  Alam,   Mal a ysia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Sep  1,   2018   Re vised N ov 28 , 2 018   Accepte d Dec  8 , 2 018       It  is   wel l - known  th at  fina n cial   tim serie s   exh ibi t cha ng ing  v aria nce  and   th is   ca n   have  impo rta nt   conse qu en ce in   form ulat ing  e conomic   or  fin anc i al   dec isions.   In  m uch  re ce nt   ev ide n ce   show that  vo la tilit y   of  f ina nc i al   assets  is   not  consta n t,   bu rat h er  th at   re l at iv ely   vol at i le   per iods  alter n at e   with  m ore   tra nquil  on es.   T hus,  th ere  are  m an y   oppor tuni t ies   to   obt ai n   fore c asts  of   th is   ti m e - var y ing  r isk.  The  pape r   pr ese nts  the   m ode ll ing  vol atilit y   o the   Kual a   Lumpur  Com po site   Inde (KLC I)  using  SV   and  GA RCH  m odel s.  Thus,   th e   ai m   of  thi stud y   is  to  m odel  t he  KLCI   stock   m ark et   using   t wo  m odel s;   Stocha stic  Vol a ti lit y   (SV and   Gene r alize d   A uto - Regre ss ive  Condit ional   Hete rosce d astici t y   (GA RCH).  Th is  stud y   emplo y an  SV   m odel   wit Ba y esia n   appr oac h   and   Markov  Ch ai n   Mo n te  Carl o   (MC MC)  sam ple r;   a nd  GA RCH  m odel   with M L E esti m at o r.   The  best m odel   wi ll   be us ed to   fore cas t the   fu tur e   vola tilit y   of s to c ret urns.   Th e s t ud y   invol v es  97 dail y   observ at i ons  of K LCI   Closing  pri ce  in dex,  from   2   Jan uar y   2008   to   10   Novem ber   201 6,   exc lud ing   publi c   holi d a y s .   SV   m odel   is  fou nd  to  b th b est   base on   th lo west  RMS and  MA v al ues .   Ke yw or d s :   Fo r ecast   GA RC H   KLCI   Ma rkov chai n m on te  carlo   Stoch a sti v vo la ti lity     Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Sit i M eria m  Zah ari ,   Cent re   for  St at is ti c and  De ci sio Scie n ce Studi e s,   Facul t y   of  Com pute r & Ma the m a ti c al   Sc ie n ce s,     Univer siti   Te kno logi   MA RA Sha Alam,  Ma lay si a   Em a il m ari am@ tms k. uit m . edu . m y       1.   INTROD U CTION   Ma ny  fina ncial   tim series  exh ibit cha ngin va riance  a nd  this  can  ha ve  i m po rtant  c on s equ e nces  i form ulati ng   econom ic   or   fina ncial   decisi ons In   m uch   re ce nt  evide nce  s hows  t hat  vola ti li ty   of   finan ci a asset s   is  not  co ns ta nt,  bu rathe t hat  r el at ively   vo la ti le   per i ods  al te r nate  wit m or tran qu il   on e s.  Th us t her e   are   m any  opport un it ie to  ob ta in   f or ec ast of  this  ti m e - va ryi ng  ris k.  Mod el i ng  of  f inancial   ti m s eries  ha f oc use on   est i m ating   the   tim e - var yi ng   vo la ti li ty The   la tt er  key  is  for  m easur in risk,  pri ci ng  asset   der i vativ es,  an hedgin strat e gies   [1] .   Wh e we   ta lk  a bout   vola ti li ty it   is   act ually   sta t ist ic al   m easur of  t he  disp e rsi on  of  returns   f or  a  g iven   sec ur it y or  m ark et   in dex. V olati li ty   can eit her  b e   m eas ur e by   us i ng  t he  sta ndar de viati on   or  var ia nce  bet ween  retu rn s   f ro m   the   sam secur it or  m ark et   in dex.   Co m m on ly ris kier  se cu rity   has   higher   vo la ti li ty There  are  m any  m od el that  ca be   us e in  fina nc ia tim series  data.  T hose  m od el ca be  si m pl e   m od el   su c a ra ndom   wal k,  sm oo thin m od el s,   sim pl re gr e ssio n,  m ov ing   a ve ra ge  a nd  e xpon entia l   sm oo thing,  or   com plex  m od el   su c as  A utoreg ressive   Co ndit ion al   Heter osc edasti ci ty   (AR CH),   Ge ner al iz ed   Au t or e gr e ssive   Condit ion al   H et ero sce dastic it (G ARC H)   a nd  Stoc hastic   Vo la ti li ty   (S V)  m od el s O ne  of   t he   obvious   intere sts  in  em pirical   fina nce  is  f oreca sti ng  f utur retu r ns   of  as set su c a st ocks  a nd  cu rr e ncies’   exch a nge  rates If   on wer a ble  to  f or ecast   tom or row’ return  with  s om degree  of  preci sion,  one  co ul use   this  inf or m at ion   in  a inv e stm ent  dec isi on   tod ay It  is  tr ue   that  it   is  no easy   to  gen e r at ver accurate   pr e dicti on   f or   asset   retu rn s s ince  we  a re  a war t hat  with   al fo reca sti ng  m et ho ds,  s ucc ess  is  not  guar anteed ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   13 , N o.   3 Ma rc h 201 9   :   108 7     109 4   1088   bu we  ca at   le ast   forecast   an get  sig of   to m or ro w ’s  return.  Howe ver on is  no on ly   int erested  i obta ini ng   accurate  foreca sts  of   retu rn on  fi nan ci al   ass et s,  but  al so   in   forecast in  as so ci at ed  vo la ti li ty This  is  bec ause;   vo la ti li ty  is o ft en rega rd e a a m easur e of th e risk o f ret urn .   pro blem   in  t he  a naly sis  of  fina ncial   tim series  data  is  t forecast   the   vo la ti li ty   of   fut ur retu rn s   since  it   can  re f le ct   the  risk  of   the  retu rns.  T he   first  at tem pt  to  so l ve  this  pr ob le m   is  us ing  the  Bl ack  -   Sc ho le s   m od el This   m od el   wa first   intr oduce by  Schole a nd  Bl ack  i 19 73.  T he  a dva ntages   of  the   Bl ack - S cho le s   m od el   hav e   be en  well   known   for  ye a rs  a nd  t his  m od el   is   sim ple  to  i m plem ent.  Acc ordi ng  to   the   Bl ack   Sc ho le s   form ula,  the  m od el   ass um es  t hat  c on ti nu ously   com po un ded  stock   ret urns  ar norm al ly   distrib uted  with   co ns ta nt   m ean  an var i ance.   This   m ea ns   t hat  m easur of  how  m uch  stoc can   be   ex pected   to  m ov e   is  c onsta nt   ove r   tim e.  Howev e r in   the   real  fin ancial   w or l d,  vola ti li ty   of   fi na ncial   data   is  dynam ic The  ass um ption   of  co nst ant   vo la ti li ty   is  very   restrict ive  si nce  si gn i f ic ant  num ber   of  e m pirical   stud ie show   that  vo l at il ity  in  asset   pr ic es   is  tim e - var yi ng.   T her e fore,   Bl ack - Sc ho le s   is  not  s uitabl to   us e.   T overc om this  pro blem tim e   va ryi ng   vo la ti li ty   m od el   nam ed  Au t oreg ressive   Co ndit ion al ly   Hete ro sce dastic   ( A RC H)   m od el   was  e xpresse d.  The n,  the  m od el   was   exte nded   to   G ener al iz ed   Au t o - Re gr es sive   Condit ion al   H et ero sce dastic it (GARC H )   m od el s.  GA RC m od el   is  the  m os appr opriat m od el   to  us in  m easur ing   t he  vola ti li ty   [ 2].  This  m od e can  be   est i m at ed  us ing   m axi m u m   lik el ihoo est im at or   (ML E)  or   oth e r obus es tim a tors.   How ever,  basic  G ARCH   m od el   can  on l al low  for  sing le   e rror  pr ocess  w hile  Stoch a sti V olati li ty   (S V)   m odel   assum es  two  e rro r   processes Thi sh ows  t hat,  SV   will   pro vide   bette in - sa m ple  fit   and   it   is  belie ved   to   be  bette m od el   t o   us [3 ] Fina nc ia econom et ri cs  li te ratur es  gi ve  lots  of  at te ntion  in  t he  St och a sti vola ti li ty   (S V)   m odel [4 ]   rev ie wed   t he  univa riat and   m ulti var ia te   of  St och a sti Vo la ti li ty   (S V)   m od el   and   sta te t ha SV   m od el   pro vid es   m or flexibili ty   in  desc ribi ng  sty li zed  fact s.  O ne  of  the  m od el that  can  be  use t de scribe  t he  sto chasti dynam ic   is  def init el the  Hest on  Stoc hastic   Vo la ti li ty   m od el Sim il arly [5 ]   al so   a dopte the  Hesto St oc hastic   Vo la ti li ty   m od el   to  m od el   the  i m plied  vo la ti lity   ind ex  in  con ti nu ous  tim s et ti ng   an pri ce  opti ons  on   it   [6 ]   sh owe d t hat t he  b a sic  S V  m od el   giv es  a  m or e acc ur at e  r es ul t of  pr ic es  fo r Eur opean  call   op ti ons   on c urr encies   com p ared   t th Bl ack Sc hol es  m od el   [7] ,   a pp li ed   stoc hast ic   vo la ti li ty   facto rs  i the  m odel   and   f ound  th at   it  pro v ides  good  resu lt   f or   short  te rm   [8] ,   pr op ose sim ple  extensio of  sta nd a r G ARCH   (1,1)  m od el w hich   can  ca ptu re   S V - li ke  pro per ti es  of  data  that   cal le Stoc ha sti GA RC ( SGARC H).  It  sh ows  t hat  SGARC H   m od el   is  bette r   to  us si nce  it   c aptu res  t he  ty pi cal   SV  m od el   pro per ty   w hich   has  t wo  er r o rs bu t   with   on ly   si ng le   par am et ers  tha m akes  it   eas to  est im a te   [9 ] ,   f ound  t hat  SV   m od el   outper form ed  the  GA RC m od e l.  This   fin dings  is  al s suppo rted  by  [ 10 ] Stoc hastic   V olati li t (S V m od el   is  f ound  to  be  t he  best   m od el   to  predi ct   the  NZ  st ock m ark et , [11 ] . Othe r a dv a ntage of   Stoch a sti c Vola ti li t y (SV )  m od el  can  b e  fo und  in  [1 2].   Nev e rtheless t he  est im ation   of   SV  m od el is  the  m ai chall eng in   ap pl yi ng   the   m od el De pe nd i ng  on   t he  m od el s om m o m ents  m ay   or   m ay   be  unknow as  in   cl os ed  f or m   resu lt ing   t he  un known  of   t he  tra nsi ti on  densi ty   of  the  s ta te   vector  [ 13] H oweve r,  this   issue   can   be   s ol ved   by  perf orm ing   the   ef fici ent  a nd  fast  Ba ye sia Ma rkov  c hain   Mon te   Ca rlo   ( MC MC est im at ion  al gorith m   [1 4].   The re f or e t he  ai m   of  this   stu dy  is   t m od el  and  c om par be tween   both   th S a nd  GAR CH  m od el by  a pp ly in t he   MC MC   m e t hod  in  t he  e sti m at ion  process  for SV  m od el . Th e  b e st m od el  is u se d for  forecast in g pur po se       2.   RESEA R CH MET HO D   The   data   of   thi stu dy  c onsist of   97 daily   cl os in i nd e xe s   f r om   Ku al Lum pu r   Com po sit I nde (K LC I),  from   2nd  Ja nu a ry  2008  to  10th  N ov em ber   2016.   The  data  is  e xt racted  f ro m   Tho m so DataS tream .   Ku al a   L um pu com po sit in de or  KLCI   is  t he   m ai n i nd e x a nd  m ark et   in dicat or   i n M al ay sia . T his  in de is  the   represe ntati ve  of  Ma la ysi a’s  s toc m ark et .   K LCI  is  now   en han ce an kn own  a F TSE  Burs a   Ma la ysi KLC I.  The  FTSE   B ursa  Ma la ysi K LCI  was  i ntr oduce on   4t April   19 86  as   the   Ku al a   Lu m pu Com po si te   Inde (K LC I).  T his  ind e is  der i ved  from   10 com pan ie s T he  co m pan ie hav been  ch os e by  Burs Ma la ysi from   a cr os s secti on  of the t otal l ist ed  c om pan ie s in  Ma la ysi a.       2.1.   St oc hastic  V ola tili ty (SV ) M od el   Fo r   the  SV  m od el Ba ye sia par am et er  est im at ion   via  Ma rko Chai M on te   Ca rlo  (M CM C)  m e tho is  us e d.  Let   = ( 1 , 2 ,   , )   be   vect or  of  KL CI  returns The   feat ur e   of  S V   m od el   is  that   e ach  obser vatio of    is  ass um e t ha ve  it “own”   co ntem pora neous   va ri ance  of  .   T he r efore,   it   will   r el ax  the   usual   assum ption   of  ho m os cedasti c it y.  The   va rian ce  is  not  al lo w ed t va ry  unr e stric te dly  over   tim in  orde r   to  m ake   the  est im a ti on   of   a   m od el   is  fe asi ble.  T he  lo ga rithm   of   the  m od el   is  a ssu m ed  to   f ollow  an   a utoreg ressive   proces (A R)  of  orde r on e .   The SV  m od el  can be e xpress ed  in  the  f or m   (1) .     = exp   ( 2 )   (1)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Mo delli ng  v olat il i ty  o f ku ala l ump ur  c omp osi te  ind ex ( KLC I)     ( Siti  Meri am Z ahar i )   1089   = + 1 +     (2)     The   ab ove  e qu at ion   is   the   e quat ion  for  S m od el .   S V   m od el   is  sim ply  interest ed   in   m ark et   ne ws  an in  m od el ing  th ei ef fects  on  vola ti li ty Fr om   the  eq uatio n,  it   sh ows   that  the   vo la ti li ty   in  SV  m od el   is  not  af fecte by  past  retu rn s S V   i s uppos ed  t desc ribe   fina ncial   tim series  bette since  it   e ssentia l ly   involves   tw e rro r   processes w hich  a re    a nd   Th ad de noise   process   in   the   equ at io m akes  the   m od el   m or e   fle xib le .     in  (1)  a nd  ( 2)  is  e qu al   t l og  vol at il ity  of   KLCI   at   tim t.  The  par am et er  vect or  is  = ( , , )        are   the  er ror  proce sses.  T he  pa ra m et er  involve le vel  of   l og - va riance,   , t he  pe rsiste nce  of  lo g - va riance   ϕ,  an the   vo la ti li ty   of  lo g - var ia nce  T he  value   of  ϕ, ( - 1<ϕ< 1) ,   m ea su res   the   a utoc orrelat ion  pre sent  in   the   lo gge sq ua re data.   Th us   ϕ  ca be   inter pr et e a the   per sist en ce  in   the   vola ti lity High   ϕ  ind ic at in vola ti li t cl us te rin g.  ϕ  is   assum ed  to   f ol low  a   sta ti onar process   (|ϕ|< 1).  Pa ram et er    in  the   eq uatio is  the   vola ti li t of  the lo g - vola ti lity . Log - var ia nc e proces s in  the e qu at io is   = ( 0 , 1 , , ) . . I t i unobse rved.     2.2.   Bay esi an   App roa c h: Pri or Distri bu tio n   pri or  distri buti on   nee ds   to  be  sp e ci fied  fir st  to  com plete   the  est i m at ion   set up   for  S m od el Each  par am et er  is  as su m ed  to  be   pr ior  i ndepe nden t.  Th Ba ye sia sta ti sti cs  is  a   m at he m a ti cal   process   that  a ppli es  pro bab il it ie to  sta ti sti ca pr oble m by  pr ovidin the  to ols  to  update  the  be li efs  in  the  ev idence  of   new   data .   The  m os i m portant  of   Ba ye si an  is  t he  est a bl ishm ent  of   para m et ers  and  m od el s T he  pr i or  belie f   distri buti on  is  us e to  represe nt  the  str en gths  on  belie fs  a bout  t he  pa ram e te rs  base on  previ ou s   ex per i ence.  H ow e ver,  ther e   m igh be  no   previ ou s   e xperi ence.   T her e for e,  m at he m at ici ans   ha ve   f or m ulate m et ho ds  to   ov e rc om e   this   pro blem  k now as  unin form a ti ve  pri ors. T hi s stu dy u s ed  pr ior param et ers fr om  the p ast  s tud y.     2.3.   Ma r kov  Chai n Mon te  C arlo Met hods  (MCMC)   Stoch a sti V ol at il ity  (S V m od el   can   be  de scribe i t hr e co ndit ion al   di stribu ti ons  t ha is  f ( θ) ,y| h,   and h |θ. Th e  f unct ion of  f i the  p rio r   distr ibu ti on of  θ . T he  joint distri buti on o f   ( θ, h)  is  de rive f ro m   Ba ye theo rem Therefo re,  f( θ ,h |y i pro portio nal  to  the  pro duct   of   th f( y│ h)f(h│θ) f( θ ).   T c on st ru ct   the  M arko chain  with  in va riant  di stri bu t ion f(θ, h|y),  a lgorit hm   called  Me tro poli s - Hash ti ng al gorithm   is  pr opose as   il us trat ed  i Fi gure   1.            Figure   1 .   Proce ss f lo w dia gr a m  f or  Met rop ol is - Hasti ng M CM C       The  process   of  this  m et ho ge ner at es  t he  pro po s al   point  by  us in t he  la st  s a m ple  an a dd i ng  rand om  no ise   w hich   ge ner at e f r om   rand om   no ise   di stribu ti on.  Ne xt,  the   hei gh t   of  the   poste ri or   par am et er  of  th ne w   pro po sal   is  the com par e wi th  the  hei gh of   pa ram et ers  of   the  rece nt  pr opos al   a nd   cal culat ed  as  R,  wh ic represe nt  the ra ti o.   I the   ne w   pro posal   has   hi gh e poste rior than   t he  new  prop os al the t he  new  pro pos al   will  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   13 , N o.   3 Ma rc h 201 9   :   108 7     109 4   1090   be  a ccepte d.  O ther wise,  MC MC   will   ra ndom ly   acce pt  or   rej ect e t he   ne pro posal .   I f   the  new  pro posal   i s   acce pted the it   beco m es  the  nex t   sam ple  of  MC MC   chain ,   + 1 If  the   new  pr opos al   is   re j ect ed,  the it   will   ta ke  the  m os r ecent  pro posal   as  the  ne sam ple.  T his  ste will   con ti nue  a nd   sta rt  agai a the  fir st  ste p.   Wh e the sam ple,    is  enou gh, th e  it erati on w il l st op .   MC MC   is  on good  ap proac to  est i m at the  Ba ye sia n.   MC MC   sh ows  ho the  poste rior  par am et er  is  aff ect ed   by  t he   distrib utio n.   MC MC   is  no r epr ese ntin g t he   certai nty  but  just  the  pro bab i li ty . Note  that,  hav i ng   m or inf or m at i on  a bout   the   sa m ple  will   help  to  m ake  a  b et te plan  f or   the   f uture.   A naly sis  is  ca rr ie out usi ng   Stochv ol p ac ka ge.     2.4.   Ga rch  Model   Gen e rali zed   A utoreg ressive   Condit ion al   H et ero sce dastic it (GARC H m od el   is  the   e xtensi on  of  th e   ARCH m od el . T he  m od el   f or  GA RC is:     =   (3)     2 = + 1 2 + 1 2   (4)     Fr om   (3),     or   t he   retu rn of  K L CI  is  infl uen ce by  sta nd a r de viati on     an er ror    ( 4)   s hows   tha t   the  vola ti li ty 2   is  determ ined  by  s qu a red  pas retu rn s 1 2 and  s qu a re past  vola ti lity 1 2 The   GA RC H   m od el   captur es   vola ti li t bette r t ha n t he  ARC H m od el . T he  ste ps   in  m od el i ng  the  vo la ti li ty   us in GA RC H are  as foll ows:       3.   RES ULTS  A N D A NA L Y SIS   Fr om   the  gr a ph,  it   is  cl ear  tha the  grow t of  the  eco no m has  slow e do w after  2008.  D rop  in  st ock   pr ic durin 20 08 - 2009 not on ly  aff ect  o the r c ountries,  but al so  Mal ay sia stock  m ark et  b ecau se of the  global   fina ncial   crisi s.  The   gl ob al   finan ci al   c risis  giv es  a im pact  towards  fina ncial tra de  an real  ec onom [15] Ther e f or e,   it   si gn i ficantl af f ect the   Ma la ysi a’s  st ock  m ark et KLC I.  Fig ur e   2   s how t he   cl os i ng  pr ic e   in dex  that i s not stat ion a ry.            Figure  2. Dail y Pl ot  of Kual Lum pu C om po sit e I nd e x ( K LCI)        Since  the  in de grap as  s ho wn   i Fig ur 2   is  no sta ti on a r y,  therefo re  the   log   ret urn  is  use d.   Fi gure  3   pr ese nts  t he  K LCI  ret urns  fro m   2 nd   Janu ary  2008  un ti 10 th   Novem ber   2016.  The   x - axis   r epr ese nted   ti m w hile  the y - a xis is lo g retur ns.    Figure   3   s how that   the   gra ph  is   sta ti on a ry.   L og  ret urns   re pr ese nt  t he  vol at il ity.  Ba sed   on  t he  grap h,  vo la ti li ty   chan ges  ove tim e,  i nd ee the re  exi sts  vo la ti li ty   clu ste rin because   there  are  se ve ral  la rg po i nts.  Th e   plo al s s ho ws  t hat  ne gative  returns   occ ur  d ur i ng  the   ob s er ved  pe rio d.   The   la r gest  ne gative  retu rn s   ar e   ob s er ved in t he  yea r 200 8.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Mo delli ng  v olat il i ty  o f ku ala l ump ur  c omp osi te  ind ex ( KLC I)     ( Siti  Meri am Z ahar i )   1091       Figure  3 .  D em eaned L og Ret urns of K LCI       3.1.  Simul ati on usin g MCM C   Si m ulati on   us i ng  Ma rko C ha in  M on te   Ca r lo  (MCM C)  is   car ried   ou t.   S ince  MC MC   i c om pu te r - base c al culat ion,  the refo re  the  a naly sis  is  done  by  MC MC   us in t he  al gorithm discu ss ed  in   sub  sect i on  2. 3.   As  sta te be fore,  the   S m od el   in vo l ved   pa ram et er  = ( , , ) Sin ce  the  val ue  f or   eac par am et er  is   unknow a nd   m us be  s pecif ie first   be for r unni n t he  si m ulati on t hi stu dy   re ferre t past   stu dy  in   identify in the   par am et er  values.   T his  stu dy   fo ll ow e [12 ]   wh is  the  a uthor  of   t he  stoch vol  pac kage.  Th e   auth or   us e = 9 = 0 . 99 , an = 0 . 1   to ru the  si m ulati on . Ho wev e r,   with les s infor m at io about t he   pr i or  pa ram et e rs,  it   will   ca us e   the   poste ri or  pa ram et er  bein fa from   the  tr ue  value s.   T he  le ng th   of  sim ulate tim series  is  1000.   A fter  run ni ng   t he  f unct io with  the   pri or   param et er,  resu lt   will   draw  t he   init ia log   vo l at il ity,   0   from   the  s ta tio na ry  distri bu t ion   of   t he  AR  (1)  pr ocess.   Th en,   us in 0   valu e,  the  value  for   1 , 2 , ,   is   gen e rated   it era ti vely MC MC  cal culat the  new  pr opos al   accor ding  t th m os recent  sam ple.  Last ly,  us i ng   norm al   distrib ution  with  m ean  an sta ndar de viati on,  exp   ( 2 ) the   lo g - retu rn s   are   sim ulate d.   From   the   si m ulate d co nd it ion al   vo la ti li t y,  the   in it ia va lue  will   be   generate d.  F ro m   th res ult  of  sim ulati on ,   t he  val ue  f or   init ia log - vo la ti lity 0 = 0 . 0 0 9 1 0 7 516 Using  t his  init ia valu e,  MC MC   will   it erate  the  next   value  unti the   1000 th   val ue.   T he a lg ori thm   us ed i n M CM is  cal le d M et ropo li al gorithm . T he a lg or it hm   sta rts  with  possibl e   init ia value,   i this  case   0 = 0 . 0 0 9 107 5 16 Ne xt,  it   ge ner at e ne pr opos al   by  us i ng  the  la st  sam ple  and   add i ng   with s om e n oise. T he result al so   giv e s the d esc riptiv e stat ist ic s o si m ulate condi ti on al  volat il it y.  Th e   m ini m u m   valu f or  sim ulate co ndit ion al   vo la ti lity   is  0.083 57 first   qua dr a nt  e qu al   to   0.4 1850 ,   m edian  value   is  0.5 6650 0.6 4760  f or  the   m ean  an 0.8 3020  a nd   2.1 4000   for  t hir quad r ant  a nd  m axi m um   value.  Re s ults  f or   si m ulate co ndit ion al  volat il ity and sim ulated   data are  v is ua li zed in  Fi gur 4 .           Figure  4 .  ( a Si m ula te Data  ( log - retu r ns )  ( in %),   ( b)   Sim ula te Co ndit ion a l Vo la ti li ti es ( in % )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   13 , N o.   3 Ma rc h 201 9   :   108 7     109 4   1092   Fr om  Figure  4 ,  ther e e xists cl us te rin g patt er n,   where  per i ods  of   high  vola ti lity  tend  to be  f ollo we d by  per i od s   of  e ve hi gher  vola ti li ty Si m il arly per i od s   with  l ow  vola ti li ty   te nd to  be  fo ll owed  by  low  vola ti lity.   The   patte r ns  of  Fig ure  4 (a)  s hows   t hat  it   te nds  to   fluctuate   at   the   m ean  cl os e   to   0.  Fig ure  4 ( b)  s hows   that   pe rio ds   of   high  vola ti li ty   cause  la rg changes  in  t he  returns w her e as  per i od of  low  vola ti li t c ause  sm al cha ng e in   the  r et urns T he   sim ulate dis tribu ti on   ex hibi ts  nu m ber s   of   ou tl ie rs   w hich   ref l ect   fr e qu e nt   siz eable  c ha nges  i vo la ti li ty .   Nex t   ste is  t si m ulate   from   t he  joint   poste ri or  distrib ution  of  the   S V   pa ra m et er  ( , , )   us in th functi on  “s vs a m ple”.  Value  of  la te nt  l og  vola ti li ti es  0 , 1 ,   a nd  ret urns   draw   in  MC MC   is  us e i t hi s   si m ulati on . T he  r es ult i s su m m arized in Ta bl e 1 .       Table  1.   Po ste r ior Param et er     Me an   Stand a r E rror   5%   50%   95%   ESS   Mu   - 8.9 44   0.147 24   - 9.1 84   - 8.9 45   - 8.7 03   4295   Ph i   0.902   0.037 43   0.834   0.907   0.953   117   Sigm a   0.389   0.080 65   0.273   0.381   0.537   111   exp(m u/2 )   0.011   0.000 85   0.010   0.011   0.013   4295   sigm a^2   0.158   0.067 00   0.075   0.145   0.288   111       Table  s how the  value  of  po ste rior   par am et ers  gi ven   by  M CM sa m pler.   The  value  of   m is  equ al  to  - 8.9 44  wh il e   phi  is  e qual   to   0.902.  Si nce  va lue  of  phi  is   hi gh,  t hu s it   s ho ws  high   pe rsiste nce  i t he  vo l at il ity.   Ther e f or e,   the r exists  t he  vo l at il ity  cl u ste rin g.   The   sigm or  vo la ti li ty   of   t he l og - vola ti li t value   is  0.389.  The   values   f or  e xp  (m u/2 a nd  sig m a^2  are   0.0 11  an 0.1 58  res pe ct ively The   pe rcen ta ges  give a re,   5% 50 %,  a nd   95%.   It   re pr e se nts  t he   belie f   of  t he   possi ble  va lues  will   fall   within   it .   The   va lue  for   the   m e an,  m is  guara nteed  that  95%  of   it s   possible  value will   fall   at   - 8.7 03.  ES in  t he   la st  colum is  the  ef fecti ve  sam ple  siz e.  It  is  the  nu m ber   of ef fe ct ively  ind e penden draws  from   the posteri or d ist rib utio t ha t t he  MC MC  is eq uiv al e n t t o.    Trace  plo ts  in  Figure  in dicat wh et he c onverge nce  can  be   safely   diag no sed  a nd   how  w el the  ou t put   sam ples  per f orm Trace  plo s hows  t he  value that  par am et e to ok  du rin MC MC   ru ntim e.  All  th ree  tra ce  plot s   sh ow  that  the  MC MC   al go rithm   has  converg ed From   the  t race  pl ot,  it   sh ows  that  the  para m et ers  do   no exh i bi t   sign ific a nt  bias.             Figure  5 .  Tr ace  Plot  for  MC M C Est i m at e o θ   of the  O btaine P os te ri or Sa m ple       Stocks  that  m ai ntain  relat iv el sta ble  pri ce  is  sai t ha ve  low  vola ti li ty . Ho we ver,  f r om  Fig ur e   6 it   sh ows   that   the   vola ti li ty   is  not  relat ively   sta ble.   The refo r e,  th KLCI   is   sai to   ha ve  high  vola ti li ty ,   he nc e   ind ic at ing   high  r isk  in  t he  Ma l ay sia S toc k M ark et   for  the   forecast in g per iod .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Mo delli ng  v olat il i ty  o f ku ala l ump ur  c omp osi te  ind ex ( KLC I)     ( Siti  Meri am Z ahar i )   1093       Figure  6 .   Esti m at ed  Vo la ti li ti es in P e rcen t  (%)       3.2  Co m pari so n Be tween G ARCH   a nd S V   m od el s   The   val ue  of  R MSE  a nd  M A f or  both   m od el is   c om par ed  t fin the   be st   m od el .   T he   com par is on  betwee the se  two  m od el s i sh ow in  Ta ble  2 .       Table  2.  C om par iso n betwee n G ARCH a nd  SV  m od el     GA RC H   SV   RM SE   0.014 218   0.014 213   MAE   0.009 8740   0.009 8702       T he   val ue  for   RM SE  an M AE  f or  S a re   sli gh tl lo wer  com par ed   to   G ARCH   m od el This  i nd ic at es  that  the  S m od el   perf or m ed   sli gh tl y   bette than  GA RC m od el The re f or e SV   m od el   is  the  best  m od el   to  be  e m plo ye d for  f or ecast in t he KLCI  r et ur ns .       4.   CON CLUSION   The  pap e pr es ents  the  m od el li ng   vola ti li t of   the  K uala  Lu m pu Com po sit Index  ( KLC I)   us in S V   and  GA RC m od el s. The   find i ngs  s how   th at   both   m od el are  s uperi or  to   each  oth e r,  with  sli gh t   dif fer e nces   i te rm s o RM S E and  MAE   va lues.  For  for ec ast ing   pur pos e s,  it  is  sug geste t em plo y S m od el   for   m anag i ng  the  ris ks   since   it   prov i des   m or in f or m at ion   about  t he  data.   It   al s o   f ocu s e s   on   the   m ark et   ne ws  a nd  al s t he  i m pact  of  the   vo la ti li ty   towa rd s   the   ret urns F or  fu t ur e   st ud ie s it   is   rec omm end ed   to   us dif f ere nt  pr i or  par am et er  val ue since   the   c hoic f or  pa ram eter   m ay   produce   di ff e ren t   res ults,  es pecial ly   in   te rm of   persi ste nce   of volat il it y.        ACKN OWLE DGE MENT   The   aut hors   w ould   li ke   to   tha nk  t he  Mi nistry  of  Higher   E du c at ion   Ma la ysi (MO HE)  a nd  t he  Re sea rc Ma nag em ent  I ns ti tute  (RMI of  U niv e rsiti   T eknolo gi  M AR A,   Ma la ysi f or  s upportin t hi pro j ect   unde the   Fund am ental  Resea rch G ra nt  Schem e G ra nt  No 600 - RM I/ FRGS 5/3  (0 086/2016 )) .       REFERE NCE S   [1]   Hull  J .,   W hit e   A. ,   " The  Pric ing  of   Options  on  As sets  with  Stoch astic  Vola ti l it i es ,"   The  Journal   of  Finance ,   vol . 42(2) ,   pp.   281 - 300 19 87 .   [2]   Mate i   M. ,   " As sess ing  Volat i li t y   Forec asti ng   Mo del s:  W h y   GA R CH  Models  T ak th e   Lead. "   Ro manian  Journal   of  Ec onomic   Fore c asting .   vo l.   4(4) 42 - 65 ,   2009 .   [3]   Franses  P.H.,  v an  d er   L ei j ,   M.J.,  Paap   R . ,   " Sim ple   T est   for   GA RCH  ag ai n st  a   Sto cha sti c   Volat ilit y   Mode l ,"   Ec onometri Ins ti tute  Re search   Pape rs   EI  2 005 - 41 .   2005 .   [4]   Plat ani o ti   E. J. ,   " A Re vie w of   Sto cha sti Vola ti l ity :   Univar ia t e an Multi va riate Models ,"   Imperi al  Coll ege London,  London.  Technic al  Pap er ,   2005 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   13 , N o.   3 Ma rc h 201 9   :   108 7     109 4   1094   [5]   Grunbichl er ,   A,   Longsta ff ,   F.A .   " Valu ing  Futu res  and   Options  on  Vola ti l ity ,"   Journal  of   Ban king  &   Finan c e ,     vol.   20(6) ,   pp .   9 85 - 1001 1996 .   [6]   Meli no   A.   T . ,   " Prici ng   fore ign   cur ren c y   op ti on with   stoch astic  vo la t il i t y ,"   Jo urnal  of   E cono metric s ,   vol .   45 ,     pp.   239 265 19 90   [7]   Anderson  T. G. ,   Lund  J. ,   " Esti m at ing  cont inuous - ti m stoch asti c   vola tilit y   m ode l of  the   short - term   int ere st  rate ,"   Journal  of   e cono metric s ,   vo l.   77( 2) ,   pp .   343 - 377 ,   1997 .   [8]   Kim   S.,   Sheph ar N.,  Chib   S. ,   " Stocha stic  vo la t i li t y :   L ikelihood   Infe ren c e   and   C om par ison  with   ARCH   Models. "   Re v ie o f Ec ono mic  Stud ie s ,   vol.  65 ,   pp.   361 393 1998 .   [9]   Naka ji m J .,   " Ba y esia ana l y sis  of  GA RCH  and  stocha sti volatilit y m odel ing  ev era ge ,   jumps   an hea v y - t ai ls  for   fina nc ia l   ti m e   se rie s ,"   Discuss ion   Pape r No .   2008 - E - 23 ,   2009 .   [10]   Jawed  S.  M . ,   " Applicati on   of  Sto cha sti Vol at i li t Model   to  KS E - 1 00 ,"   Pa ki stan   Jo urnal  of  Engi n eer ing,   Techno log y   &   S ci enc e ,   vol .   4(1) ,   pp .   28 - 40 2014   [11]   Yu  J. ,   " Forec asti ng  Vol atilit y   i th New   Z eala nd   Stock   Mar ket . "   App li ed   F inanc ial  Ec ono mics ,   vo l.  12(3)   Pp.   193 - 202 20 12 .   [12]   Kastne G. ,   " De a li ng  wi th  Stoch a stic   Vol at i li t y   in   Ti m Seri es  Us i ng  the  Pa cka g Stochvo l. "   Jou rnal  of  S tat ist ic a l   Soft ware ,   vol .   69 ,   pp .   1 - 30 ,   201 6 .   [13]   Aı  Y.,  Kim m el   R. ,   " Maxi m um   li kel ihood   esti m a ti on   of  stocha sti vo la t i li t y   m ode ls , Jo urnal  of   fi nan cial  ec onomics ,   vol .   83 (2) pp .   413 - 4 52 2007 .   [14]   Chib,   S.,   N ard ari,  F.,   &   Shephar d ,   N.  " Markov  chain  Monte  Car lo  m et hods  for  stocha stic   vo la t il i t y   m odel s , Journal  of  E conome tric s ,   vol.   108 (2),  pp.   281 - 316 ,   2002 .   [15]   Goh  Soo  Khoon,  M.  L. - H. ,   " Th I m pac of  the  Glo bal   Finan ci a Cri sis:  The   Case  of  Malay s ia , "   TWN  Global  Ec onomy   Serie s ,   pp .   1 - 38 ,   2010.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.