• 제목/요약/키워드: fat-tailed distribution

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두꺼운 꼬리 분포와 레버리지효과를 포함하는 확률변동성모형에 대한 최우추정: HMM근사를 이용한 최우추정 (Maximum likelihood estimation of stochastic volatility models with leverage effect and fat-tailed distribution using hidden Markov model approximation)

  • 김태형;박정민
    • 응용통계연구
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    • 제35권4호
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    • pp.501-515
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    • 2022
  • 두꺼운 꼬리 분포와 레버리지효과 등의 금융시계열의 전형적인 특징에도 불구하고 기존 빈도론적 접근법에서는 이를 명시적으로 포착하는 확률변동성모형이 제시된 바 없다. 본 연구는 빈도론적 접근법에서 수익률 금융시계열의 두꺼운 꼬리 분포와 레버리지효과를 명시적으로 포착할 수 있는 근사적인 확률변동성모형 설정을 제시하고 이에 대한 Langrock 등 (2012)의 HMM근사를 이용한 최우추정을 제안한다. 본 연구는 다양한 모의실험과 실증분석을 통해 본 연구에서 제안하는 근사모형이 두꺼운 꼬리 분포와 레버리지효과를 정밀하고 효과적으로 추정할 수 있음을 보인다.

PARTITIONING OF LIPID IN THE BODY OF FAT-TAILED LAMBS AS INFLUENCED BY DOCKING AND SEX

  • Abouheif, M.A.;Kraidees, M.S.;Shatat, R.A.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제6권1호
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    • pp.79-86
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    • 1993
  • Twelve docked and 12 intact Najdi lambs of equal numbers of males and females were slaughtered at 40 kg shorn shrunk body weight, Lipid in all empty body fat components; namely, subcutaneous, intermuscular, intramuscular, omental, mesenteric, channel, perirenal, pericardial, tail, viscera, bone and hide, were determined. Except for ram lambs, which had a lower percentage of lipid in intermuscular partition in loin cut, sex did not influence the relative proportion of subcutaneous or intermuscular fat in each wholesale cut. The data also showed that docking did not change the distribution of lipid in intermuscular and intramuscular fat partitions in each wholesale cut. Docked lambs tended to accumulate lower proportions of the lipid in subcutaneous fat component in the cuts located along the dorsal line than intact lambs. The total amount of lipid deposited in the empty body of ewe lamb was heavier in weight than that of ram lamb. Docking had no effect on the distribution of total lipid in the empty body, except for subcutaneous fat component, being greater in docked lambs than did intact ones. Generally, the highest proportion of fat was associated with subcutaneous depot followed, in order, by intermuscular, mesenteric, tail, intramuscular and omental fat partitions.

하방위험을 이용한 위험자산의 최적배분 (Optimal Portfolio Selection in a Downside Risk Framework)

  • 형남원;한규숙
    • 재무관리연구
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    • 제24권3호
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    • pp.133-152
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    • 2007
  • 손실기피(limited down side risk) 선호를 가진 투자자의 경우 통상적으로 사용하는 위험도의 척도인 분산 혹은 표준편차 대신에 하방 위험성에 더 관심을 가지게 되는데, 이러한 경우 평균-VaR 모형이 평균-분산 모형보다 더 적합한 모형일 수 있다. 이 논문에서는 두 모형을 이용하여 최적자산배분 문제를 실증분석하고 그 결과의 차이를 비교하였다. 수익률의 분포에 정규분포 가정이 아닌 두터운 꼬리(fat tail) 분포 가정을 도입하여 극단적인 위험을 고려한 최적자산배분 문제를 분석을 하였다. 각 이론이나 가정들의 강건성(robustness)을 살펴보기 위하여 역사적 분포를 이용한 분석을 비교 기준으로 하였다. 경험적 혹은 역사적 분포를 이용한 분석을 통해서, 극단적인 위험을 고려하는 손실기피적인 선호체계에서의 최적화 행위는 정규분포의 가정이나 평균-분산 모형이 적절하지 않은 것으로 확인되었다. 일상적인 수준을 능가하는 극단적인 손실 위험성을 고려하기에 적합한 모형은 수익률의 두터운 꼬리를 반영하는 분포 가정에 기초한 평균-VaR 모형인 것으로 나타났다.

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Fluctuation in operational energy efficiency of ships and its implications for performance appraisal

  • Zhang, Shuang;Yuan, Haichao;Sun, Deping
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.367-378
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    • 2021
  • This paper develops a dynamic regression model to quantify the contribution of key external factors to operational energy efficiency of ships. On this basis, kernel density estimation is applied to explore distribution patterns of fluctuations in operational performance. An empirical analysis based on these methods show that distribution of fluctuations in Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI) is leptokurtic and fat tailed, rather than a normal one. Around 85% of fluctuations in EEOI can be jointly explained by capacity utilization and sailing speed, while the rest depend on other external factors largely beyond control. The variations in capacity utilization and sailing speed cannot be fully passed on to the energy efficiency performance of ships, due to complex interactions between various external factors. The application of the methods is demonstrated, showing a potential approach to develop a rating mechanism for use in the legally binding framework on operational energy efficiency of ships.

ARMA-GARCH 모형에 의한 중국 금 선물 시장 가격 변동에 대한 분석 및 예측 (Volatility analysis and Prediction Based on ARMA-GARCH-typeModels: Evidence from the Chinese Gold Futures Market)

  • 이몽화;김석태
    • 무역학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.211-232
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    • 2022
  • Due to the impact of the public health event COVID-19 epidemic, the Chinese futures market showed "Black Swan". This has brought the unpredictable into the economic environment with many commodities falling by the daily limit, while gold performed well and closed in the sunshine(Yan-Li and Rui Qian-Wang, 2020). Volatility is integral part of financial market. As an emerging market and a special precious metal, it is important to forecast return of gold futures price. This study selected data of the SHFE gold futures returns and conducted an empirical analysis based on the generalised autoregressive conditional heteroskedasticity (GARCH)-type model. Comparing the statistics of AIC, SC and H-QC, ARMA (12,9) model was selected as the best model. But serial correlation in the squared returns suggests conditional heteroskedasticity. Next part we established the autoregressive moving average ARMA-GARCH-type model to analysis whether Volatility Clustering and the leverage effect exist in the Chinese gold futures market. we consider three different distributions of innovation to explain fat-tailed features of financial returns. Additionally, the error degree and prediction results of different models were evaluated in terms of mean squared error (MSE), mean absolute error (MAE), Theil inequality coefficient(TIC) and root mean-squared error (RMSE). The results show that the ARMA(12,9)-TGARCH(2,2) model under Student's t-distribution outperforms other models when predicting the Chinese gold futures return series.

Preliminary Evaluation of Slaughter Value and Carcass Composition of Indigenous Sheep and Goats from Traditional Production System in Tanzania

  • Shija, Dismas S.;Mtenga, Louis A.;Kimambo, Abiliza E.;Laswai, Germana H.;Mushi, Daniel E.;Mgheni, Dynes M.;Mwilawa, Angello J.;Shirima, Eligy J.M.;Safari, John G.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제26권1호
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    • pp.143-150
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    • 2013
  • The aim of the pilot study was to evaluate slaughter characteristics and carcass composition of indigenous long fat tailed sheep and Small East African goats purchased from the auction markets slaughtered at 1.5 to 2 yrs of age and 20 kg to 25 kg live weight. The animals were slaughtered according to halal standard procedures. The left half carcasses were jointed into eight wholesale joints, and dissected into muscles, fat and bone, which were weighed separately. Sheep had greater (p<0.05) slaughter BW (22.29 kg vs 20.50 kg) and empty BW (20.17 kg vs 18.67 kg) than goats (p<0.05). Dressing percentages were lower (p<0.001) in sheep than goats when carcass weight was expressed as percentage of slaughter BW (42.31% and 47.15%) and empty BW (46.75% and 51.79%). Sheep carcasses had lower (p<0.001) proportion (66.18% vs 71.64%) of muscles and higher (p<0.001) proportion of fat (7.41% vs 3.44%) than goat carcasses. Sheep had proportionally lighter (p<0.001) shoulder (18.89% vs 22.68%) and heavier (p<0.05) proportion of chump (7.916% vs 6.76%) and main rib (8.12% vs 7.07%). Sheep had more (p<0.001) muscles in the leg (28.83% vs 27.08%) and main rib (7.62% vs 6.36%) than goats. Sheep had less (p<0.001) muscles (20.28% vs 23.56%) in shoulder joints when expressed as percentage of total muscle of carcasses. It is concluded that there are differences in sheep and goat both in terms of carcass and joint yields and composition. The present study also implies that there is need to consider setting different meat cuts and prices for these cuts when one takes into account the differences in muscle distribution within joints in sheep and goats.

정규혼합모형의 오차를 갖는 GARCH 모형을 이용한 옵션가격결정에 대한 실증연구 (A numerical study on option pricing based on GARCH models with normal mixture errors)

  • 정승환;이태욱
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제28권2호
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    • pp.251-260
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    • 2017
  • Black와 Scholes (1973)와 Merton (1973)의 옵션 가격결정이론에 대한 논문이 발표 된 이후 다양한 실증 분석 결과에 의하여 시간의 흐름에 따라 변동성이 불변한다고 가정하는 Black-Scholes 모형이 시장의 옵션 가격을 적절히 설명하지 못하고 있다는 것이 밝혀지면서 많은 대안적인 연구들이 진행되어 왔다. 예를 들어, Duan (1995)은 위험중립측도 하에서의 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 GARCH 모형을 따르는 기초 자산의 옵션가격을 도출하는 방법을 제시하였다. 그러나 실제 주식이나 환율 등의 금융자료에 수익률분포는 정규분포에 비해 꼬리가 두껍고, 급첨의 형태를 보이는 데 Duan (1995)의 옵션가격 결정 방법은 이를 적절히 반영하지 못하고 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 정규혼합모형의 오차를 갖는 GARCH 모형을 이용한 옵션가격 결정 방법을 제안하고자 한다. KOSPI200 옵션가격 자료를 이용하여 본 논문에서 제시된 옵션가격과 정규분포를 가정한 GARCH 모형에 의해 결정된 옵션가격과 비교한 결과, 금융 자료의 급첨의 성질이 뚜렷한 불안정한 시기인 경우에 오차가 정규혼합모형이라고 가정한 GARCH 모형에 의한 옵션가격 결정의 성과가 월등히 좋아지는 것을 확인할 수 있었다.

Peacks over threshold를 이용한 Value at Risk: 모수추정 방법론의 비교 (Value at Risk with Peaks over Threshold: Comparison Study of Parameter Estimation)

  • 강민정;김지연;송종우;송성주
    • 응용통계연구
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    • 제26권3호
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    • pp.483-494
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    • 2013
  • 국제적인 금융위기가 연달아 발생하면서, 금융리스크관리의 중요성이 어느 때보다 더 커지고 있다. 금융리스크관리의 주요 현안 가운데 하나는 리스크를 어떻게 측정할 것인가이며, 가장 널리 사용되고 있는 방법이 Value at Risk(VaR)이다. 금융자료가 최근 시장에서처럼 두꺼운 꼬리를 갖는 분포를 보일 때, 우리는 극단치 이론을 이용하여 VaR를 측정하는 방법을 고려할 수 있다. 이 논문에서는 꼬리가 매우 두꺼운 분포를 갖는 자료를 적합시킬 때 많이 사용되는 Peaks over Threshold(POT)를 이용하여 VaR를 측정하는 방법을 연구하였다. POT를 이용하기 위해서는 우선 일반화 파레토 분포(GPD)의 모수를 추정해야 하는데, 여기서 우리는 KOSPI 5분 자료를 이용하여 추정된 VaR의 성능을 살펴봄으로써 세 가지 다른 모수추정 방법을 비교하였다. 또한, Normal Inverse Gaussian(NIG) 분포에서 자료를 생성하여 두 가지 다른 모수추정 방법을 비교하기도 하였다. 이러한 비교를 통하여 KOSPI 수익률 자료의 첨도가 매우 큰 경우에는 최근 제안된 모수추정 방법들이 최대가능도 추정법에 비해 월등히 나은 성능을 보임을 알 수 있었고, 모의실험 자료에서도 같은 결과를 확인하였다.

수산물 시장에서의 양식 어류 가격변동성.계절성.요일효과에 관한 연구 - 노량진수산시장의 넙치와 조피볼락을 중심으로 - (Price Volatility, Seasonality and Day-of-the Week Effect for Aquacultural Fishes in Korean Fishery Markets)

  • 고봉현
    • 수산경영론집
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    • 제40권2호
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    • pp.49-70
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    • 2009
  • This study proviedes GARCH model(Bollerslev, 1986) to analyze the structural characteristics of price volatility in domestic aquacultural fish market of Korea. As a case study, flatfish and rock-fish are analyzed as major species with relatively high portion in an aspect of production volume among fish captured in Korea. For analyzing, this study uses daily market data (dating from Jan 1 2000 to June 30, 2008) published by the Noryangjin Fisheries Wholesale Market which is located in Seoul of Korea. This study performs normality test on trading volume and price volatility of flatfish and rock-fish as an advanced empirical approach. The normality test adopted is Jarque-Bera test statistic. As a result, first, a null hypothesis that "an empirical distribution follows normal distribution" was rejected in both fishes. The distribution of daily market data of them were not only biased toward positive(+) direction in terms of kurtosis and skewness, but also characterized by leptokurtic distribution with long right tail. Secondly, serial correlations were found in data on market trading volume and price volatility of two species during very long period. Thirdly, the results of unit root test and ARCH-LM test showed that all data of time series were very stationary and demonstrated effects of ARCH. These statistical characteristics can be explained as a reasonable ground for supporting the fitness of GARCH model in order to estimate conditional variances that reveal price volatility in empirical analysis. From empirical data analysis above, this study drew the following conclusions. First of all, from an empirical analysis on potential effects of seasonality and the day of week on price volatility of aquacultural fish, Monday effects were found in both species and Thursday and Friday effects were also found in flatfish. This indicates that Monday is effective in expanding price volatility of aquacultural fish market and also Monday has higher effects upon the price volatility of fish than other days of week have since it has more new information for weekend. Secondly, the empirical analysis led to a common conclusion that there was very high price volatility of flatfish and rock-fish. This points out that the persistency parameter($\lambda$), an index of possibility for current volatility to sustain similarly in the future, was higher than 0.8-equivalently nearly to 1-in both flatfish and rock-fish, which presents volatility clustering. Also, this study estimated and compared and model that hypothesized normal distributions in order to determine fitness of respective models. As a result, the fitness of GARCH(1, 1)-t model was better than model where the distribution of error term was hypothesized through-distribution due to characteristics of fat-tailed distribution, was also better than model, as described in the results of basic statistic analysis. In conclusion, this study has an important mean in that it was introduced firstly in Korea to investigate in price volatility of Korean aquacultural fishery products, although there was partially a limited of official statistic data. Therefore, it is expected that the results of this study will be useful as a reference material for making and assessing governmental policies. Also, it is looked forward that the results will be helpful to build a fishery business plan as and aspect of producer, and also to take timely measures to potential price fluctuations of fishery products in market. Hence, it is advisable that further studies related to such price volatility in fishery market will extend and evolve into a wider variety of articles and issues in near future.

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Support Vector Regression을 이용한 GARCH 모형의 추정과 투자전략의 성과분석 (Estimation of GARCH Models and Performance Analysis of Volatility Trading System using Support Vector Regression)

  • 김선웅;최흥식
    • 지능정보연구
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    • 제23권2호
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    • pp.107-122
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    • 2017
  • 주식시장의 주가 수익률에 나타나는 변동성은 투자 위험의 척도로서 재무관리의 이론적 모형에서뿐만 아니라 포트폴리오 최적화, 증권의 가격 평가 및 위험관리 등 투자 실무 영역에서도 매우 중요한 역할을 하고 있다. 변동성은 주가 수익률이 평균을 중심으로 얼마나 큰 폭의 움직임을 보이는가를 판단하는 지표로서 보통 수익률의 표준편차로 측정한다. 관찰 가능한 표준편차는 과거의 주가 움직임에서 측정되는 역사적 변동성(historical volatility)이다. 역사적 변동성이 미래의 주가 수익률의 변동성을 예측하려면 변동성이 시간 불변적(time-invariant)이어야 한다. 그러나 대부분의 변동성 연구들은 변동성이 시간 가변적(time-variant)임을 보여주고 있다. 이에 따라 시간 가변적 변동성을 예측하기 위한 여러 계량 모형들이 제안되었다. Engle(1982)은 변동성의 시간 가변적 특성을 잘 반영하는 변동성 모형인 Autoregressive Conditional Heteroscedasticity(ARCH)를 제안하였으며, Bollerslev(1986) 등은 일반화된 ARCH(GARCH) 모형으로 발전시켰다. GARCH 모형의 실증 분석 연구들은 실제 증권 수익률에 나타나는 두터운 꼬리 분포 특성과 변동성의 군집현상(clustering)을 잘 설명하고 있다. 일반적으로 GARCH 모형의 모수는 가우스분포로부터 추출된 자료에서 최적의 성과를 보이는 로그우도함수에 대한 최우도추정법에 의하여 추정되고 있다. 그러나 1987년 소위 블랙먼데이 이후 주식 시장은 점점 더 복잡해지고 시장 변수들이 많은 잡음(noise)을 띠게 됨에 따라 변수의 분포에 대한 엄격한 가정을 요구하는 최우도추정법의 대안으로 인공지능모형에 대한 관심이 커지고 있다. 본 연구에서는 주식 시장의 주가 수익률에 나타나는 변동성의 예측 모형인 GARCH 모형의 모수추정방법으로 지능형 시스템인 Support Vector Regression 방법을 제안한다. SVR은 Vapnik에 의해 제안된 Support Vector Machines와 같은 원리를 회귀분석으로 확장한 모형으로서 Vapnik의 e-insensitive loss function을 이용하여 비선형 회귀식의 추정이 가능해졌다. SVM을 이용한 회귀식 SVR은 두터운 꼬리 분포를 보이는 주식시장의 변동성과 같은 관찰치에서도 우수한 추정 성능을 보인다. 2차 손실함수를 사용하는 기존의 최소자승법은 부최적해로서 추정 오차가 확대될 수 있다. Vapnik의 손실함수에서는 입실론 범위내의 예측 오차는 무시하고 큰 예측 오차만 손실로 처리하기 때문에 구조적 위험의 최소화를 추구하게 된다. 금융 시계열 자료를 분석한 많은 연구들은 SVR의 우수성을 보여주고 있다. 본 연구에서는 주가 변동성의 분석 대상으로서 KOSPI 200 주가지수를 사용한다. KOSPI 200 주가지수는 한국거래소에 상장된 우량주 중 거래가 활발하고 업종을 대표하는 200 종목으로 구성된 업종 대표주들의 포트폴리오이다. 분석 기간은 2010년부터 2015년까지의 6년 동안이며, 거래일의 일별 주가지수 종가 자료를 사용하였고 수익률 계산은 주가지수의 로그 차분값으로 정의하였다. KOSPI 200 주가지수의 일별 수익률 자료의 실증분석을 통해 기존의 Maximum Likelihood Estimation 방법과 본 논문이 제안하는 지능형 변동성 예측 모형의 예측성과를 비교하였다. 주가지수 수익률의 일별 자료 중 학습구간에서 대칭 GARCH 모형과 E-GARCH, GJR-GARCH와 같은 비대칭 GARCH 모형에 대하여 모수를 추정하고, 검증 구간 데이터에서 변동성 예측의 성과를 비교하였다. 전체 분석기간 1,487일 중 학습 기간은 1,187일, 검증 기간은 300일 이다. MLE 추정 방법의 실증분석 결과는 기존의 많은 연구들과 비슷한 결과를 보여주고 있다. 잔차의 분포는 정규분포보다는 Student t분포의 경우 더 우수한 모형 추정 성과를 보여주고 있어, 주가 수익률의 비정규성이 잘 반영되고 있다고 할 수 있다. MSE 기준으로, SVR 추정의 변동성 예측에서는 polynomial 커널함수를 제외하고 linear, radial 커널함수에서 MLE 보다 우수한 예측 성과를 보여주었다. DA 지표에서는 radial 커널함수를 사용한 SVR 기반의 지능형 GARCH 모형이 가장 우수한 변동성의 변화 방향에 대한 방향성 예측력을 보여주었다. 추정된 지능형 변동성 모형을 이용하여 예측된 주식 시장의 변동성 정보가 경제적 의미를 갖는지를 검토하기 위하여 지능형 변동성 거래 전략을 도출하였다. 지능형 변동성 거래 전략 IVTS의 진입규칙은 내일의 변동성이 증가할 것으로 예측되면 변동성을 매수하고 반대로 변동성의 감소가 예상되면 변동성을 매도하는 전략이다. 만약 변동성의 변화 방향이 전일과 동일하다면 기존의 변동성 매수/매도 포지션을 유지한다. 전체적으로 SVR 기반의 GARCH 모형의 투자 성과가 MLE 기반의 GARCH 모형의 투자 성과보다 높게 나타나고 있다. E-GARCH, GJR-GARCH 모형의 경우는 MLE 기반의 GARCH 모형을 이용한 IVTS 전략은 손실이 나지만 SVR 기반의 GARCH 모형을 이용한 IVTS 전략은 수익으로 나타나고 있다. SVR 커널함수에서는 선형 커널함수가 더 좋은 투자 성과를 보여주고 있다. 선형 커널함수의 경우 투자 수익률이 +526.4%를 기록하고 있다. SVR 기반의 GARCH 모형을 이용하는 IVTS 전략의 경우 승률도 51.88%부터 59.7% 사이로 높게 나타나고 있다. 옵션을 이용하는 변동성 매도전략은 방향성 거래전략과 달리 하락할 것으로 예측된 변동성의 예측 방향이 틀려 변동성이 소폭 상승하거나 변동성이 하락하지 않고 제자리에 있더라도 옵션의 시간가치 요인 때문에 전체적으로 수익이 실현될 수도 있다. 정확한 변동성의 예측은 자산의 가격 결정뿐만 아니라 실제 투자에서도 높은 수익률을 얻을 수 있기 때문에 다양한 형태의 인공신경망을 활용하여 더 나은 예측성과를 보이는 변동성 예측 모형을 개발한다면 주식시장의 투자자들에게 좋은 투자 정보를 제공하게 될 것이다.