Study of macroeconomic variables of the euro area using machine learning
Authors: Σοφιανός Εμμανουήλ 
Published: July 2023

Η πρόβλεψη μακροοικονομικών μεγεθών είναι απαιτητική και επισφαλής. Απαιτητική από την άποψη των δεδομένων που απαιτούνται για τη δημιουργία ενός ακριβούς μοντέλου πρόβλεψης και επισφαλής από την άποψη των πολλών δυναμικών σχέσεων που επηρεάζουν τις μακροοικονομικές μεταβλητές. Η παραδοσιακή Οικονομετρία διερευνά την εγκυρότητα απλών μοντέλων πρόβλεψης με βάση τη θεωρία σε πραγματικά δεδομένα, λαμβάνοντας υπόψη ένα μικρό μέρος του αλληλένδετου μακροοικονομικού δικτύου. Αντίθετα, τα μοντέλα Μηχανικής Μάθησης δεν χρειάζεται να βασίζονται στη θεωρία και μπορούν να διαχειριστούν όσες μεταβλητές χρειάζεται.Στην παρούσα διατριβή εκπαιδεύω πολυάριθμα μοντέλα για την πρόβλεψη τριών βασικών μακροοικονομικών μεταβλητών για τη ζώνη του ευρώ με τη χρήση μηχανικής μάθησης: του δείκτη Eurocoin, του ποσοστού ανεργίας και των παραγωγικών κενών (output gaps). Πιο συγκεκριμένα, εκπαιδεύω μοντέλα για την πρόβλεψη της κατεύθυνσης του δείκτη Eurocoin χρησιμοποιώντας τα simple sum και τα Divisia monetary aggregates. Με τον τρόπο αυτό, συγκρίνω, ταυτόχρονα, την ικανότητα πρόβλεψης μεταξύ των simple sum και των Divisia (Barnett Critique) και ελέγχω αν η ποσότητα του χρήματος επηρεάζει τα πραγματικά οικονομικά μεγέθη, γνωστή ως money neutrality theory. Εκπαιδεύω επίσης μοντέλα για την πρόβλεψη της κατεύθυνσης του ποσοστού ανεργίας, ενώ παράλληλα προσδιορίζω τις μεταβλητές που επηρεάζουν την προβλεψιμότητά της. Τέλος, προβλέπω τα output gaps του ΑΕΠ της ευρωζώνης χρησιμοποιώντας διάφορους συνδυασμούς μακροπρόθεσμων και βραχυπρόθεσμων επιτοκίων.Η σύγκριση μεταξύ των simple sum και των Divisia monetary aggregates δείχνει ότι τα τελευταία παρουσιάζουν καλύτερα αποτελέσματα προβλέψεων. Το βέλτιστο μοντέλο περιλαμβάνει 12 lags του Divisia M2 και 6 lags του δείκτη Eurocoin, επιτυγχάνοντας ακρίβεια out-of-sample 82,05% και ακρίβεια in-sample 87,2%. Επιπλέον, η επίδραση των monetary aggregates (simple sum και Divisia) στην οικονομική δραστηριότητα της ευρωζώνης είναι σημαντική, καθώς προσφέρουν καλύτερη προβλεπτική ικανότητα για τον δείκτη Eurocoin. Τα ευρήματα αυτά αμφισβητούν την θεωρία του money neutrality, αποδεικνύοντας ότι η προσφορά χρήματος διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην οικονομική δραστηριότητα της ευρωζώνης.Επιπλέον, διερευνώ την αποτελεσματικότητα διαφόρων μοντέλων μηχανικής μάθησης για την πρόβλεψη της κατεύθυνσης του ποσοστού ανεργίας στην ευρωζώνη. Τα εμπειρικά ευρήματα αποκαλύπτουν ότι το μοντέλο με τη μεθοδολογία Random Forest υπερέχει έναντι άλλων μοντέλων και επιτυγχάνει ακρίβεια πρόβλεψης 88,48%, στο σύνολο των δεδομένων και ακρίβεια 85,42%, στα δεδομένα out-of-sample. Επιπλέον, η εμπειρική ανάλυση δείχνει ότι οι χρηματοοικονομικοί δείκτες και τα lags (προηγούμενες τιμές) της ανεργίας επηρεάζουν σημαντικά την ακρίβεια των προβλέψεων για την ανεργία στην ευρωζώνη. Η ενσωμάτωση αυτών των μεταβλητών στο μοντέλο Random Forest οδηγεί σε πιο ακριβείς και αξιόπιστες προβλέψεις του ποσοστού ανεργίας στη ζώνη του ευρώ.Όσον αφορά την πρόβλεψη των output gaps, το μοντέλο με την μεγαλύτερη ακρίβεια πρόβλεψης είναι ένα μοντέλο SVM σε συνδυασμό με τον πυρήνα RBF που χρησιμοποιεί και τα 9 επιτόκια που δοκιμάστηκαν, αποδίδοντας ακρίβεια in-sample 85,29% και out-of-sample 94,74%. Επιπλέον, η ανάλυση των μοντέλων SVM και των μοντέλων elastic net δείχνει ότι η ενσωμάτωση και των εννέα επιτοκίων αποδίδει τα βέλτιστα αποτελέσματα. Το εύρημα αυτό παρέχει εμπειρικές αποδείξεις ότι η χρήση των βραχυπρόθεσμων και των μακροπρόθεσμων επιτοκίων προσφέρουν πιο πολύ πληροφορία για την πρόβλεψη των output gaps της ευρωζώνης, σε σύγκριση με τη στήριξη αποκλειστικά στην κλίση της καμπύλης αποδόσεων.Η υπάρχουσα βιβλιογραφία, σχετικά με την πρόβλεψη μακροοικονομικών μεταβλητών, παρέχει πολυάριθμες μελέτες που στοχεύουν στην πρόβλεψη της κατεύθυνσης των μεταβλητών αυτών και στην ανάπτυξη εφαρμογών πρόβλεψης και μοντέλων ανίχνευσης κρίσεων, μεταξύ άλλων. Ωστόσο, η βιβλιογραφία, σχετικά με την πρόβλεψη μακροοικονομικών μεταβλητών για την ευρωζώνη, είναι σχετικά περιορισμένη, με έναν μικρό αριθμό μελετών να εστιάζουν στη μακροοικονομία της ευρωζώνης στο σύνολό της. Η πλειονότητα των ερευνών έχει επικεντρωθεί σε συγκεκριμένα κράτη μέλη της ΕΕ και όχι στο υπερεθνικό επίπεδο της ευρωζώνης. Κατά συνέπεια, υπάρχει επιτακτική ανάγκη για περαιτέρω βελτιστοποίηση των υφιστάμενων μοντέλων και ανάπτυξη νέων αποτελεσματικών μοντέλων.Τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν στη παρούσα διατριβή δημιουργούν μια εργαλειοθήκη που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από κυβερνήσεις και κεντρικές τράπεζες, αλλά και από μεγάλες επιχειρήσεις. Αυτή η εργαλειοθήκη αναμένεται να βοηθήσει τους ενδιαφερόμενους φορείς στην παρακολούθηση των αλλαγών στο μακροοικονομικό περιβάλλον της ζώνης του ευρώ.