UNIVERSITAS INDONESIA
IMPLEMENTASI MODEL DINAMIK NELSON SIEGEL PADA PERAMALAN YIELD TO MATURITY
SKRIPSI
SITI FATIMAH 1006673821
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI SARJANA MATEMATIKA DEPOK JUNI 2014
UNIVERSITAS INDONESIA HALAMAN JUDUL
IMPLEMENTASI MODEL DINAMIK NELSON SIEGEL PADA PERAMALAN YIELD TO MATURITY
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains
SITI FATIMAH 1006673821
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI SARJANA MATEMATIKA DEPOK JUNI 2014
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: Siti Fatimah
NPM
: 1006673821
Tanda Tangan
:
Tanggal
: 25 Juni 2014
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan oleh Nama NPM Program Studi Judul Skripsi
: Siti Fatimah : 1006673821 : Matematika : Implementasi Model Dinamik Nelson Siegel pada Peramalan Yield to Maturity
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I
: Dra. Bevina Desjwiandra H M.Sc., Ph.D. (
)
Pembimbing II
: Drs. Gatot Fatwanto Hertono M.Sc., Ph.D. (
)
Penguji I
: Fevi Novkaniza S.Si., M.Si
(
)
Penguji II
: Mila Novita S.Si., M.Si
(
)
Ditetapkan di
: Depok
Tanggal
: 25 Juni 2014
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT yang atas rahmat dan petunjuk-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dra. Bevina Desjwiandra H M.Sc., Ph.D. selaku Pembimbing I yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing penulis dalam penyusunan skripsi ini. Terima kasih juga untuk nasehat dan dukungan yang telah diberikan. 2. Drs. Gatot Fatwanto Hertono M.Sc., Ph.D. selaku Pembimbing II yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing penulis dalam penyusunan skripsi ini. Terima kasih juga untuk nasehat dan dukungan yang telah diberikan. 3. Dra. Siti Aminah M.Kom selaku Pembimbing Akademik yang telah menjadi ibu kedua bagi penulis selama empat tahun masa perkuliahan di Departemen Matematika. 4. Bapak Alhadi, Bapak Alhaji, Bapak Arie, Ibu Dhian, Bapak Djati, Ibu Fevi, Bapak Frederik, Ibu Ganijanti, Ibu Harini, Bapak Hendri, Bapak Hengki, Ibu Ida, Bapak Iman, Ibu Mila, Ibu Nora, Ibu Rahmi, Ibu Rianti, Ibu Rustina, Ibu Sarini, Ibu Sasky, Ibu Sri, Ibu Suarsih, Bapak Suryadi MT, Ibu Titin, Ibu Upi, Ibu Widyastuti, Bapak Yasman, Bapak Yudi, Bapak Zuherman, dan seluruh dosen Matematika UI yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu. Terima kasih atas semua ilmu dan nasihat yang telah diberikan. Mohon maaf untuk semua kesalahan yang telah penulis perbuat. 5. Seluruh keluarga besar penulis, terutama Bapak, Mama, Mamas dan adikadik penulis yang telah telah memberikan semangat, doa, nasihat, dan segala jenis bantuan lain baik yang terlihat maupun yang tidak terlihat.
v
6. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan RI yang telah memberikan dukungan pembiayaan selama penulis menjalani kuliah di Matematika UI hingga penyelesaian skripsi ini melalui Program Beasiswa Bidik Misi. 7. Seluruh staf dan karyawan Matematika UI atas semua bantuan yang telah diberikan. 8. Sahabat bimbingan (Ani, Ena, Citra) dan sahabat tercinta (Bella, Ichus, Rima, Siway, Tasya, Yusnia) untuk semua kenangan indah tak terlupakan, dan dukungan serta semangat yang telah dibagi kepada penulis selama menjalani kuliah dan skripsi di Matematika UI. 9. Teman-teman angkatan 2010 (Choliq, Denny, Adhimas, Marsel, Mujahid, Andion, April, Bagia, Barry, Bethany, Chacha, Cicha, Dewi, Dian Fathyah, Dini, Dwi, Evi, Evita, Fariz, Fikri, Widya Ami, Imam, Nuel, Lina, Mario, Gita, Dinul, Ihsan, Pohan, Novi, Nurul, Oryza, Pino, Danny, Meta, Rahmi, Puput, Resha, Reza, Rio, Rizky, Yuza, Timoth, Yiyi, Yudis, Yumni, Anatashya, Aileen, Bernard, Elvin, Mia, Dian, Ganesha) atas semua bantuan, dukungan, semangat, canda tawa, dan kenangan indah yang telah dibagi kepada selama penulis menjalani kuliah di Matematika UI. 10. Kakak-kakak aslab dan asdos (Kak Yanuar, Kak Ayat, Kak Indra, Kak Luthfa, Kak Maimun, Kak Hendri, Kak Dian, Kak Ana, Kak Eja, Kak Azki, Kak Kemal, Kak Rani). Terima kasih untuk semua ilmu yang telah diberikan. 11. Kakak-kakak angkatan 2006, 2007, 2008, 2009, serta teman-teman angkatan 2011, 2012, dan 2013 atas doa, bantuan, dan dukungan yang telah diberikan. 12. Seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu penulis baik langsung maupun tak langsung yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu. Akhir kata, saya berharap Allah swt berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu dan mohon maaf bila ada kekurangan.
Depok, Juni 2014 Penulis
vi
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama NPM Program Studi Departemen Fakultas Jenis karya
: Siti Fatimah : 1006673821 : Sarjana Matematika : Matematika : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam : Skripsi
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif(Non-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul: Implementasi Model Dinamik Nelson Siegel pada Peramalan Yield to Maturity beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di: Depok Pada tanggal: 25 Juni 2014 Yang menyatakan
(Siti Fatimah)
vii
ABSTRAK
Nama Program Studi Judul
: Siti Fatimah : Matematika : Implementasi Model Dinamik Nelson Siegel pada Peramalan Yield to Maturity
Model Dinamik Nelson Siegel adalah model curve fitting yang digunakan untuk memodelkan yield to maturity dari obligasi-obligasi dengan waktu jatuh tempo yang beragam. Implementasi dilakukan dalam tiga langkah. Pertama, estimasi parameter ๐๐ก dengan metode Newton-Raphson berdasarkan himpunan waktu jatuh tempo yang digunakan. Menentukan ๐๐ก yang meminimumkan rata-rata RMSE dimana estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก diperoleh dengan metode OLS periode per periode. Langkah kedua, proses fitting kurva yield menggunakan estimasi parameter pada model Dinamik Nelson Siegel. Terakhir, menggunakan ๐ก hasil estimasi parameter {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐=1 dan memodelkannya ke model autoregressive orde satu, AR(1), untuk memperoleh peramalan yield to maturity waktu ๐ก + โ. Hasil implementasi pada obligasi Bank of Canada menunjukkan, RMSE dan peramalan kurva yield pada model Dinamik Nelson Siegel dengan proses updating memberikan hasil yang cukup baik dalam meramal out of sample yield to maturity untuk waktu jatuh tempo kurang dari 10 tahun. Kata Kunci xiv + 81 halaman Daftar Pustaka
: dinamik nelson siegel, yield to maturity, autoregressive : 26 gambar dan 6 tabel : 22 (1987-2012)
viii
Universitas Indonesia
ABSTRACT
Name Study Program Title
: Siti Fatimah : Mathematics : Implementation of Dynamic Nelson Siegel Model on the Forecasting Yield to Maturity
The dynamic Nelson Siegel model is a curve fitting model to describe yield to maturity of bonds with varying maturities. There are three steps to implement this model. First, is to estimate ๐๐ก by using Newton-Raphson method based on maturities set. Determine ๐๐ก that minimizing the average RMSE, in which the parameter of ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก are obtained by using OLS for each periods. Second, is to fit the yield curve based on Dynamic Nelson Siegelโs parameter estimations. The last step, is to obtain yield to maturity forecasting at ๐ก + โ by ๐ก using estimations of {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐=1 and model it into the first-ordered autoregressive model, AR (1). The implementation on Bank of Canada bonds show that RMSE and yield curve forecasting on updating method in Dynamic Nelson Siegel model is capable to forecast out of sample yield to maturity, especially for maturities less than 10 years. Keywords xiv + 81 pages Bibliography
: dynamic nelson siegel, yield to maturity, autoregressive : 26 pictures and 6 tables : 22 (1987-2012)
ix
Universitas Indonesia
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL............................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv KATA PENGANTAR ............................................................................................ v HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................. vii ABSTRAK ........................................................................................................... viii ABSTRACT ........................................................................................................... ix DAFTAR ISI ........................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2.
Perumusan Masalah dan Ruang Lingkup ................................................. 4
1.3.
Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4
1.4.
Metode Penelitian ..................................................................................... 4
BAB 2 LANDASAN TEORI .................................................................................. 5 2.1. Obligasi .................................................................................................... 5 2.1.1.
Pengertian Obligasi dan Peringkat Obligasi ..................................... 5
2.1.2.
Obligasi Berkupon Nol ..................................................................... 7
2.2.
Tingkat Bunga .......................................................................................... 7
2.3.
Konsep Runtun Waktu ............................................................................. 9
2.3.1.
White Noise ..................................................................................... 11
2.3.2.
Model Autoregressive Orde Satu .................................................... 12
2.3.3.
Model Random Walk ....................................................................... 14
2.3.4.
Uji Unit Root ................................................................................... 15
2.3.5.
Proses Peramalan ............................................................................ 16
2.4. Polinomial Laguerre................................................................................... 20 2.5. Metode Numerik ......................................................................................... 21 2.5.1. Metode Ordinary Least Square .......................................................... 22 2.5.2. Metode Newton-Raphson ................................................................... 23 BAB 3 MODEL DINAMIK NELSON SIEGEL .................................................. 26 3.1. Model Nelson-Siegel .............................................................................. 26 3.2.
Model Dinamik Nelson Siegel ............................................................... 32
3.3.
Estimasi Parameter Model Dinamik Nelson Siegel ............................... 34
3.4.
Proses Peramalan Model Dinamik Nelson Siegel .................................. 37 x
Universitas Indonesia
xi
BAB 4 IMPLEMENTASI MODEL DINAMIK NELSON SIEGEL ................... 40 4.1. Data ........................................................................................................ 41 4.2.
Implementasi Model Dinamik Nelson Siegel......................................... 44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 65 5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 65 5.2.
Saran ....................................................................................................... 65
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 67 LAMPIRAN .......................................................................................................... 69
Universitas Indonesia
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik polinomial Laguerre untuk ๐ = ๐, ๐, ๐, ๐, ๐๐๐ง ๐ ................. 21 Gambar 3.1 Grafik faktor pengali model instantaneous forward rate Nelson Siegel dengan ๐๐ = ๐/๐ , ๐๐ = ๐, dan ๐๐ = ๐ ............................... 29 Gambar 3.2 Grafik faktor pengali model Nelson Siegel dengan ๐๐ = ๐/๐ , ๐๐ = ๐, dan ๐๐ = ๐ ................................................................................... 31 Gambar 3.3 Pengaruh level, slope, dan curvature pada kurva yield ..................... 34 Gambar 4.1 Skema implementasi Model Dinamik Nelson Siegel ........................ 40 Gambar 4.2 Kurva Yield dari 4 April 2012 - 22 Januari 2013 .............................. 42 Gambar 4.3 Output Matlab: Statistik deskriptif yield to maturity dari 4 April 2012 -22 Januari 2013 ............................................................................... 43 Gambar 4.4 Output Matlab: statistik deskriptif dari estimasi ๐ท๐๐, ๐ท๐๐, dan ๐ท๐๐ dengan ๐ = ๐. ๐๐๐๐ pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013 ............. 46 Gambar 4.5 Hubungan nilai ๐ dengan rata-rata RMSE pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013 ..................................................................................... 47 Gambar 4.6 Perbandingan kurva yield berdasarkan rata-rata data in sample dan rata-rata kurva yield model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ = ๐. ๐๐๐, ๐ = ๐. ๐๐๐๐, ๐๐๐ง ๐ = ๐. ๐๐๐๐ .......................................... 48 Gambar 4.7 Output Matlab: statistik deskriptif dari taksiran ๐ท๐๐, ๐ท๐๐, dan ๐ท๐๐ dengan ๐ = ๐. ๐๐๐๐ pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013 ............. 49 Gambar 4.8 Fitting rata-rata data in sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ = ๐. ๐๐๐๐ pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013 ..................................................................... 50 Gambar 4.9 Fitting kurva yield data sebenarnya dan berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ = ๐. ๐๐๐๐ pada 30 April 2012, 23 Agustus 2012, 5 November 2012, dan 22 Januari 2013................................. 51 Gambar 4.10 Output Matlab: statistik deskriptif dari residual model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ = ๐. ๐๐๐๐ pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013 .................................................................................................. 52 Gambar 4.11 Output Matlab: Uji unit root pada {๐ท๐๐, ๐ท๐๐,๐ท๐๐} ........................ 53 Gambar 4.12 Grafik korelogram ACF dan PACF {๐ท๐๐}, {๐ท๐๐}, dan {๐ท๐๐} ....... 53 Gambar 4.13 Grafik fitting {๐ท๐๐}, {๐ท๐๐}, dan {๐ท๐๐} berdasarkan model AR(1) dan berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel .............................. 54 Gambar 4.14 Grafik residual, korelogram ACF dan PACF secara berturut-turut dari model AR(1) untuk {๐ท๐๐}, {๐ท๐๐}, dan {๐ท๐๐} .......................... 55 Gambar 4.15 Output Matlab: Uji-t pada residual model AR(1) untuk {๐ท๐๐}, {๐ท๐๐}, dan {๐ท๐๐} ............................................................................. 55 Gambar 4.16 Perbandingan rata-rata data out of sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel pada 23 Januari 2013 sampai 19 April 2013 ................................................. 57 Gambar 4.17 Perbandingan data out of sample dan berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel pada 12 Februari 2013, 7 Maret 2013, 28 Maret 2013, dan 19 April 2013 ........................................................ 58 xii
Universitas Indonesia
xiii
Gambar 4.18 Fitting {๐ท๐, ๐ + ๐}, {๐ท๐, ๐ + ๐}, dan {๐ท๐, ๐ + ๐} antara data out of sample dengan hasil peramalan AR(1) untuk ๐ = ๐, ๐, โฆ , ๐๐ ........ 59 Gambar 4.19 Fitting {๐ท๐, ๐ + ๐}, {๐ท๐, ๐ + ๐}, dan {๐ท๐, ๐ + ๐} antara data out of sample dengan hasil peramalan AR(1) dengan updating dan tanpa updating untuk ๐ = ๐, ๐, โฆ , ๐๐ ....................................................... 61 Gambar 4.20 Perbandingan rata-rata data out of sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan updating dan tanpa updating ............................................................ 62 Gambar 4.21 Perbandingan data out of sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan proses updating dan tanpa updating pada 12 Februari 2013, 7 Maret 2013, 28 Maret 2013, dan 19 April 2013 ................................................... 63 Gambar 4.22 Ouput Matlab: Perbandingan statistik deskriptif residual dan RMSE hasil peramalan yield to maturity dengan proses updating dan tanpa proses updating pada data out of sample.......................................... 64
Universitas Indonesia
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Peringkat obligasi yang dikeluarkan Standard & Poorโs Rating ............ 6 Tabel 4.1 Data yield to maturity dari 4 April 2012 -19 April 2013 ...................... 41 Tabel 4.2 Hasil estimasi parameter ๐ท๐๐, ๐ท๐๐, dan ๐ท๐๐ dari 4 April 2012 -19 April 2013 dengan ๐ = ๐. ๐๐๐๐ .................................................................... 45 Tabel 4.3 Hasil estimasi parameter ๐ท๐๐, ๐ท๐๐, dan ๐ท๐๐ dari 4 April 2012 -19 April 2013 dengan ๐ = ๐. ๐๐๐๐ .................................................................... 49 Tabel 4.4 Output SPSS: Uji-t pada residual model AR(1) untuk {๐ท๐๐}, {๐ท๐๐}, dan {๐ท๐๐} .................................................................................................... 56 Tabel 4.5 Hasil estimasi parameter ๐ท๐, ๐ + ๐, ๐ท๐, ๐ + ๐, dan ๐ท๐, ๐ + ๐ berdasarkan updating AR(1) dan estimasi OLS pada data out of sample .............................................................................................................. 60
xiv
Universitas Indonesia
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Investasi adalah komitmen atas sejumlah dana atau sumber daya lainnya yang dilakukan pada saat ini, dengan tujuan memperoleh sejumlah keuntungan di masa datang (Tandelilin, 2010). Investasi dapat dilakukan pada aset real (tanah, emas, mesin, atau bangunan) maupun aset finansial (deposito, saham, atau obligasi). Bagi investor yang belum berani dengan risiko tinggi, obligasi dapat dijadikan salah satu aset yang cukup baik karena dapat memberikan pendapatan yang relatif tetap (berupa kupon obligasi) dan keuntungan akibat adanya perbedaan harga jual dan beli dari obligasi (capital gain). Obligasi merupakan surat utang jangka menengah โ panjang yang dapat dipindahtangankan, berisi janji dari pihak yang menerbitkan untuk membayar imbalan berupa bunga pada periode tertentu dan melunasi pokok utang pada waktu yang ditentukan kepada pihak pembeli obligasi tersebut. Karakteristik obligasi berupa nilai nominal (face value), kupon (interest rate), jatuh tempo (maturity), dan penerbit atau emiten (issuer). Nilai nominal adalah nilai pokok dari suatu obligasi yang akan diterima oleh pemegang obligasi pada saat obligasi tersebut jatuh tempo. Kupon adalah nilai bunga yang diterima pemegang obligasi secara berkala yang dinyatakan dalam persentase tahunan. Sedangkan jatuh tempo adalah tanggal dimana pemegang obligasi akan mendapatkan pembayaran kembali nilai pokok atau nilai nominal obligasi yang dimilikinya. (www.idx.co.id) Berdasarkan Tandelilin (2010), strategi dalam pengelolaan obligasi terdiri dari pendekatan pasif, aktif, dan campuran keduanya. Strategi pasif didasari oleh pemikiran bahwa pasar berada dalam kondisi yang efisien, sehingga harga-harga sekuritas di pasar sudah ditentukan secara tepat dengan nilai intrinsiknya (nilai teoritisnya). Pada strategi ini investor akan membeli obligasi dan menyimpannya untuk beberapa waktu tertentu. Sedangkan strategi aktif didasari oleh keinginan investor untuk mendapatkan pendapatan diluar pendapatan tetap (kupon), yakni 1
Universitas Indonesia
2
kesempatan untuk mendapatkan return yang lebih besar dari capital gain. Pada strategi ini, investor akan mengestimasi perubahan tingkat bunga atau mengidentifikasi obligasi yang harganya tidak sesuai dengan nilai intrinsik sebenarnya (undervalued atau overvalued). Pemilihan strategi yang akan digunakan bergantung pada preferensi risiko, pengetahuan tentang pasar obligasi, dan tujuan dari investasi yang ingin dicapai investor. Investor dapat memperkirakan kemungkinan adanya risiko gagal bayar (default risk) kupon maupun nilai pokok berdasarkan peringkat (rating) penerbit obligasi. Peringkat obligasi adalah opini objektif berisi kemampuan penerbit obligasi untuk melakukan pembayaran kupon dan nilai pokok secara penuh dan tepat waktu (www.standardandpoors.com). Salah satu lembaga pemeringkat obligasi internasional adalah Standard & Poorโs, sedangkan di Indonesia salah satunya adalah PT Pefindo. Lembaga Standard & Poorโs menentukan peringkat tingkat risiko kredit dengan rentang AAA sampai D. Penerbit dengan peringkat AAA memiliki kemampuan yang sangat kuat untuk memenuhi komitmen keuangannya. Sedangkan D adalah peringkat terendah, dimana penerbit pernah mengalami gagal bayar atas satu atau lebih dari komitmen keuangannya. Dalam memperkirakan harga obligasi, investor juga harus memperhatikan imbal hasil (yield). Yield adalah tingkat return yang diterima dari investasi (Kellison, 2009). Terdapat beberapa ukuran yield obligasi, seperti nominal yield, current yield, yield to maturity, yield to call, dan realized (horizon) yield (Tandelilin, 2010). Salah satu ukuran yield yang sering digunakan adalah yield to maturity. Yield to maturity adalah tingkat bunga sebenarnya yang akan diterima investor, dengan asumsi obligasi akan terus dipertahankan sampai waktu jatuh tempo (Kellison, 2009). Hubungan yield to maturity dengan waktu jatuh tempo digambarkan dalam kurva yield yang dibangun dari obligasi dengan rating penerbit yang sama atau obligasi dengan tingkat likuiditas yang sama (Choudhry, 2006). Sebagai contoh, kurva yield tidak akan digunakan untuk menggambarkan obligasi pemerintah dan perusahaan secara bersamaan, karena keduanya memiliki tingkat risiko dan likuiditas yang berbeda.
Universitas Indonesia
3
Pada tahun 1987, Charles Nelson dan Andrew Siegel mempublikasikan artikel berjudul โParsimonious Modeling of Yield Curvesโ yang bertujuan memperkenalkan model yield curve sederhana yang dapat menggambarkan perbedaan bentuk kurva yield, seperti bentuk monoton, humped, atau bentuk S. Kemudian Diebold dan Li (2006) mengembangkan model kurva yield NelsonSiegel dengan menginterpretasikan tiga parameter model sebagai faktor-faktor yang terkait dengan level, slope, dan curvature. Setelah itu, dilakukan estimasi model autoregressive menggunakan parameter-parameter tersebut dan peramalan yield. Metode ini dikenal sebagai Dinamik Nelson-Siegel (DNS). Diebold, Rudebusch, dan Aruoba (2006) menggunakan pendekatan model state space untuk mengestimasi tiga faktor pada model DNS sebelumnya. Kemudian pada tahun 2011, Yu dan Zivot membandingkan performa model DNS Diebold dan Li dengan model DNS Diebold, Rudebusch, dan Aruoba menggunakan obligasi pemerintah US (treasury) dan sembilan jenis obligasi perusahaan dengan peringkat yang berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada obligasi jangka pendek (short-term horizon) model DNS Diebold dan Li memiliki keakuratan yang lebih baik dalam peramalan data sampel (out-of-sample forecast) treasury dan obligasi dengan peringkat AAA, AA, dan A+. Sedangkan model DNS Diebold, Rudebusch, dan Aruoba memiliki performa terbaik pada obligasi dengan peringkat A-, BB+, BB-, B, dan B. Pada skripsi ini dilakukan studi kasus pada obligasi Bank of Canada, dimana berdasarkan Standard & Poorโs, obligasi Canada berada dalam peringkat AAA. Berdasarkan penelitian Yu dan Zivot (2011) model yang tepat untuk meramal obligasi Bank of Canada adalah model DNS Diebold dan Li. Sehingga, pada skripsi ini model DNS Diebold dan Li (selanjutnya disebut model Dinamik Nelson Siegel) akan digunakan untuk mengaproksimasi yield to maturity dari obligasi Bank of Canada.
Universitas Indonesia
4
1.2. Perumusan Masalah dan Ruang Lingkup
Rumusan masalah dalam skripsi ini adalah bagaimana hasil peramalan yield to maturity menggunakan model Dinamik Nelson Siegel. Ruang lingkup permasalahan dalam skripsi ini adalah data yang digunakan adalah data yield to maturity (YTM) dari obligasi Bank of Canada berkupon nol (zero coupon bond) dari April 2012 sampai Juni 2013 dengan kategori waktu jatuh tempo lebih dari tiga kategori. Proses peramalan menggunakan model autoregressive orde satu dan keakuratan ditentukan berdasarkan RMSE (Root Mean Squared error).
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a) Mengimplementasikan model Dinamik Nelson Siegel pada obligasi Bank of Canada b) Menganalisis hasil peramalan yield to maturity menggunakan model Dinamik Nelson Siegel pada obligasi Bank of Canada.
1.4. Metode Penelitian
Penelitian dilakukan melalui studi pustaka dan membangun simulasi implementasi model Dinamik Nelson Siegel menggunakan perangkat lunak Matlab.
Universitas Indonesia
BAB 2 LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan dibahas mengenai obligasi, tingkat bunga, konsep runtun waktu, metode Ordinary Least Square, dan metode Newton-Raphson. Pada subbab 2.1 dibahas mengenai definisi obligasi dan peringkat obligasi. Selanjutnya akan dibahas mengenai perhitungan harga obligasi berkupon nol. Pada subbab 2.2 dibahas mengenai pengertian tingkat bunga secara umum dan jenis-jenis tingkat bunga. Pada subbab 2.3 dibahas mengenai konsep runtun waktu yang akan digunakan dalam proses peramalan pada model Dinamik Nelson Siegel. Pada subbab ini akan dibahas mengenai kestasioneran data runtun waktu dan model runtun waktu yang akan digunakan pada Bab 3, yakni model white noise, dan autoregressive orde satu, AR(1). Kemudian akan dibahas mengenai pengujian kestasioneran data runtun waktu. Terakhir akan dibahas mengenai proses peramalan berdasarkan model runtun waktu AR(1). Pada subbab 2.4 dibahas mengenai polinomial Laguerre, yang nantinya akan digunakan dalam pembentukkan model Dinamik Nelson Siegel. Pada subbab 2.5 akan dibahas mengenai metode Ordinary Least Square dan metode NewtonRaphson yang akan digunakan dalam mengestimasi parameter dalam model Dinamik Nelson Siegel.
2.1. Obligasi
2.1.1. Pengertian Obligasi dan Peringkat Obligasi Obligasi merupakan surat utang jangka menengah โ panjang yang dapat dipindahtangankan, berisi janji dari pihak yang menerbitkan untuk membayar imbalan berupa bunga pada periode tertentu dan melunasi pokok utang pada waktu yang ditentukan kepada pihak pembeli obligasi tersebut (www.idx.co.id). 5
Universitas Indonesia
6
Pada umumnya, obligasi dilunasi pada akhir periode yang tetap. Periode waktu yang tetep ini disebut jangka waktu obligasi dan akhir dari jangka waktu obligasi disebut waktu jatuh tempo (maturity date). Suatu obligasi sebelum ditawarkan kepada calon investor, terlebih dahulu diperingkat oleh lembaga pemeringkat. Salah satu lembaga pemeringkat obligasi internasional adalah Standard & Poorโs, sedangkan di Indonesia salah satunya adalah PT Pefindo. Menurut Tandelilin (2010) terdapat tiga komponen utama yang digunakan oleh lembaga pemeringkat untuk menentukan peringkat (rating) obligasi. Pertama adalah kemampuan penerbit untuk memenuhi kewajiban finansialnya sesuai dengan yang diperjanjikan. Kedua adalah struktur dan berbagai ketentuan yang diatur dalam surat utang. Ketiga adalah perlindungan yang diberikan maupun posisi klaim dari pemegang surat utang tersebut jika terjadi pembubaran/likuiditas serta hukum lainnya yang mempengaruhi hak-hak kreditur. Tabel 2.1 merupakan peringkat obligasi yang dikeluarkan Standar & Poorโs. Tabel 2.1 Peringkat obligasi yang dikeluarkan Standard & Poorโs Rating Peringkat Keterangan AAA Sangat kuat untuk memenuhi komitmen keuangan. Peringkat tertinggi AA Sangat kuat untuk memenuhi komitmen keuangan. Kuat untuk memenuhi komitmen keuangan, tetapi agak rentan A terhadap perubahan lingkungan dan kondisi keuangan. BBB Memadai untuk memenuhi komitmen keuangan. Agak lemah untuk memenuhi komitmen keuangan dan menghadapi BB ketidakpastian kondisi keuangan serta ekonomi. Lemah untuk memenuhi komitmen keuangan dan rentan terhadap B perubahan kondisi keuangan serta ekonomi. Rentan dan tergantung pada keadaan bisnis,kondisi keuangan dan CCC ekonomiyang baik untuk memenuhi komitmen keuangan. CC Sangat rentan. C Sangat rentan dan menghadapai ketidakpastian kondisi ekonomi. Mengalami gagal bayar atas sebagian atau keseluruhan komitmen D keuangannya. Pada peringkat dari 'AA' sampai 'CCC' dapat dimodifikasi dengan tambahan tanda plus (+) dan minus (-) untuk menunjukkan kekuatan relatif dalam kategori peringkat
Universitas Indonesia
7
Pada penelitian ini akan digunakan obligasi berkupon nol, sehingga pada subbab selanjutnya akan dibahas mengenai obligasi berkupon nol.
2.1.2. Obligasi Berkupon Nol
Obligasi berkupon nol merupakan bentuk sekuritas pendapatan tetap paling sederhana. Pada obligasi ini, penerbit menjanjikan pembayaran nilai nominal dari utang kepada pembeli obligasi pada waktu obligasi tersebut jatuh tempo dan tidak ada pembayaran kupon selama obligasi tersebut berlaku. Sehingga obligasi ini diterbitkan dibawah nilai nominal dan termasuk ke dalam instrumen diskon (pembayaran bunga dilakukan di awal). Harga obligasi akan terus naik dan ketika mencapai waktu jatuh tempo akan sama dengan nilai nominalnya. Untuk struktur bunga tanpa risiko, misalkan ๐๐ก (๐) merupakan harga obligasi pada saat ๐ก dengan waktu jatuh tempo ๐, ๐น merupakan nilai nominal dari obligasi, dan ๐ฆ๐ก (๐) merupakan tingkat yield continuous compounded yang diperoleh pada saat ๐ก dengan waktu jatuh tempo ๐. Maka harga obligasi berkupon nol (Fabozzi, 2005) didefinisikan sebagai ๐๐ก (๐) = ๐น๐ โ๐ฆ๐ก(๐) ๐ . Tingkat yield dari obligasi sering kali disebut sebagai yield to maturity, yakni tingkat bunga sebenarnya yang akan diterima investor dengan asumsi obligasi tersebut akan terus dipertahankan sampai waktu jatuh tempo. Berdasarkan persamaan di atas, besarnya harga obligasi dipengaruhi oleh tingkat bunga yang berlaku pada obligasi tersebut. Oleh karena itu, pada subbab selanjutnya akan dibahas mengenai tingkat bunga.
2.2. Tingkat Bunga
Bunga merupakan kompensasi yang dibayarkan oleh peminjam modal kepada pemilik modal atas pemakaian modal oleh peminjam. Sedangkan tingkat bunga merupakan perbandingan antara besarnya bunga dengan besarnya modal Universitas Indonesia
8
yang dipinjam. Dinamika tingkat bunga yang bergantung pada waktu jatuh tempo pembayaran pinjaman disebut struktur suku bunga berjangka (term structure of interest rate). Term structure of interest rate juga dapat diartikan sebagai hubungan antara tingkat bunga dan periode investasi. Grafik yang menggambarkan hubungan ini disebut kurva yield. Umumnya, pada kurva yield semakin lama periode investasi maka akan semakin besar yield yang akan diperoleh. Kurva yield ini merupakan kurva yang kontinu, walaupun pada kenyataannya yield pada obligasi berupa titik yang diskrit. Sehingga untuk mendapatkan kurva yang kontinu diperlukan proses interpolasi. Tingkat bunga yang berlaku pada kurva yield sering disebut sebagai spot rates. Spot rate adalah tingkat bunga yang berlaku untuk dana yang dipinjam pada saat ini hingga masa jatuh tempo. Fabozzi (2005) mendefinisikan spot rate ๐ฆ๐ก (๐) pada waktu ๐ก dengan waktu jatuh tempo ๐ sebagai yield to maturity dari obligasi berkupon nol dengan nilai nominal ๐น = 1 sebagai
๐ฆ๐ก (๐) = โ
log
๐๐ก (๐) ๐น
๐
=โ
log ๐๐ก (๐) . ๐
Sehingga diperoleh persamaan ๐๐ก (๐) = ๐ โ๐ ๐ฆ๐ก(๐)
(2.1)
dimana ๐๐ก (๐)
: harga obligasi pada saat ๐ก dengan waktu jatuh tempo ๐
๐ฆ๐ก (๐)
: yield yang akan diterima pada saat ๐ก dengan waktu jatuh tempo ๐. Selain spot rate, dalam tingkat bunga juga dikenal istilah forward rate.
Forward rate merupakan besarnya yield yang diharapkan terjadi di masa depan. Berdasarkan Fabozzi (2005) forward rate ๐๐ก (๐1 , ๐2 ) didefinisikan sebagai ๐๐ก (๐1 , ๐2 ) =
1 ๐๐ก (๐1 ) log ๐2 โ ๐1 ๐๐ก (๐2 ) Universitas Indonesia
9
dimana ๐๐ก (๐1 , ๐2 )
: tingkat bunga yang berlaku pada saat ๐ก + ๐1 sampai ๐ก + ๐2 , yang besarnya ditentukan pada saat ๐ก (0 โค ๐1 โค ๐2 )
๐๐ก (๐๐ )
: harga obligasi pada saat ๐ก dengan waktu jatuh tempo ๐๐ .
Instantaneous forward rate merupakan forward rate yang berlaku untuk periode waktu yang sangat singkat (๐2 โ ๐1 ) ๐๐ก (๐1 ) = lim ๐๐ก (๐1 , ๐2 ) ๐2 โ๐1
1 ๐๐ก (๐1 ) log ๐2 โ๐1 ๐2 โ ๐1 ๐๐ก (๐2 )
= lim
= lim โ ๐2 โ๐1
=โ
log ๐๐ก (๐2 ) โ log ๐๐ก (๐1 ) ๐2 โ ๐1
๐ log ๐๐ก (๐1 ). ๐๐1
Dengan mensubstitusi persamaan (2.1) ke dalam persamaan di atas akan diperoleh hubungan antara yield to maturity dan instantaneous forward rate ๐๐ก (๐1 ) = โ =
๐ log ๐ โ๐1 ๐ฆ๐ก(๐1 ) ๐๐1
๐ ๐ ๐ฆ (๐ ). ๐๐1 1 ๐ก 1
Dengan menggunakan teorema kalkukus 1 diperoleh ๐1
(2.2)
1 ๐ฆ๐ก (๐1 ) = โซ ๐๐ก (๐ฅ)๐๐ฅ. ๐1 0
2.3. Konsep Runtun Waktu
Besarnya harga obligasi dipengaruhi oleh besarnya yield, dimana yield ini seringkali mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Perubahan yang tidak Universitas Indonesia
10
menentu ini merupakan ciri dari proses stokastik. Proses stokastik merupakan himpunan variabel random {๐(๐, ๐ก)} dengan ๐ anggota dari ruang sampel dan ๐ก anggota dari himpunan indeks (Wei, 2006). Proses ini banyak digunakan untuk memodelkan sistem yang memuat ketidakpastian, dimana model deterministik tidak lagi sesuai untuk digunakan. Salah satu cara untuk menganalisis proses stokastik dapat menggunakan analisis runtun waktu. Metode analisis runtun waktu yang akan digunakan adalah dengan pendekatan Box-Jenkins. Dalam menganalisis runtun waktu dengan pendekatan ini diperlukan syarat kestasioneran. Kestasioneran terdiri dari dua jenis, yaitu stasioner kuat (strictly stationary) dan stasioner lemah (weakly stationary) (Cryer dan Chan, 2008). Suatu proses stokastik {๐๐ก1 , ๐๐ก2 , โฆ , ๐๐ก๐ } atau {๐๐ก : ๐ก = 0, ยฑ1, ยฑ2, โฆ . } disebut stasioner kuat (strictly stationary) jika distribusi bersama dari ๐๐ก1 , ๐๐ก2 , โฆ , ๐๐ก๐ sama dengan distribusi bersama dari ๐๐ก1 โ๐ , ๐๐ก2 โ๐ , โฆ , ๐๐ก๐โ๐ untuk semua pilihan waktu ๐ก1 , ๐ก2 , โฆ , ๐ก๐ dan perbedaan waktu (lag) k. Sedangkan proses stokastik {๐๐ก } disebut stasioner lemah (weakly stationary) apabila memenuhi 1. fungsi mean konstan sepanjang waktu, dan 2. fungsi otokovariansi hanya bergantung pada lag k, Pada pembahasan selanjutnya, proses stasioner yang dimaksud adalah stasioner lemah. Proses pengujian kestasioneran lebih lanjut akan dibahas pada subbab 2.3.4. Untuk proses stasioner {๐๐ก }, fungsi mean didefinisikan sebagai ๐ธ(๐๐ก ) = ๐. Fungsi otokovariansi dari ๐๐ก dan ๐๐กโ๐ didefinisikan sebagai ๐พ๐ = ๐ถ๐๐ฃ(๐๐กโ๐ , ๐๐ก ) = ๐ถ๐๐ฃ(๐๐ก , ๐๐ก+๐ ) dengan ๐ถ๐๐ฃ(๐๐กโ๐ , ๐๐ก ) = ๐ธ[(๐๐กโ๐ โ ๐)(๐๐ก โ ๐)] = ๐ธ(๐๐กโ๐ ๐๐ก ) โ ๐ 2 . Otokovariansi adalah variansi bersama dari variabel yang sama. Sedangkan fungsi otokorelasi dari ๐๐ก dan ๐๐กโ๐ didefinisikan sebagai Universitas Indonesia
11
๐(๐ก โ ๐, ๐ก) =
๐พ(๐ก โ ๐, ๐ก) โ๐๐๐(๐๐กโ๐ )โ๐๐๐(๐๐ก )
=
๐พ(๐ก, ๐ก + ๐) โ๐๐๐(๐๐กโ๐ )โ๐๐๐(๐๐ก )
= ๐(๐ก, ๐ก + ๐)
= ๐๐ . Otokorelasi adalah nilai yang menunjukkan kekuatan hubungan dari variabel yang sama. ๐พ๐ disebut sebagai fungsi otokovariansi dengan lag ๐ dan ๐๐ disebut sebagai fungsi otokorelasi dengan lag ๐. Fungsi otokorelasi ini digunakan dalam mengidentifikasi model runtun waktu melalui Autocorrelation Function (ACF) dan Partial Autocorrelation Function (PACF). Untuk lebih jelas mengenai ACF dan PACF dapat dilihat pada Wei (2006). Analisis runtun waktu dengan pendekatan Box-Jenkins terdiri dari tiga tahap (Cryer dan Chan, 2008). Pertama adalah tahap identifikasi, yaitu berupa pemilihan model berdasarkan korelogram (plot antara nilai otokorelasi sampel dengan lag-nya) ACF dan PACF. Kedua adalah tahap fitting, yaitu berupa penentuan nilai parameter pada model yang dihasilkan dan pencocokkan model tersebut terhadap data pengamatan. Tahap terakhir adalah tahap diagnostik, pada tahap ini akan dicek ketepatan model yang dihasilkan. Salah satu tes yang dapat dilakukan adalah dengan mengamati apakah residual dari model merupakan white noise atau tidak.
2.3.1. White Noise
Suatu barisan {๐๐ก } disebut proses white noise jika barisan tersebut merupakan barisan variabel random yang memiliki distribusi tertentu dengan mean konstan ๐ธ(๐๐ก ) = ๐๐ , biasanya diasumsikan bernilai nol, variansi konstan ๐๐๐(๐๐ก ) = ๐๐2 , dan fungsi otokovariansi ๐พ๐ = ๐ถ๐๐ฃ(๐๐ก , ๐๐ก+๐ ) = 0 untuk ๐ โ 0. Proses ini disebut Gaussian jika distribusi dari {๐๐ก } normal (Wei, 2008). Berdasarkan definisi, proses white noise {๐๐ก } merupakan proses stasioner dengan fungsi otokovariansi ๐พ๐ = {
๐๐2 , 0,
๐ = 0, ๐ โ 0,
(2.3) Universitas Indonesia
12
dan fungsi otokorelasi ๐๐ = {
1, 0,
๐ = 0, ๐ โ 0.
(2.4)
Pada subbab selanjutnya dibahas mengenai model autoregressive orde satu, yang nantinya akan digunakan dalam proses peramalan pada bab 3.
2.3.2. Model Autoregressive Orde Satu
Runtun waktu stasioner {๐๐ก } dikatakan mengikuti model autoregressive orde satu, dinotasikan dengan AR(1), jika nilai saat ini dari runtun waktu ๐๐ก dapat dinyatakan sebagai fungsi linier dari nilai satu periode waktu sebelumnya, ๐๐กโ1 , dan white noise, ๐๐ก . Model AR(1) dengan ๐ธ(๐๐ก ) = ๐ dapat dinyatakan sebagai berikut (Wei, 2006): ๐๐ก โ ๐ = ๐(๐๐กโ1 โ ฮผ) + ๐๐ก ,
(2.5)
dengan ๐๐ก
: pengamatan runtun waktu stasioner pada saat ๐ก
๐
: mean dari runtun waktu {๐๐ก }
๐
: parameter model AR(1)
๐๐ก
: runtun white noise.
Diasumsikan bahwa ๐๐ก saling bebas terhadap ๐๐กโ๐ untuk ๐ = 1,2, โฆ.. Variansi dari model AR(1) untuk model pada persamaan (2.5) adalah ๐๐๐(๐๐ก ) = ๐๐๐(๐ + ๐(๐๐กโ1 โ ๐ ) + ๐๐ก ). Berdasarkan sifat variansi, maka akan diperoleh ๐๐๐(๐๐ก ) = ๐๐๐(๐(๐๐กโ1 โ ๐) + ๐๐ก ). Karena ๐๐ก dan ๐๐กโ1 saling bebas maka persamaan di atas menjadi Universitas Indonesia
13
๐๐๐(๐๐ก ) = ๐๐๐(๐๐๐กโ1 ) + ๐๐๐(๐๐ก ) = ๐ 2 ๐๐๐(๐๐กโ1 ) + ๐๐2 . Karena {๐๐ก } merupakan runtun waktu stasioner maka ๐๐๐(๐๐ก ) = ๐๐๐(๐๐กโ1 ) ๐๐๐(๐๐ก ) = ๐ 2 ๐๐๐(๐๐ก ) + ๐๐2 (1 โ ๐ 2 )๐๐๐(๐๐ก ) = ๐๐2 ๐๐2 ๐๐๐(๐๐ก ) = . (1 โ ๐ 2 ) Karena variansi nonnegatif, maka 1 โ ๐ 2 > 0, ๐ 2 < 1 atau |๐| < 1. Pertidaksamaan |๐| < 1 merupakan syarat agar runtun waktu AR(1) stasioner. Variansi ๐๐ก merupakan otokovariansi ๐๐ก pada lag nol, dinotasikan dengan ๐พ0. Otokovariansi dari ๐๐ก pada lag k, dinotasikan dengan ๐พ๐ adalah kovariansi antara ๐๐ก dan ๐๐กโ๐ yang didefinisikan sebagai berikut: ๐พ๐ = ๐ถ๐๐ฃ(๐๐ก , ๐๐กโ๐ ) = ๐ธ[(๐๐ก โ ๐ธ(๐๐ก ))(๐๐กโ๐ โ ๐ธ(๐๐กโ๐ ))] = ๐ธ[(๐๐ก โ ๐)(๐๐กโ๐ โ ๐)] = ๐ธ[(๐ + ๐(๐๐กโ1 โ ๐) + ๐๐ก โ ๐)(๐๐กโ๐๐ โ ๐)] = ๐ธ[(๐(๐๐กโ1 โ ๐) + ๐๐ก )(๐๐กโ๐ โ ๐)] = ๐๐ธ[(๐๐กโ1 โ ๐)(๐๐กโ๐ โ ๐)] + ๐ธ[๐๐ก (๐๐กโ๐ โ ๐)] = ๐๐พ๐โ1 + ๐ธ(๐๐ก )๐ธ[๐๐กโ๐ โ ๐]. Karena ๐ธ[๐๐กโ๐ ] = ๐ dan berdasarkan sifat ekspektasi maka akan diperoleh ๐พ๐ = ๐๐พ๐โ1 + ๐ธ(๐๐ก ){๐ธ(๐๐กโ๐ ) โ ๐} ๐พ๐ = ๐๐พ๐โ1 + ๐ธ(๐๐ก ){๐ โ ๐} = ๐๐พ๐โ1 . Untuk ๐ = 1, diperoleh ๐พ1 = ๐๐พ0 = ๐๐๐2 /(1 โ ๐ 2 ). Sehingga, secara umum nilai otokovariansi pada lag k adalah Universitas Indonesia
14
๐พ๐ = ๐ ๐
๐๐2 = ๐ ๐ ๐พ0 , ๐ โฅ 1. (1 โ ๐ 2 )
Otokorelasi pada lag k, dinotasikan dengan ๐๐ , didefinisikan sebagai berikut : ๐๐ =
๐พ๐ ๐ ๐ ๐พ0 = = ๐๐ , ๐พ0 ๐พ0
๐ โฅ 1.
Dari persaman (2.5) dapat diperoleh persaman berikut ๐๐ก = ๐(1 โ ๐) + ๐๐๐กโ1 + ๐๐ก . Jika ๐ = ๐(1 โ ๐) maka akan diperoleh bentuk lain dari model AR (1) sebagai berikut ๐๐ก = ๐ + ๐๐๐กโ1 + ๐๐ก , ๐
dengan ๐ธ(๐๐ก ) = ๐ = 1โ๐ , ๐ โ 1. ๐ merupakan konstanta pada model AR (1). Model AR hanya dapat digunakan untuk data runtun waktu yang stasioner. Namun pada kenyataannya, data runtun waktu seringkali berupa proses yang tidak stasioner. Sehingga diperlukan suatu cara untuk menstasionerkan data tersebut, salah satu caranya adalah transformasi pembedaan (differencing). Model paling sederhana dari proses yang tidak stasioner adalah model random walk.
2.3.3. Model Random Walk
Model random walk biasa digunakan untuk mendeskripsikan perilaku dari runtun harga saham. Bentuk umum dari random walk (Wei, 2006) adalah ๐๐ก = ๐๐กโ1 + ๐๐ก . Model random walk ini merupakan limiting proses dari proses AR(1) : ๐๐ก = ๐๐๐กโ1 + ๐๐ก dengan ๐ โ 1. Oleh karena itu, karakteristik fungsi otokorelasi ๐๐ runtun {๐๐ก } ini cenderung tidak menuju nol (tidak mengecil) meskipun lag-k Universitas Indonesia
15
bertambah. Untuk mengakomadasi kemungkinan adanya driff naik atau turun dari runtun {๐๐ก } dibentuk model random walk dengan driff. Bentuk umum dari model random walk dengan driff adalah ๐๐ก = ๐ + ๐๐กโ1 + ๐๐ก . Sebelumnya pada subbab 2.3 telah dibahas bahwa analisis runtun waktu dengan pendekatan Box-Jenkins membutuhkan asumsi kestasioneran. Sehingga pada subbab selanjutnya akan dibahas mengenai uji kestasioneran.
2.3.4. Uji Unit Root
Selain menggunakan metode grafik (plot antara nilai pengamatan dengan waktu) dan korelogram, proses pengujian kestasioneran dapat juga diperiksa dengan menggunakan uji formal yang disebut uji unit root. Uji unit root yang akan dibahas adalah Dickey-Fuller Test (Nachrowi dan Usman, 2006). Asumsi pada pengujian ini adalah runtun waktu mengikuti proses random walk. Sehingga pada pengujian ini akan diuji apakah suatu runtun waktu merupakan proses random walk atau bukan. Misalkan ๐๐ก mengikuti model AR(1) berikut: ๐๐ก = ๐ + ๐๐๐กโ1 + ๐๐ก .
(2.6)
Jika ๐ = 1 maka model di atas menjadi random walk dengan driff. Pada subbab sebelumnya telah dibahas bahwa model random walk dengan driff merupakan salah satu contoh dari proses stokastik yang tidak stasioner. Jika pada persamaan (2.6) kedua ruas dikurangi dengan ๐๐กโ1 maka diperoleh โ๐๐ก = ๐ + ๐ฟ๐๐กโ1 + ๐๐ก dengan ๐ฟ = ๐ โ 1, โ๐๐ก = ๐๐ก โ ๐๐กโ1 . Uji hipotesis yang digunakan berdasarkan persamaan di atas adalah ๐ป0 : ๐ฟ = 0 (๐๐ก tidak stasioner), Universitas Indonesia
16
๐ป1 : ๐ฟ < 0 (๐๐ก stasioner) Teknik pengujian unit root adalah dengan membentuk regresi antara โ๐๐ก dan ๐๐กโ1 . Dickey dan Fuller telah menunjukkan bahwa unit root dibawah hipotesis nol, statistik uji ๐ก untuk taksiran parameter ๐๐กโ1 , yaitu ๐ฟฬ , tidak mengikuti distribusi ๐ก, sekalipun dalam sampel besar. Namun mereka telah membuktikan bahwa statistik uji ๐ก terhadap hipotesis di atas mengikuti statistik ๐ (tau). Statistik ini selanjutnya dikembangkan oleh Mc. Kinnon (Nachrowi & Usman, 2006). Proses pengujian hipotesis di atas menggunakan statistik uji ๐ berikut: ๐=
๐ฟฬ ๐ ๐ก๐. ๐๐๐๐๐ (๐ฟฬ )
.
Aturan keputusan pada uji hipotesis ini adalah jika nilai statistik uji ๐ lebih kecil dari nilai kritis Mc. Kinnon maka hipotesis nol ditolak yang berarti data runtun waktu bersifat stasioner, sedangkan jika nilai statistik ๐ lebih besar dari nilai kritis Mc. Kinnon maka hipotesis nol tidak ditolak yang berarti data runtun bersifat tidak stasioner. Pada implementasi pengujian unit root akan digunakan fungsi adftest yang ada pada Matlab. Fungsi ini dapat menampilkan nilai statistik ๐ dan nilai kritis Mc. Kinnon. Selanjutnya akan dibahas mengenai proses peramalan pada model runtun waktu.
2.3.5. Proses Peramalan
Dalam proses peramalan, diperlukan suatu ramalan dengan hasil optimum yang tidak memiliki error atau hanya memiliki error kecil. Peramalan ini dapat diperoleh melalui minimum mean squared error forecasts. Berdasarkan data runtun sampai waktu t (๐1 , ๐2 , โฆ , ๐๐ก ) dapat dicari nilai ramalan untuk ๐๐ก+๐ , yakni nilai runtun setelah ๐ satuan waktu dari sekarang (๐ก). Waktu t disebut forecast
Universitas Indonesia
17
origin dan l disebut lead time untuk ramalan. Bentuk umum dari minimum mean squared error forecast (Cryer & Chan,2008) adalah ๐ฬ๐ก (๐) = ๐ธ(๐๐ก+๐ |๐1 , ๐2 , โฆ , ๐๐ก ),
(2.7)
๐ โฅ 1,
dimana ๐ฬ๐ก (๐)
: nilai peramalan data observasi pada saat ๐ก + ๐
๐๐ก
: data pengamatan pada saat ๐ก. Forecast error (Wei,2006) didefinisikan sebagai ๐โ1
๐๐ก (๐) = ๐๐ก+๐ โ ๐ฬ๐ก (๐) = โ ๐๐ ๐๐ก+๐โ๐ ,
(2.8)
๐=0
dengan ๐0 = 1. Contoh bobot ๐๐ dapat dilihat pada halaman 19. Berdasarkan persamaan (2.8), dengan ๐ = 1 diperoleh one-step ahead forecast error berupa ๐๐ก (1) = ๐๐ก+1 โ ๐ฬ๐ก (1) = ๐๐ก+1 , dan untuk forecast error pada forecast origin (๐ก โ 1) adalah ๐๐กโ1 (1) = ๐๐ก โ ๐ฬ๐กโ1 (1) = ๐๐ก .
(2.9)
Dari persamaan (2.8) dapat diperoleh ๐๐กโ1 (๐ + 1) = ๐๐ก+๐ โ ๐ฬ๐กโ1 (๐ + 1) ๐
๐๐ก+๐ โ ๐ฬ๐กโ1 (๐ + 1) = โ ๐๐ ๐๐ก+๐โ๐ ๐=0 ๐โ1
= โ ๐๐ ๐๐ก+๐โ๐ + ๐๐ ๐๐ก ๐=0
= ๐๐ก (๐) + ๐๐ ๐๐ก . Dengan mensubtitusikan persamaan (2.8) dan (2.9) pada persamaan diatas, akan diperoleh ๐๐ก+๐ โ ๐ฬ๐กโ1 (๐ + 1) = ๐๐ก+๐ โ ๐ฬ๐ก (๐) + ๐๐ (๐๐ก โ ๐ฬ๐กโ1 (1)) Universitas Indonesia
18
๐ฬ๐ก (๐) = ๐ฬ๐กโ1 (๐ + 1) + ๐๐ (๐๐ก โ ๐ฬ๐กโ1 (1)), hal ini ekuivalen dengan ๐ฬ๐ก+1 (๐) = ๐ฬ๐ก (๐ + 1) + ๐๐ (๐๐ก+1 โ ๐ฬ๐ก (1)).
(2.10)
Persamaan (2.10) merupakan persamaan updating dalam proses peramalan (Wei, 2006). Berikut ini adalah contoh proses peramalan pada model AR(1). Misalkan ๐๐ก mengikuti model AR(1) berikut: ๐๐ก = ๐ + ๐๐๐กโ1 + ๐๐ก . Dengan asumsi mean dari white noise nol, maka minimum mean squared error forecast AR (1) adalah ๐ฬ๐ก (๐) = ๐ธ(๐๐ก+๐ |๐1 , ๐2 , โฆ , ๐๐ก ) = ๐ธ((๐ + ๐๐๐ก+๐โ1 + ๐๐ก+๐ )|๐1 , ๐2 , โฆ , ๐๐ก ). Dengan menggunakan sifat ekspektasi diperoleh ๐ฬ๐ก (๐) = ๐ + ๐(๐ธ(๐๐ก+๐โ1 |๐1 , ๐2 , โฆ , ๐๐ก )) + ๐ธ(๐๐ก+๐ |๐1 , ๐2 , โฆ , ๐๐ก ). Berdasarkan asumsi, ๐๐ก+๐ , ๐ โฅ 1 saling bebas terhadap ๐1 , ๐2 , โฆ , ๐๐ก , sehingga persamaan di atas dapat ditulis menjadi ๐ฬ๐ก (๐) = ๐ + ๐ (๐ฬ๐ก (๐ โ 1)) + ๐ธ(๐๐ก+๐ ) = ๐ + ๐ (๐ฬ๐ก (๐ โ 1)). Dengan mensubtitusika ๐ = ๐ โ 1 pada persamaan di atas akan diperoleh ๐ฬ๐ก (๐ โ 1) = ๐ + ๐ (๐ฬ๐ก (๐ โ 2)). Jika persamaan ini disubtitusikan pada persamaan di atas akan diperoleh ๐ฬ๐ก (๐) = ๐ + ๐ (๐ + ๐ (๐ฬ๐ก (๐ โ 2))) = ๐(1 + ๐) + ๐ 2 ๐ฬ๐ก (๐ โ 2). Universitas Indonesia
19
Dengan cara yang sama, berdasarkan persamaan di atas dapat diperoleh ๐ฬ๐ก (๐) = ๐(1 + ๐ + โฏ + ๐ ๐โ1 ) + ๐ ๐ ๐ฬ๐ก (๐ โ ๐), dimana ๐ฬ๐ก (๐ โ ๐) = ๐ฬ๐ก (0) = ๐๐ก . ๐ฬ๐ก (๐) = ๐(1 + ๐ + โฏ + ๐ ๐โ1 ) + ๐ ๐ ๐๐ก =๐
(1 โ ๐ ๐ ) + ๐ ๐ ๐๐ก . 1โ๐
(2.11)
Berdasarkan persamaan (2.8) dan persamaan (2.11) untuk model AR (1), bobot ๐๐ pada persamaan updating (2.10) dapat diperoleh melalui langkah berikut: ๐
(1โ๐ ) ๐๐ก (๐) = ๐๐ก+๐ โ ๐ฬ๐ก (๐) = ๐๐ก+๐ โ {๐ 1โ๐ + ๐ ๐ ๐๐ก }
= ๐ + ๐๐๐ก+๐โ1 + ๐๐ก+๐ โ ๐
(1 โ ๐ ๐ ) โ ๐ ๐ ๐๐ก 1โ๐
(1 โ ๐ ๐ ) = ๐ + ๐(๐ + ๐๐๐ก+๐โ2 + ๐๐ก+๐โ1 ) + ๐๐ก+๐ โ ๐ โ ๐ ๐ ๐๐ก 1โ๐ = ๐(1 + ๐) + ๐ 2 ๐๐ก+๐โ2 + ๐๐ก+๐ + ๐๐๐ก+๐โ1 โ ๐
(1 โ ๐ ๐ ) โ ๐ ๐ ๐๐ก 1โ๐
Sehingga berdasarkan persamaan di atas dapat diperoleh ๐๐ก (๐) = ๐(1 + ๐ + โฏ + ๐ ๐โ1 ) + ๐ ๐ ๐๐ก + ๐๐ก+๐ + ๐๐๐ก+๐โ1 + โฏ + ๐ ๐โ1 ๐๐ก+1 (1 โ ๐ ๐ ) โ๐ โ ๐ ๐ ๐๐ก 1โ๐ ๐โ1
= โ ๐ ๐ ๐๐ก+๐โ๐ . ๐=0
Dari persamaan di atas, pada model AR(1) dalam proses updating peramalan ๐๐ = ๐ ๐ , ๐ โฅ 0 (Wei,2006), dengan ๐ merupakan parameter pada model AR (1). Sehingga persamaan updating berdasarkan persamaan (2.10) untuk model AR (1) dapat ditulis menjadi
Universitas Indonesia
20
๐ฬ๐ก+1 (๐) = ๐ฬ๐ก (๐ + 1) + ๐๐ (๐๐ก+1 โ ๐ฬ๐ก (1)) =๐
(1 โ ๐ ๐+1 ) + ๐ ๐+1 ๐๐ก + ๐ ๐ [๐๐ก+1 โ (๐ + ๐๐๐ก )] 1โ๐ (2.12)
(1 โ ๐ ๐ ) =๐ + ๐ ๐ ๐๐ก+1 . 1โ๐
Persamaan (2.11) dan (2.12) akan digunakan pada proses peramalan di bab 3. Untuk mengevaluasi hasil peramalan, digunakan root mean squared forecast errors (RMSE). Forecast error didefiniskan sebagai ๐ฬ๐ก (๐) = ๐๐ก+๐ โ ๐ฬ๐ก (๐)
(2.13)
dan ๐โ๐ก
1 2 ๐
๐๐๐ธ = โ โ(๐ฬ๐ก (๐)) ๐โ๐ก
(2.14)
๐=1
dengan ๐ โ ๐ก merupakan banyaknya data hasil peramalan.
2.4. Polinomial Laguerre
Polinomial Laguerre diperoleh berdasarkan solusi dari persamaan diferensial linier Laguerre berikut ๐ฅ๐ฆ โฒโฒ + (1 โ ๐ฅ)๐ฆ โฒ + ๐๐ฆ = 0. Misalkan ๐ฟ๐ (๐ฅ) merupakan solusi dari persamaan di atas dengan ๐ merupakan bilangan bulat non negatif. Maka berdasarkan Hurn dkk (2005), polinomial Laguerre didefinisikan sebagai berikut ๐ฟ๐ (๐ฅ) =
๐ ๐ฅ ๐๐ (๐ฅ ๐ ๐ โ๐ฅ ). ๐! ๐๐ฅ ๐
Berikut ini contoh polinomial Laguerre untuk ๐ = 0,1, dan 2, Universitas Indonesia
21
๐ฟ0 (๐ฅ) = 1 ๐ฟ1 (๐ฅ) = โ๐ฅ + 1 1 ๐ฟ2 (๐ฅ) = (๐ฅ 2 โ 4๐ฅ + 2). 2 Gambar 2.1 merupakan grafik polinomial Laguerre untuk ๐ = 0,1,2,3, dan 4. Dari gambar tersebut terlihat bahwa untuk ๐ฅ = 0 kelima grafik memotong sumbu ๐ฆ di titik ๐ฆ = 1. Polinomial Laguerre sering digunakan dalam bidang fisika seperti pada teori kuantum dan osilasi harmonik. Sedangkan dalam bidang keuangan, polinomial ini dapat digunakan untuk memperhalus estimasi kurva yield.
Gambar 2.1 Grafik polinomial Laguerre untuk ๐ = 0,1,2,3, dan 4
2.5. Metode Numerik
Subbab ini membahas metode-metode yang akan digunakan untuk mengestimasi parameter dalam model Dinamik Nelson Siegel, yaitu metode ordinary least square dan metode Newton-Raphson.
Universitas Indonesia
22
2.5.1. Metode Ordinary Least Square
Parameter ๐ฝ๐๐ก , ๐ = 1,2,3 (parameter ini baru akan dijelaskan di Bab 3) dalam model Dinamik Nelson Siegel akan diestimasi dengan menggunakan metode ordinary least square (OLS). Prinsip dari metode OLS adalah meminimumkan jumlah kuadrat error. Misalkan terdapat model regresi linier (Montgomery dkk,2001) ๐ฆ๐ = ๐ฝ0 + ๐ฝ1 ๐ฅ๐1 + ๐ฝ2 ๐ฅ๐2 + โฏ + ๐ฝ๐ ๐ฅ๐๐ + ๐๐ ,
(2.15)
dimana ๐ฆ๐
: nilai observasi variabel respon ke-๐ dimana ๐ = 1,2, . . , ๐
๐ฅ๐๐
: nilai observasi ke-๐ dari variabel ke-๐ dimana ๐ = 1,2, โฆ , ๐; ๐ = 1,2, . . , ๐
๐ฝ๐
: koefisien regresi dimana ๐ = 0,1,2, . . , ๐
๐๐
: error ke-i, ๐ = 1,2, . . , ๐.
Fungsi least square dapat dinyatakan sebagai ๐
๐(๐ฝ0 , ๐ฝ1 , โฆ , ๐ฝ๐ ) = โ ๐๐ 2 ๐=1 ๐
= โ(๐ฆ๐ โ ๐ฝ0 โ ๐ฝ1๐ฅ๐1 โ ๐ฝ2 ๐ฅ๐2 โ โฏ โ ๐ฝ๐ ๐ฅ๐๐ )2 .
(2.16)
๐=1
Untuk mempermudah pencarian taksiran least square, variabel y dan x dapat ditulis dalam bentuk matriks ๐ = ๐ฟ๐ท + ๐บ dengan ๐ฆ1 1 ๐ฅ11 ๐ฆ2 1 ๐ฅ21 ๐=[ โฎ ],๐ฟ=[ โฎ โฎ ๐ฆ๐ 1 ๐ฅ๐1
โฏ ๐ฅ1๐ ๐1 ๐ฝ0 โฏ ๐ฅ2๐ ๐ ๐ฝ 2 ] , ๐ท = [ 1 ], ๐บ = [ โฎ ]. โฎ โฎ ๐๐ ๐ฝ๐ โฏ ๐ฅ๐๐ Universitas Indonesia
23
๐ merupakan vektor dari variabel observasi ๐ x 1, ๐ฟ merupakan matriks dari variabel independen ๐ x (๐ + 1), ๐ท merupakan vektor dari parameter (๐ + 1) x 1, dan ๐บ vektor dari error ๐ x 1. Dalam bentuk matriks, fungsi least square dapat dinyatakan menjadi ๐
๐(๐ท) = โ ๐๐ 2 = ๐บ๐ ๐บ = (๐ โ ๐ฟ๐ท)๐ (๐ โ ๐ฟ๐ท) ๐=1
= ๐๐ ๐ โ ๐ท๐ ๐ฟ๐ ๐ โ ๐๐ ๐ฟ๐ท โ ๐ท๐ ๐ฟ๐ ๐ฟ๐ท. ๐ท๐ ๐ฟ๐ ๐ merupakan matriks berukuran 1 x 1, maka(๐ท๐ ๐ฟ๐ ๐ )๐ = ๐๐ ๐ฟ๐ท. Sehingga persamaan di atas dapat ditulis menjadi ๐(๐ท) = ๐๐ ๐ โ 2๐ท๐ ๐ฟ๐ ๐ โ ๐ท๐ ๐ฟ๐ ๐ฟ๐ท. Taksiran least square dari ๐ท diperoleh dengan meminimumkan fungsi least square ๐(๐ท) terhadap ๐ฝ0 , ๐ฝ1 , โฆ , ๐ฝ๐ , yaitu ๐ท yang memenuhi ๐๐ | = 0, ๐๐ท ๐ทฬ ฬ = ๐. โ2๐ฟ๐ ๐ โ 2๐ฟ๐ ๐ฟ๐ท Sehingga diperoleh ฬ = ๐ฟ๐ ๐. ๐ฟ๐ ๐ฟ๐ท Jika matriks ๐ฟ๐ ๐ฟ memiliki invers (๐ฟ full rank), maka akan diperoleh taksiran least square untuk ๐ท ฬ = (๐ฟ๐ ๐ฟ)โ1 ๐ฟ๐ ๐. ๐ท
(2.17)
2.5.2. Metode Newton-Raphson
Metode Newton-Raphson digunakan untuk mengestimasi parameter ๐๐ก (parameter ini baru akan dijelaskan di Bab 3) pada model Dinamik Nelson Siegel. Universitas Indonesia
24
Metode ini secara umum digunakan untuk mencari akar. Misalkan ๐ฅ = ๐ merupakan solusi dari ๐(๐ฅ) = 0 dan misalkan pula ๐ฬ adalah aproksimasi dari ๐ sedemikian sehingga ๐ โฒ (๐ฬ ) โ 0 dan |๐ โ ๐ฬ | kecil. Ekspansi deret Taylor orde satu untuk ๐(๐ฅ) disekitar ๐ฬ dapat dinyatakan sebagai ๐(๐ฅ) = ๐(๐ฬ ) + (๐ฅ โ ๐ฬ )๐ โฒ (๐ฬ ) +
(๐ฅ โ ๐ฬ )2 ๐"(๐(๐ฅ)), 2
dengan ๐(๐ฅ) berada diantara ๐ฅ dan ๐ฬ , dan ๐ ๐ (๐ฬ ) menyatakan turunan ke-๐ dari fungsi ๐ di titik ๐ฬ . Dengan mensubtitusikan ๐ฅ = ๐ ke dalam persamaan di atas, diperoleh ๐(๐) = ๐(๐ฬ ) + (๐ โ ๐ฬ )๐ โฒ (๐ฬ ) +
(๐ โ ๐ฬ )2 ๐"(๐(๐)), 2
dengan ๐(๐) berada diantara ๐ dan ๐ฬ . Karena ๐ฅ = ๐ merupakan solusi dari ๐(๐ฅ) = 0, maka ๐(๐) = 0. Sehingga persamaan di atas menjadi 0 = ๐(๐ฬ ) + (๐ โ ๐ฬ )๐ โฒ (๐ฬ ) +
(๐ โ ๐ฬ )2 ๐"(๐(๐)). 2
Metode Newton-Raphson mengasumsikan |๐ โ ๐ฬ | bernilai sangat kecil, sehingga nilai dari (๐ โ ๐ฬ )2 akan lebih kecil dan dapat diabaikan. Dengan asumsi tersebut, persamaan di atas menjadi 0 โ ๐(๐ฬ ) + (๐ โ ๐ฬ )๐ โฒ (๐ฬ ), dan diperoleh ๐ โ ๐ฬ โ
๐(๐ฬ ) . ๐ โฒ (๐ฬ )
Metode iteratif Newton-Raphson dimulai dengan nilai awal aproksimasi ๐0 dan akan membentuk barisan (๐๐ )โ ๐=0 dengan menggunakan persamaan ๐๐ = ๐๐โ1 โ
๐(๐๐โ1 ) , ๐ โฅ 1. ๐ โฒ (๐๐โ1 )
(2.18)
Universitas Indonesia
25
Proses iteratif ini akan diulang hingga
|๐๐ โ๐๐โ1 | |๐๐โ1 |
lebih kecil dari toleransi error
yang diinginkan.
Universitas Indonesia
BAB 3 MODEL DINAMIK NELSON SIEGEL
Model Dinamik Nelson Siegel adalah model curve fitting yang digunakan untuk memodelkan yield to maturity dari obligasi dengan waktu jatuh tempo yang beragam. Model ini merupakan perkembangan dari model Nelson Siegel. Sehinggga sebelum membahas mengenai model Dinamik Nelson Siegel, terlebih dahulu akan dibahas model Nelson Siegel. Pada subbab 3.1 dibahas mengenai pembentukkan model Nelson Siegel dan interpretasi model. Pada subbab 3.2 dibahas model Dinamik Nelson Siegel. Pada subbab 3.3 dibahas mengenai proses estimasi model Dinamik Nelson Siegel menggunakan metode Newton-Raphson dan metode least square. Pada subbab 3.4 dibahas mengenai peramalan yield to maturity berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel.
3.1. Model Nelson-Siegel
Telah dibahas sebelumnya pada subbab 2.2 bahwa terdapat hubungan antara yield to maturity dan instantaneous forward rate. Sehingga dalam proses pembentukkan model yield to maturity oleh Nelson dan Siegel diawali dengan proses pembentukkan model instantaneous forward rate. Nelson dan Siegel (1987) mendefinisikan instantaneous forward rate ๐๐ก (๐) dengan waktu jatuh tempo ๐ sebagai solusi dari persamaan differensial biasa orde dua dengan akarakar karakteristiknya real dan sama. Selain dari solusi persamaan differensial, mereka juga memperoleh bahwa instantaneous forward rate ๐๐ก (๐) dapat dibentuk dari penjumlahan konstanta dengan polinomial Laguerre. Kemudian Hillebrans dan Li (2010) memperjelas definisi tersebut dengan memberikan fungsi bobot ๐ โ๐ง pada polinomial Laguerre ๐ฟ๐ (๐ง) =
๐ ๐ง ๐๐ ๐! ๐๐ง ๐
(๐ง ๐ ๐ โ๐ง ) dengan ๐ง = ๐๐ก ๐. ๐๐ก merupakan
parameter peluruhan eksponensial yang berguna dalam menentukkan bentuk kurva ๐๐ก (๐). Sehingga instantaneous forward rate ๐๐ก (๐) dapat dinyatakan sebagai 26
Universitas Indonesia
27
penjumlahan konstanta ๐ dengan polinomial Laguerre ๐ฟ๐ (๐ง) yang memiliki fungsi bobot ๐ค(๐ง) = ๐ โ๐ง dengan orde polinomial Laguerre yang digunakan adalah nol dan satu (๐ = 0 dan 1). Dalam persamaan matematika dapat ditulis menjadi 1
๐๐ก (๐) = ๐ + โ ๐๐ ๐ค(๐ง)๐ฟ๐ (๐ง) ๐=0
= ๐ + ๐0 ๐ค(๐ง)๐ฟ0 (๐ง) + ๐1 ๐ค(๐ง)๐ฟ1 (๐ง). ๐, ๐0 , dan ๐1 merupakan parameter model instantaneous forward rate. Dengan ๐ฟ0 (๐ง) = 1, ๐ฟ1 (๐ง) = 1 โ ๐ง, dan ๐, ๐0 , ๐1 ๐ ๐
, persamaan di atas dapat ditulis menjadi ๐๐ก (๐) = ๐ + ๐0 ๐ โ๐ง + ๐1 ๐ โ๐ง (1 โ ๐ง). Dengan mensubtitusi ๐ง = ๐๐ก ๐, maka diperoleh ๐๐ก (๐) = ๐ + ๐0 ๐ โ๐๐ก๐ + ๐1 (1 โ ๐๐ก ๐)๐ โ๐๐ก๐ = ๐ + (๐0 + ๐1 )๐ โ๐๐ก๐ โ ๐1 (๐๐ก ๐)๐ โ๐๐ก๐ . Dengan mensubtitusikan ๐ = ๐ฝ1๐ก , ๐0 + ๐1 = ๐ฝ2๐ก , dan ๐1 = โ๐ฝ3๐ก maka persamaan instantaneous forward rate dapat ditulis menjadi ๐๐ก (๐) = ๐ฝ1๐ก + ๐ฝ2๐ก ๐ โ๐๐ก๐ + ๐ฝ3๐ก (๐๐ก ๐)๐ โ๐๐ก๐ .
(3.1)
๐ฝ1๐ก + ๐ฝ2๐ก menyatakan nilai awal (ketika waktu jatuh tempo sama dengan nol). Tanda positif dari ๐ฝ3๐ก menyatakan bentuk dari kurva instantaneous forward rate berupa hump-shape. Bentuk ini terjadi karena instantaneous forward rate mengalami kenaikan kemudian turun kembali. ๐๐ก menyatakan titik belok dari kurva instantaneous forward rate (Stefani, 2009). Setelah memperoleh model instantaneous forward rate, Nelson dan Siegel menginterpretasikan faktor pengali dari parameter model tersebut sebagai: a. faktor pengali 1 pada suku 1. ๐ฝ0 sebagai komponen jangka panjang (longterm), b. faktor pengali ๐ โ๐๐ก๐ pada suku ๐ฝ1 ๐ โ๐๐ก๐ sebagai komponen jangka pendek (short-term), Universitas Indonesia
28 c. faktor pengali (๐๐ก ๐)๐ โ๐๐ก๐ pada suku ๐ฝ2 (๐๐ก ๐)๐ โ๐๐ก๐ sebagai komponen jangka menengah (medium-term). Untuk memperjelas interpretasi faktor pengali dari parameter model instantaneous forward rate, perhatikan Gambar 3.1. Pada Gambar 3.1 digunakan nilai ๐๐ก > 0 yang berbeda, hal ini bertujuan untuk melihat karakteristik faktor pengali parameter persamaan (3.1). Gambar kiri menggunakan nilai ๐๐ก = 1/3, gambar tengah menggunakan nilai ๐๐ก = 1, sedangkan gambar kanan menggunakan nilai ๐๐ก = 3. Grafik berwarna merah menunjukkan faktor pengali dari ๐ฝ1๐ก , faktor ini konstan dan tidak menuju nol untuk sebarang waktu jatuh tempo ๐. Ketika nilai ๐ semakin besar, ๐ฝ1๐ก memiliki peranan yang semakin penting dalam pembentukkan kurva yield. Hal ini dikarenakan nilai faktor pengali dari ๐ฝ2๐ก dan ๐ฝ3๐ก akan semakin kecil. Sehingga faktor pengali dari ๐ฝ1๐ก disebut sebagai komponen long-term. Grafik berwarna biru menunjukkan faktor pengali ๐ฝ2๐ก . Pada ketiga gambar tersebut, menunjukkan grafik faktor pengali ๐ฝ2๐ก merupakan grafik yang memiliki hubungan kebalikan dengan waktu jatuh tempo ๐. Pada saat ๐ kecil, faktor pengali ๐ฝ2๐ก akan lebih memberi pengaruh pada nilai ๐๐ก (๐) dibandingkan pada saat ๐ besar. Sehingga faktor pengali dari ๐ฝ2๐ก disebut komponen short-term. Grafik berwarna hitam menunjukkan faktor pengali ๐ฝ3๐ก . Gambar 3.1 menunjukan grafik faktor pengali ๐ฝ3๐ก merupakan grafik yang memiliki nilai 0 pada saat ๐ โ 0, kemudian meningkat dan akan kembali menuju nol pada waktu jatuh tempo tertentu. Peningkatan ๐ฝ3๐ก tidak akan memberikan pengaruh besar pada yield to maturity dengan waktu jatuh tempo pendek dan panjang, namun memberikan pengaruh yang cukup besar pada medium-term. Sehingga faktor pengali dari ๐ฝ3๐ก disebut sebagai komponen medium-term.
Universitas Indonesia
29
Gambar 3.1 Grafik faktor pengali model instantaneous forward rate Nelson Siegel dengan ๐๐ก = 1/3 , ๐๐ก = 1, dan ๐๐ก = 3
Berdasarkan persamaan (2.2) besarnya yield to maturity dengan waktu jatuh tempo ๐ dapat dihitung dengan menggunakan instantaneous forward rate berikut 1 ๐ ๐ฆ๐ก (๐) = โซ ๐๐ก (๐ฅ)๐๐ฅ. ๐ 0 Dengan mensubtitusikan persamaan (3.1) pada persamaan di atas akan diperoleh 1 ๐ ๐ฆ๐ก (๐) = โซ [๐ฝ1๐ก + ๐ฝ2๐ก ๐ โ ๐๐ก๐ฅ + ๐ฝ3๐ก (๐๐ก ๐ฅ)๐ โ ๐๐ก๐ฅ ]๐๐ฅ. ๐ 0 Dan dengan menghitung integral pada persamaan di atas, maka persamaaan yield to maturity dapat ditulis menjadi 1 โ ๐ โ๐๐ก๐ ๐ฆ๐ก (๐) = ๐ฝ1๐ก + (๐ฝ2๐ก + ๐ฝ3๐ก ) [ ] โ ๐ฝ3๐ก ๐ โ๐๐ก๐ , ๐๐ก ๐
(3.2)
dengan parameternya berupa ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , ๐ฝ3๐ก , dan ๐๐ก . Berdasarkan persamaan (3.2) dapat diperoleh bahwa limit ๐ฆ๐ก (๐) pada saat ๐ sangat besar adalah ๐ฝ1๐ก atau dapat ditulis menjadi lim ๐ฆ๐ก (๐) = ๐ฝ1๐ก .
๐โโ
Universitas Indonesia
30
Nilai ๐ฝ1๐ก yang diperoleh pada saat waktu jatuh tempo yang sangat panjang, menunjukkan bahwa faktor pengali ๐ฝ1๐ก merupakan komponen long-term. Sedangkan nilai limit ๐ฆ๐ก (๐) untuk ๐ sangat kecil adalah ๐ฝ1๐ก + ๐ฝ2๐ก atau dapat ditulis menjadi 1 โ ๐ โ๐๐ก๐ (๐) (๐ฝ ) lim ๐ฆ๐ก = lim+ [๐ฝ1๐ก + 2๐ก + ๐ฝ3๐ก [ ] โ ๐ฝ3๐ก ๐ โ๐๐ก๐ ] ๐โ0+ ๐โ0 ๐๐ก ๐ = ๐ฝ1๐ก โ ๐ฝ3๐ก + (๐ฝ2๐ก + ๐ฝ3๐ก ) lim+ [ ๐โ0
1 โ ๐ โ๐๐ก๐ ] ๐๐ก ๐
dengan menggunakan aturan LโHospital dapat dihitung nilai lim+ [ ๐โ0
1โ๐ โ๐๐ก ๐ ๐๐ก ๐
] = 1,
sehingga diperoleh lim ๐ฆ๐ก (๐) = ๐ฝ1๐ก โ ๐ฝ3๐ก + (๐ฝ2๐ก + ๐ฝ3๐ก )
๐โ0+
= ๐ฝ1๐ก + ๐ฝ2๐ก . Nilai ๐ฝ1๐ก + ๐ฝ2๐ก yang diperoleh pada waktu jatuh tempo singkat (pendek) dikenal sebagai short rate. Short rate merupakan forward rate yang berlaku untuk satu periode waktu. Untuk tujuan fitting kurva yield, Nelson dan Siegel mengubah parameter persamaan yield to maturity (3.2) ke dalam bentuk ๐ฆ๐ก (๐) = ๐ + ๐ [
1 โ ๐ โ๐๐ก ๐ ] + ๐๐ โ๐๐ก๐ ๐๐ก ๐
(3.3)
dimana ๐ฝ1๐ก = ๐, (๐ฝ2๐ก + ๐ฝ3๐ก ) = ๐, dan ๐ฝ3๐ก = โ๐. Selanjutnya persamaan (3.3) dikenal sebagai model Nelson Siegel. Dengan menetapkan nilai ๐๐ก tertentu dan berdasarkan data yield to maturity dengan waktu jatuh tempo ๐, misalkan ๐ = 3 bulan, 1 tahun, 2 tahun, 5 tahun, dan 10 tahun, maka dapat dicari parameter ๐, ๐, dan ๐ melalui metode least square seperti yang telah dibahas pada subbab 2.5. Karakteristik faktor pengali parameter model Nelson Siegel pada persamaan (3.3) dapat dilihat pada Gambar 3.2. Gambar kiri menggunakan nilai ๐๐ก =1/3, gambar tengah menggunakan nilai ๐๐ก = 1 sedangkan gambar kanan Universitas Indonesia
31
menggunakan nilai ๐๐ก = 3. Grafik merah, biru, dan hitam secara berturut-turut menunjukkan faktor pengali dari ๐, ๐, dan ๐. Dengan ๐๐ก tertentu, faktor pengali ๐ dan ๐ pada model Nelson Siegel secara berturut-turut yaitu
1โ๐ โ๐๐ก ๐ ๐๐ก ๐
dan ๐ โ๐๐ก๐
dapat dipandang sebagai fungsi dalam ๐ yang monoton turun. Hal ini juga dapat dilihat pada Gambar 3.2. Menurut Diebold dan Li (2006) kesamaan karakteristik faktor pengali ๐ dan ๐ mengakibatkan faktor ini sulit untuk diinterpretasikan tidak seperti pada model instantaneous forward rate. Selain itu, terdapat kesulitan dalam proses estimasi parameter secara tepat, hal ini dikarenakan adanya koheransi tinggi antara ketiga faktor tersebut yang dapat menunjukkan kecenderungan adanya multikoliniearitas. Untuk lebih jelas mengenai masalah multikolinearitas dapat dilihat pada Montgomery dkk (2001). Berdasarkan sumber tersebut, dijelaskan bahwa masalah multikolinearitas dapat mengakibatkan variansi yang besar pada taksiran parameter. Sehingga untuk mengatasi masalah tersebut, Diebold dan Li (2006) melakukan modifikasi pada persamaan (3.3) yang akan dibahas pada subbab berikutnya.
Gambar 3.2 Grafik faktor pengali model Nelson Siegel dengan ๐๐ก = 1/3 , ๐๐ก = 1, dan ๐๐ก = 3
Universitas Indonesia
32
3.2. Model Dinamik Nelson Siegel
Untuk mengatasi masalah yang telah dibahas sebelumnya pada model Nelson Siegel, Diebold dan Li (2006) mengubah parameter dari persamaan (3.3) menjadi ๐ฆ๐ก (๐) = ๐ฝ1๐ก + ๐ฝ2๐ก [
1 โ ๐ โ๐๐ก ๐ 1 โ ๐ โ๐๐ก๐ ] + ๐ฝ3๐ก [ โ ๐ โ๐๐ก๐ ] ๐๐ก ๐ ๐๐ก ๐
(3.4)
dengan ๐ = ๐ฝ1๐ก , ๐ = ๐ฝ2๐ก + ๐ฝ3๐ก , dan ๐ = โ๐ฝ3๐ก . ๐ฆ๐ก (๐) merupakan yield to maturity pada saat ๐ก dengan waktu jatuh tempo ๐. Berdasarkan persamaan (3.4), Diebold dan Li (2006) menginterpretasikan parameter ๐๐ก sebagai parameter penentu laju penurunan eksponensial. Selain itu, mereka juga memperoleh bahwa nilai ๐๐ก yang kecil menghasilkan penurunan yang lambat pada kurva yield sehingga cocok pada kurva yield dengan waktu jatuh tempo panjang, sedangkan nilai ๐๐ก yang besar menghasilkan penurunan yang cepat pada kurva yield sehingga cocok pada kurva yield dengan waktu jatuh tempo pendek. Pengaruh nilai ๐๐ก dapat dilihat pada Gambar 4.6 halaman 48. Dengan menggunakan cara interpretasi yang sama seperti instantaneous forward rate Nelson Siegel, Diebold dan Li (2006) menginterpretasikan faktor pengali dari ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก pada persamaan (3.4) yaitu secara berturut-turut 1 sebagai long-term,
1โ๐ โ๐๐ก ๐ ๐๐ก ๐
sebagai short-term, dan
1โ๐ โ๐๐ก ๐ ๐๐ก ๐
โ ๐ โ๐๐ก๐ sebagai
medium-term. Selain itu, mereka juga menginterpretasikan parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก secara berturut-turut sebagai faktor level, slope, dan curvature. Perubahan pada ๐ฝ1๐ก akan mengubah kurva yield secara uniform, sehingga ๐ฝ1๐ก disebut sebagai faktor level. Berdasarkan faktor pengali ๐ฝ2๐ก , nilai ๐ฝ2๐ก memiliki peranan cukup besar terhadap yield to maturity ๐ฆ๐ก (๐) ketika nilai ๐ kecil. Peningkatan nilai ๐ฝ2๐ก akan meningkatkan yield to maturity dengan waktu jatuh tempo pendek dibandingkan dengan yield to maturity dengan waktu jatuh tempo panjang. Peningkatan yield to maturity ini menyebabkan perubahan slope dari kurva yield. Universitas Indonesia
33
Frankel dan Lown (1994) mendefinisikan slope dari kurva yield sebagai lim ๐ฆ๐ก (๐) โ lim+ ๐ฆ๐ก (๐), yang nilainya sama dengan โ๐ฝ2๐ก (Diebold dan Li, 2006).
๐โโ
๐โ0
Hal ini menunjukkan ๐ฝ2๐ก merupakan komponen slope dari kurva yield, sehingga ๐ฝ2๐ก disebut sebagai faktor slope. Sedangkan berdasarkan faktor pengali ๐ฝ3๐ก , peningkatan ๐ฝ3๐ก tidak akan memberikan pengaruh besar pada yield to maturity dengan waktu jatuh tempo pendek dan panjang, namun memberikan pengaruh yang cukup besar pada medium-term. Selain itu faktor pengali ๐ฝ3๐ก pada dasarnya merupakan gradient dari faktor pengali ๐ฝ2๐ก ,
1โ๐ โ๐๐ก ๐ ๐๐ก ๐
๐
1โ๐ โ๐๐ก ๐
โ ๐ โ๐๐ก ๐ = โ๐ ๐๐ (
๐๐ก ๐
),
sehingga ๐ฝ3๐ก disebut sebagai faktor curvature (Hurn dkk, 2005). Untuk lebih jelas mengenai pengaruh dari level, slope, dan curvature pada kurva yield dapat dilihat pada Gambar 3.3. Ketiga grafik berwarna merah pada gambar ini merupakan kurva yield berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel dengan mensubtitusikan ๐๐ก = 0.06, ๐ฝ1๐ก = 7.5, ๐ฝ2๐ก = โ2, dan ๐ฝ3๐ก = โ0.2 pada persamaan (3.4). Gambar 3.3 kiri merupakan gambaran pengaruh level pada kurva yield, grafik berwarna merah merupakan kurva yield sebenarnya, sedangkan grafik biru merupakan kurva yield yang terbentuk akibat peningkatan level (dari ๐ฝ1๐ก = 7.5 menjadi ๐ฝ1๐ก = 8). Berdasarkan gambar ini, diperoleh bahwa peningkatan level akan meningkatkan kurva yield secara uniform. Gambar 3.3 tengah merupakan gambaran pengaruh slope pada kurva yield, grafik berwarna merah merupakan kurva yield sebenarnya, sedangkan grafik biru merupakan kurva yield yang terbentuk akibat peningkatan slope (dari ๐ฝ2๐ก = โ2 menjadi ๐ฝ2๐ก = โ1). Berdasarkan gambar ini, diperoleh bahwa peningkatan slope akan mempengaruhi kemiringan kurva yield terutama pada waktu jatuh tempo ๐ < 40 (lingkaran berwarna hijau). Sedangkan Gambar 3.3 kanan merupakan gambaran pengaruh curvature pada kurva yield, grafik berwarna merah merupakan kurva yield sebenarnya, sedangkan grafik biru merupakan kurva yield yang terbentuk akibat peningkatan curvature (dari ๐ฝ3๐ก = โ0.2 menjadi ๐ฝ3๐ก = 1.3). Berdasarkan gambar ini, diperoleh bahwa peningkatan curvature akan meningkatkan kurva yield terutama untuk bagian menengah, yaitu waktu jatuh tempo antara 30 < ๐ < 70 (lingkaran berwarna hijau). Selain itu bentuk kurva yield semakin berbentuk hump dengan adanya peningkatan nilai ๐ฝ3๐ก . Universitas Indonesia
34
Gambar 3.3 Pengaruh level, slope, dan curvature pada kurva yield
Setelah membahas model Dinamik Nelson Siegel dan hasil interpretasi faktor pengali ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก secara berturut-turut sebagai level, slope, dan curvature. Maka pada subbab berikutnya dibahas mengenai proses estimasi parameter pada model Dinamik Nelson Siegel.
3.3. Estimasi Parameter Model Dinamik Nelson Siegel
Estimasi parameter {๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , ๐ฝ3๐ก , ๐๐ก } pada model Dinamik Nelson Siegel dapat dilakukan dengan metode nonlinear least square untuk setiap ๐ก. Namun, jika parameter ๐๐ก pada persamaan (3.4) berupa nilai yang tetap, estimasi parameter {๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , ๐ฝ3๐ก } dapat dilakukan dengan metode OLS. Dengan memberikan nilai ๐๐ก tertentu, proses estimasi parameter {๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , ๐ฝ3๐ก } dengan metode OLS selain lebih sederhana, namun juga secara numerik lebih dapat diandalkan. Hal ini dikarenakan adanya solusi trivial dari metode OLS dibandingkan metode nonlinear least square. Sehingga sebelum melakukan estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก , terlebih dahulu dilakukan estimasi terhadap parameter ๐๐ก . Menurut Diebold dan Li (2006) ๐๐ก merupakan parameter yang dapat memaksimumkan faktor pengali dari ๐ฝ3๐ก pada saat medium-term. Lebih lanjut, menurut mereka untuk menyederhanakan proses estimasi model Dinamik Nelson Siegel, parameter ๐๐ก diasumsikan konstan (๐๐ก = ๐). Universitas Indonesia
35
Proses awal dalam estimasi parameter ๐๐ก dapat dilakukan dengan cara mendefinisikan fungsi ๐(๐) sebagai faktor pengali dari ๐ฝ3๐ก pada persamaan (3.4) dengan mensubtitusikan ๐๐ก = ๐. Fungsi ๐(๐) dapat ditulis menjadi ๐(๐) =
1 โ ๐ โ๐๐ โ ๐ โ๐๐ . ๐๐
(3.5)
Berdasarkan Diebold dan Li (2006), waktu jatuh tempo dua sampai tiga tahun biasa digunakan untuk menggambarkan faktor medium-term. Sehingga digunakan rata-rata dari dua dan tiga tahun, yaitu waktu jatuh tempo tiga puluh bulan (2,5 tahun). Dengan mengambil ๐ = 2,5, persamaan di atas menjadi ๐(๐) =
1 โ ๐ โ2,5๐ โ ๐ โ2,5๐ . 2,5๐
Nilai ๐ yang dapat memaksimumkan fungsi ๐ diperoleh dengan cara mencari akar dari turunan pertama fungsi ๐ terhadap ๐. ๐๐(๐) =0 ๐๐ 2,5๐๐ โ2,5๐ โ (1 โ ๐ โ2,5๐ ) + (2,5๐)2 ๐ โ2,5๐ = 0. 2,5๐2 Dari persamaan di atas, terlihat bahwa solusi eksplisit untuk ๐ sulit diperoleh. Oleh karena itu, akan dilakukan pendekatan numerik dengan metode Newton-Raphson. Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut 1. Menentukan nilai taksiran awal dari ๐, misalkan ๐0 . Nilai ๐0 = 0.077 dipilih berdasarkan nilai ๐ yang digunakan Yu dan Zivot (2011). 2. Menghitung nilai ๐ secara iteratif dengan formula ๐๐(๐)
| ๐๐ ๐ ๐๐ = ๐๐โ1 โ ๐2 ๐(๐) ๐โ1 | ๐๐2
๐๐โ1
dengan ๐2 ๐(๐) 2(1 โ ๐ โ2,5๐ ) โ 2.2,5. ๐๐ โ2,5๐ โ (2,5๐)2 ๐ โ2,5๐ โ (2,5๐)3 ๐ โ2,5๐ = . ๐๐2 2,5๐3
Universitas Indonesia
36
3. Ulangi langkah 2 hingga
|๐๐ โ๐๐โ1 | |๐๐โ1 |
kurang dari toleransi yang dikehendaki.
Setelah diperoleh taksiran dari ๐ maka dapat dilakukan estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก dengan metode OLS. Misalkan pada waktu k terdapat n yield to maturity ๐ฆ๐ (๐๐ ), untuk waktu jatuh tempo ๐1 , ๐2 , โฆ . , ๐๐ yang berbeda. Dengan menggunakan persamaan (3.4) dan ๐๐ = ๐ dapat diperoleh persamaan 1 โ ๐ โ๐๐๐ 1 โ ๐ โ๐๐๐ ๐ฆ๐ (๐๐ ) = ๐ฝ1๐ + ๐ฝ2๐ [ ] + ๐ฝ3๐ [ โ ๐ โ๐๐๐ ] , ๐ = 1,2, โฆ , ๐ ๐๐๐ ๐๐๐ atau dalam bentuk matriks dapat dinyatakan dengan 1 โ ๐ โ๐๐1 1 ๐๐1 ๐ฆ๐ (๐1 ) 1 โ ๐ โ๐๐2 ๐ฆ๐ (๐2 ) 1 [ ]= ๐๐2 โฎ โฎ โฎ ๐ฆ๐ (๐๐ ) 1 โ ๐ โ๐๐๐ 1 [ ๐๐๐
1 โ ๐ โ๐๐1 โ ๐ โ๐๐1 ๐๐1 ๐ฝ1๐ 1 โ ๐ โ๐๐2 โ ๐ โ๐๐2 [๐ฝ ] 2๐ ๐๐2 ๐ฝ 3๐ โฎ โ๐๐๐ 1โ๐ โ ๐ โ๐๐๐ ๐๐๐ ]
๐๐ = ๐ . ๐ท ๐ (๐๐ฅ1) (๐๐ฅ3) (3๐ฅ1) Jika invers ๐๐ ๐ ada, maka berdasarkan subbab 2.5.1, parameter ๐ฝ1๐ , ๐ฝ2๐ , dan ๐ฝ3๐ dapat dicari dengan metode least square berikut ฬ ๐ = (๐๐ ๐)โ1 ๐๐ ๐๐ . ๐ท
(3.6)
ฬ ๐ = {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ } merupakan hasil estimasi parameter ๐ท๐ ={๐ฝ1๐ , ๐ฝ2๐ , ๐ฝ3๐ } ๐ท pada waktu ๐. Untuk ๐ = 1,2, โฆ , ๐ก, akan diperoleh {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐ก๐=1. Setelah memperoleh hasil taksiran parameter dari model Dinamik Nelson Siegel, tahap selanjutnya adalah proses peramalan. Dalam proses peramalan Diebold dan Li (2006) memodelkan {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐ก๐=1 ke dalam model runtun waktu untuk meramal yield to maturity pada saat ๐ก + โ, โ > 0 bilangan bulat.
Universitas Indonesia
37
Sehingga pada subbab berikutnya akan dibahas mengenai peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan menggunakan model runtun waktu.
3.4. Proses Peramalan Model Dinamik Nelson Siegel
Berdasarkan subbab sebelumnya, akan diperoleh {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐ก๐=1. Dimana himpunan tersebut membentuk barisan pengamatan yang terurut dalam waktu tertentu. Sehingga model yang digunakan untuk memodelkan {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐ก๐=1 adalah model runtun waktu. Diebold dan Li memodelkan {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐ก๐=1 ke dalam bentuk proses runtun waktu AR(1) untuk memperoleh hasil ramalan ๐ฝฬ1,๐ก+โ , ๐ฝฬ2,๐ก+โ , dan ๐ฝฬ3,๐ก+โ . Menurut mereka, model AR(1) dianggap dapat menjadi tolak ukur dalam meramalkan data berdasarkan informasi sebelumnya, model ini juga merupakan model autoregresi paling sederhana. Peramalan yield to maturity berdasarkan model AR(1) adalah ๐ฆฬ๐ก+โ|๐ก (๐๐ ) = ๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก + ๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก
1 โ ๐ โ๐๐๐ ๐๐๐
1 โ ๐ โ๐๐๐ + ๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก ( โ ๐ โ๐๐๐ ), ๐๐๐
(3.7)
dimana ๐ฝฬ๐,๐ก+โ|๐ก = ๐ฬ๐ + ๐พฬ๐ ๐ฝฬ๐๐ก , ๐ = 1,2,3.
(3.8)
dengan ๐ฆฬ๐ก+โ|๐ก (๐๐ )
: nilai peramalan yield to maturity pada waktu ๐ก + โ dengan diketahui yield to maturity sampai waktu ๐ก,
๐ฝฬ๐,๐ก+โ|๐ก
: nilai peramalan faktor ๐ฝฬ๐ pada waktu ๐ก + โ dengan diketahui faktor ๐ฝฬ๐ sampai waktu ๐ก.
Universitas Indonesia
38 ๐ฝฬ๐,๐ก+โ|๐ก pada persamaan (3.8) ekuivalen dengan ๐ฬ๐ก (โ) pada persamaan (2.7). Dalam proses implementasi, parameter ๐ฬ๐ dan ๐พฬ๐ merupakan parameter yang bergantung pada โ. Sehingga untuk mempermudah interpretasi, persamaan (3.8) dapat ditulis menjadi ๐ฝฬ๐,๐ก+โ|๐ก = ๐ฬ๐|โ + ๐พฬ๐|โ ๐ฝฬ๐๐ก , ๐ = 1,2,3.
(3.9)
dengan ๐ฬ๐|โ
: konstanta model AR (1) dari faktor ๐ฝฬ๐ dengan lead time โ,
๐พฬ๐|โ
: parameter model AR (1) dari faktor ๐ฝฬ๐ dengan lead time โ.
Untuk โ = 1, estimasi parameter ๐ฬ๐|1 dan ๐พฬ๐|1 dapat diperoleh dengan metode ๐ก least square. Misalkan telah diperoleh parameter {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐=1 , maka
parameter ๐ฬ๐|1 dan ๐พฬ๐|1 dapat dicari dengan persamaan ๐ฝฬ๐,๐ = ๐๐|1 + ๐พ๐|1 ๐ฝฬ๐,๐โ1 , ๐ = 1,2,3. Persamaaan di atas dapat dinyatakan dalam bentuk matriks berikut ๐ฝฬ๐,2 1 ๐ฝฬ๐,1 ๐ฝฬ๐,3 = 1 ๐ฝฬ๐,2 [๐๐|1 ] ๐พ๐|1 โฎ โฎ โฎ [ ๐ฝฬ๐,๐ก ] [1 ๐ฝฬ๐,๐กโ1 ] atau ditulis menjadi ๐ท๐ = ๐ฟ๐ ๐๐ , ๐ฝฬ๐,2 1 ฬ 1 dengan ๐ท๐ = ๐ฝ๐,3 , ๐ฟ๐ = โฎ โฎ [ ๐ฝฬ๐,๐ก ] [1 Jika (๐ฟ๐ ๐ ๐ฟ๐ )
โ1
๐ฝฬ๐,1 ๐ฝฬ๐,2 , dan ๐ = [๐๐|1 ]. ๐ ๐พ๐|1 โฎ ๐ฝฬ๐,๐กโ1 ]
ada, maka berdasarkan subbab 2.5.1, estimasi parameter ๐๐|1 dan
๐พ๐|1 adalah Universitas Indonesia
39 โ1
(3.10)
๐ฬ๐ = (๐ฟ๐ ๐ ๐ฟ๐ ) ๐ฟ๐ ๐ท๐ , ๐
dengan ๐ฬ๐ = (๐ฬ๐|1 ๐พฬ๐|1 ) . Untuk โ > 1, estimasi parameter ๐๐|โ dan ๐พ๐|โ dapat diperoleh dengan menggunakan hasil dari persamaan (3.10) dan persamaan (2.11). Berikut ini adalah persamaan estimasi parameter ๐๐|โ dan ๐พ๐|โ untuk โ > 1:
๐ฬ๐|โ = ๐ฬ๐|1
โ (1 โ ๐พฬ๐|1 )
(1 โ ๐พฬ๐|1 )
(3.11)
โ dan ๐พฬ๐|โ = ๐พฬ๐|1 .
Setelah memperoleh ๐ฬ๐|โ dan ๐พฬ๐|โ , ๐ = 1,2,3, langkah selanjutnya adalah mensubtitusikan parameter tersebut ke dalam persamaan (3.9). Kemudian hasil persamaan (3.9) disubtitusikan ke dalam persamaan (3.7). Sehingga akan diperoleh peramalan yield to maturity dengan jatuh tempo ๐๐ pada waktu ๐ก + ๐ก โ berdasarkan parameter {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐=1 .
Untuk mengevaluasi hasil dari peramalan, didefinisikan error peramalan pada saat ๐ก + โ sebagai selisih dari yield to maturity dengan waktu jatuh tempo ๐๐ dari data sebenarnya ๐ฆ๐ก+โ (๐๐ ) terhadap hasil peramalan ๐ฆฬ๐ก+โ|๐ก (๐๐ ) berdasarkan persamaan (3.7). Sehingga error peramalan dapat dinyatakan sebagai ๐ฆ๐ก+โ (๐๐ ) โ ๐ฆฬ๐ก+โ|๐ก (๐๐ ). Sedangkan akar dari rata-rata jumlah kuadrat error peramalan (RMSE) untuk waktu jatuh tempo ๐๐ didefinisikan sebagai berikut ๐
๐
๐๐๐ธ(๐๐ ) = โ
๐ โ๐ก=1 (๐ฆ๐ก+โ (๐๐ ) โ ๐ฆฬ๐ก+โ|๐ก (๐๐ ))
๐๐
2
,
(3.12)
dengan ๐๐ adalah banyaknya data hasil peramalan yield to maturity dengan waktu jatuh tempo ๐๐ . Nilai RMSE yang besar mengidentifikasikan bahwa proses peramalan kurang baik dalam mengaproksimasi data sebenarnya.
Universitas Indonesia
BAB 4 IMPLEMENTASI MODEL DINAMIK NELSON SIEGEL
Pada bab ini akan dibahas implementasi model Dinamik Nelson Siegel. Secara garis besar, proses implementasi ini dapat digambarkan melalui skema berikut Data historis yield to maturity harian
Metode Newton Raphson dan metode OLS
Taksiran parameter model Dinamik Nelson Siegel
Fitting kurva yield Analisis runtun waktu dan metode OLS Evaluasi hasil peramalan Peramalan
Peramalan yield to maturity harian
Gambar 4.1 Skema implementasi Model Dinamik Nelson Siegel Skema pada Gambar 4.1 secara singkat dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Data historis yang digunakan untuk implementasi model Dinamik Nelson Siegel adalah data yield to maturity harian dan berlaku untuk beberapa waktu jatuh tempo zero coupon bond. 2. Taksiran parameter model Dinamik Nelson Siegel diperoleh dengan menggunakan metode Newton-Raphson dan metode OLS (Ordinary Least Square) seperti yang telah dijelaskan pada subbab 3.3. 3. Proses fitting kurva yield dilakukan dengan cara membandingkan yield to maturity berdasarkan data sebenarnya dan model Dinamik Nelson Siegel. 4. Peramalan yield to maturity diperoleh dengan cara memodelkan parameter model Dinamik Nelson Siegel ke dalam model runtun waktu seperti pada
40
Universitas Indonesia
41
subbab 2.3. Kemudian dilakukan peramalan seperti yang telah dijelaskan pada subbab 3.4. 5. Setelah diperoleh peramalan yield to maturity, selanjutnya akan dilakukan evalusi hasil peramalan berdasarkan RMSE yang dihasilkan. Sebelum membahas mengenai implementasi model Dinamik Nelson Siegel, akan dibahas terlebih dahulu mengenai data yang digunakan.
4.1. Data
Data yang digunakan adalah data yield to maturity obligasi zero coupon dari Bank of Cananda. Data yang diambil adalah data harian mulai dari 4 April 2012 sampai 19 April 2013 dengan 30 masa jatuh tempo yang berbeda, yaitu 1-30 tahun. Data tersebut dapat diunduh di (www.bankofcanada.ca). Table 4.1 merupakan potongan data yield to maturity dari 4 April 2012 - 19 April 2013 dengan waktu jatuh tempo 1-30 tahun per periode (tanggal). Tabel 4.1 Data yield to maturity dari 4 April 2012 -19 April 2013 Waktu Jatuh tempo (tahun)
No (๐ก)
Tanggal 1
2
3
โฏ
29
30
1
4/4/2012
0.01061436
0.01233463
0.01380714
โฏ
0.02766343
0.02753649
2
4/5/2012
0.01086176
0.01269648
0.01417832
โฏ
0.02758746
0.02746162
3
4/9/2012
0.01075769
0.01251477
0.01387199
โฏ
0.02709729
0.02696975
โฎ โฎ
โฎ โฎ
โฎ โฎ
โฎ โฎ
โฎ โฎ
โฎ โฎ
โฎ โฎ
258
4/17/2013
0.00966339
0.00963938
0.01033581
โฏ
0.0244522
0.02431288
259
4/18/2013
0.0096863
0.00968752
0.01039626
โฏ
0.02441204
0.02427041
260
4/19/2013
0.0096899
0.00969212
0.01042253
โฏ
0.02447014
0.02433078
Setelah memperoleh data, selanjutnya data tersebut akan dibagi menjadi dua bagian. Pertama adalah data simulasi (in sample) yang akan digunakan untuk melakukan taksiran parameter pada model Dinamik Nelson Siegel. Data in sample ini dimulai dari 4 April 2012 sampai 22 Januari 2013 (200 hari). Bagian kedua adalah data tester (out of sample), data ini digunakan untuk melihat kinerja Universitas Indonesia
42
peramalan dengan menggunakan model Dinamik Nelson Siegel. Data out of sample ini dimulai dari 23 Januari 2013 sampai 19 April 2013 (60 hari). Berikut ini adalah gambar tiga dimensi dan statistik deskriptif data in sample yang digunakan
Gambar 4.2 Kurva Yield dari 4 April 2012 - 22 Januari 2013
Berdasarkan Gambar 4.2 terlihat bahwa secara umum makin lama waktu jatuh tempo, maka akan makin besar yield yang akan diperoleh. Namun pada waktu jatuh tempo di atas 20 tahun bentuk dari kurva yield cenderung horizontal, bahkan mengalami penurunan. Hal ini juga dapat terlihat dari rata-rata yield to maturity pada Gambar 4.3 Menurut Manullang (2010) bentuk kurva yield yang cenderung horizontal pada waktu jatuh tempo panjang dapat terjadi karena dua hal yaitu (1) meskipun investor memiliki ekspektasi mengenai tingkat bunga di masa yang akan datang untuk jangka pendek, menengah, dan panjang, ekspektasi jangka panjang lebih bersifat tersebar sehingga sulit untuk mengukur perbedaan pada jangka panjang; (2) Risiko premium cenderung stabil dalam waktu yang lebih lama. Risiko premium dapat dibedakan menjadi dua, yaitu The Liquidity Premium dan The Universitas Indonesia
43
Preferred Habit. The Liquidity Premium berarti bahwa investor lebih tertarik untuk mempertahankan obligasi dengan masa jatuh tempo yang lebih lama dengan harapan obligasi memberikan tingkat pengembalian yang tinggi (pada tingkat risiko premium tertentu) sehingga mampu menyeimbangkan volatilitas yang tinggi dari obligasi tersebut. The Preffered Habitat, mengemukakan bahwa investor tidak selalu berniat untuk melikuidasi investasinya secepat mungkin, biasanya dipengaruhi oleh kondisi kewajiban investor.
Gambar 4.3 Output Matlab: Statistik deskriptif yield to maturity dari 4 April 2012 -22 Januari 2013 Berdasarkan data yield to maturity tersebut, akan dilakukan implementasi model Dinamik Nelson Siegel. Sehingga pada subbab selanjutnya akan dibahas mengenai implementasi model Dinamik Nelson Siegel.
Universitas Indonesia
44
4.2. Implementasi Model Dinamik Nelson Siegel
Proses implementasi model Dinamik Nelson Siegel terdiri dari tiga langkah. Langkah pertama adalah mencari taksiran parameter model Dinamik Nelson Siegel. Taksiran parameter ๐๐ก pada persamaan (3.4) diperoleh dengan menggunakan metode Newton-Raphson. Kemudian, nilai taksiran ๐๐ก ini akan digunakan dalam proses estimasi ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก melalui metode OLS, seperti yang telah dibahas di dalam subbab 3.3. Proses taksiran dengan metode OLS dilakukan secara berkala (periode per periode) mulai dari yield to maturity dari obligasi yang diterbitkan pada 4 April 2012 sampai 22 Januari 2013. Sehingga akan diperoleh data runtun waktu {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , ๐ฝฬ3๐ก }. Langkah kedua adalah proses fitting kurva yield berdasarkan hasil estimasi parameter model Dinamik Nelson Siegel dengan data sebenarnya. Karena proses pemodelan ini menghasilkan banyak kurva yield (dalam penelitian ini terbentuk 200 kurva yield), maka proses fitting dilakukan dengan membandingkan rata-rata yield to maturity sebenarnya dan berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel yang berkaitan dengan rata-rata dari {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , ๐ฝฬ3๐ก }. Selain itu, proses ini juga dilakukan pada kurva yield tanggal tertentu yang di pilih secara acak. Langkah terakhir adalah peramalan yield to maturity untuk obligasi yang diterbitkan pada tanggal 23 Januari 2013 sampai 19 April 2013. Seperti yang telah dibahas pada subbab 3.4, peramalan yield to maturity dilakukan dengan cara memodelkan dan meramal {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , ๐ฝฬ3๐ก } ke dalam model runtun waktu AR(1). Sehingga pada langkah ini, akan dilakukan pengecekkan {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , ๐ฝฬ3๐ก } mengikuti proses AR(1) yang dapat dibagi menjadi empat tahap. Pertama, pengecekkan kestasioneran dari {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , ๐ฝฬ3๐ก } dengan menggunakan uji unit root seperti yang telah dibahas pada subbab 2.3.4. Kedua adalah tahap identifikasi berdasarkan grafik korelogram ACF (Autocorrelatian Function) dan PACF (Partial Autocorrelation Function). Tahap ketiga adalah proses fitting antara model AR(1) dengan {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , ๐ฝฬ3๐ก } berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel. Tahap keempat adalah tes diagnostik. Pada tes diagnostik, akan dilakukan pengecekkan residual dari model AR(1) mengikuti proses white noise. Setelah diperoleh residual Universitas Indonesia
45
mengikuti proses white noise, selanjutnya dilakukan proses peramalan yield to maturity, seperti yang telah dibahas pada subbab 3.4. Setelah mengetahui langkah-langkah implementasi model Dinamik Nelson Siegel, berikut akan dijabarkan proses-proses dan hasil implementasinya pada data yield to maturity Bank of Canada. Proses implementasi diawali dengan mengestimasi parameter ๐๐ก . Berdasarkan subbab 3.3, parameter ๐๐ก merupakan parameter konstan (๐๐ก = ๐) yang dapat memaksimumkan faktor pengali dari ๐ฝ3๐ก pada saat medium-term. Dimana medium-term ini didefinisikan sebagai waktu jatuh tempo tepat 2,5 tahun. Parameter ini dapat diperoleh dengan menggunakan metode Newton-Raphson. Dengan mengambil medium-term ๐ = 2,5 tahun dan nilai awal parameter ๐0 = 0.077 (nilai ๐ yang digunakan Yu dan Zivot (2011)) dengan toleransi = 10โ6 akan diperoleh nilai taksiran ๐ฬ = 0.7173. Selanjutnya nilai ๐ฬ ini akan digunakan untuk menaksir parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก dengan metode OLS periode per periode. Tabel 4.2 merupakan potongan hasil estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก dengan ๐ฬ = 0.7173. Tabel 4.2 Hasil estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก dari 4 April 2012 -19 April 2013 dengan ๐ฬ = 0.7173 ๐ฝฬ2๐ก
๐ฝฬ3๐ก
No(๐ก)
Tanggal
๐ฝฬ1๐ก
1
4/4/2012
0.0313
-0.0136
-0.0445
2
4/5/2012
0.0311
-0.0134
-0.0431
3
4/9/2012
0.0306
-0.0123
-0.0442
โฎ โฎ
โฎ โฎ
198
1/18/2013
0.0291
-0.0091
-0.0467
199
1/21/2013
0.0292
-0.0093
-0.0465
200
1/22/2013
0.0291
-0.0089
-0.0475
โฎ โฎ
โฎ โฎ
โฎ โฎ
Berdasarkan tabel di atas diperoleh statistik deskriptif dari {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , dan ๐ฝฬ3๐ก } dengan ๐ฬ = 0.7173 sebagai berikut :
Universitas Indonesia
46
Gambar 4.4 Output Matlab: statistik deskriptif dari estimasi ๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , dan ๐ฝฬ3๐ก dengan ๐ฬ = 0.7173 pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013
Proses estimasi ๐๐ก berdasarkan Diebold dan Li (2006) akan selalu menghasilkan nilai ๐ฬ yang sama untuk setiap kasus data. Namun pada kenyataannya parameter ini sangat mempengaruhi hasil aproksimasi model terhadap data. Yu dan Salyards (2009) menemukan bahwa terdapat perbedaan nilai optimal ๐ antara investment-grade dan speculative-grade (Yu dan Zivot, 2011). Investment-grade merupakan obligasi yang berada pada peringkat AAA sampai BB-, sedangkan speculative-grade merupakan obligasi yang berada pada peringkat BBB+ sampai D. Sehingga diperlukan suatu cara untuk memperoleh ๐ yang optimal untuk setiap kasus obligasi. Berdasarkan Rostan dan Rostan (2012), nilai ๐๐ก merupakan parameter yang konstan dan diperoleh dengan meminimumkan rata-rata RMSE dari setiap periode. Dalam penelitian ini akan dilakukan evaluasi per waktu jatuh tempo, sehingga akan dicari nilai ๐๐ก yang dapat meminimumkan rata-rata RMSE dari setiap waktu jatuh tempo. Dengan menggabungkan proses estimasi pada Diebold dan Li (2006) dengan Rostan dan Rosan (2012), maka parameter ๐๐ก akan diperoleh melalui langkah berikut: 1) Inisialisasi vektor berukuran (1๐ฅ30) yang berisi waktu jatuh tempo. 2) Untuk waktu jatuh tempo ke-๐, akan dicari estimasi ๐๐ก dengan menggunakan metode Newton-Raphson. 3) Estimasi dari ๐๐ก digunakan untuk mengestimasi parameter {๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , ๐ฝ3๐ก } menggunakan metode OLS. 4) Menghitung ๐๐๐ก๐ โ ๐๐๐ก๐ ๐
๐๐๐ธ๐ dari setiap waktu jatuh tempo. 5) Ulangi langkah 2-4 untuk ๐ = 1,2, โฆ ,30. 6) Pilih ๐๐ก ke โ ๐ yang memenuhi min ๐๐๐ก๐ โ ๐๐๐ก๐ ๐
๐๐๐ธ๐ . 1โค๐โค30
Universitas Indonesia
47
Berdasarkan proses iterasi di atas diperoleh ๐ = 5 tahun dan ๐๐ก = 0.3587. Hasil dari proses estimasi ini digambarkan dalam Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Hubungan nilai ๐ฬ dengan rata-rata RMSE pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013
Berdasarkan Gambar 4.5 pada nilai ๐๐ก antara 0 sampai 0,1 terdapat kecenderungan makin kecil ๐๐ก maka akan semakin kecil rata-rata RMSE yang akan dihasilkan. Sehingga akan dipilih ๐๐ก mendekati nol, misalkan ๐๐ก = 0.001, kemudian akan dicari estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , ๐ฝ3๐ก . Berdasarkan Gambar 4.6, diperoleh bahwa dengan ๐๐ก = 0.001 hasil aproksimasi rata-rata kurva yield dari model Dinamik Nelson Siegel lebih baik dalam menggambarkan rata-rata data in sample dibandingkan dengan nilai ๐๐ก = 0.3587 dan ๐๐ก = 0.7173. Dari gambar tersebut juga dapat diperoleh bahwa makin kecil nilai ๐๐ก maka model Dinamik Nelson Siegel akan semakin fit dalam mengaproksimasi data yield to maturity dengan waktu jatuh tempo panjang. Berdasarkan rata-rata RMSE dengan ๐๐ก = 0.001, ๐๐ก = 0.3587 dan ๐๐ก = 0.7173, diperoleh bahwa ๐๐ก = 0.001 menghasilkan rata-rata RMSE terkecil, sedangkan ๐๐ก = 0.7173 menghasilkan rata-rata RMSE terbesar. Namun pada kenyataannya proses estimasi ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , ๐ฝ3๐ก dengan ๐๐ก = 0.001 cenderung mengalami multikolinearitas. Menurut Nachrowi dan Usman (2006), salah satu cara dalam mendeteksi adanya multikolinearitas dapat dilihat Universitas Indonesia
48
dari korelasi antar variabel bebas. Jika kuadrat dari korelasi tersebut kurang dari 0.8, maka model tidak mempunyai kolinearitas. Pada model Dinamik Nelson Siegel, yang menjadi variabel bebas adalah faktor pengali dari ๐ฝ2๐ก dan ๐ฝ3๐ก pada persamaan (3.4). Dengan ๐๐ก = 0.001 diperoleh korelasi antara faktor pengali ๐ฝ2๐ก dan ๐ฝ3๐ก sebesar โ1. Sedangkan untuk ๐๐ก = 0.3587 dan ๐๐ก = 0.7173 nilai korelasinya secara berturut-turut sebesar 0.609 dan 0.851. Walaupun dengan ๐๐ก = 0.001 menghasilkan nilai rata-rata RMSE paling kecil namun karena cenderung mengalami multikolinearitas, maka pada proses selanjutnya akan digunakan ๐๐ก = 0.3587. Dari gambar ini juga diperoleh bahwa semakin kecil nilai ๐๐ก maka bentuk kurva yield cenderung semakin hump untuk waktu jatuh tempo panjang dibandingkan dengan nilai ๐๐ก yang besar.
Gambar 4.6 Perbandingan kurva yield berdasarkan rata-rata data in sample dan rata-rata kurva yield model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ฬ = 0.001, ๐ฬ = 0.3587, dan ๐ฬ = 0.7173
Menurut Nawalkha dan Soto (2009), kurva yield memiliki empat bentuk yaitu normal shape, steep shape, humped shape, dan inverted shape (Manullang, 2010). Bentuk humped terjadi ketika adanya pergerakan dari kurva normal ke kurva inverted dan sebaliknya. Berdasarkan Gambar 4.6, grafik berwarna hijau dan biru merupakan contoh dari kurva yield berbentuk normal, sedangkan grafik Universitas Indonesia
49
berwarna hitam merupakan contoh dari bentuk humped. Bentuk normal umumnya menunjukkan keadaan ekonomi yang berkembang secara normal. Sedangkan bentuk humped biasanya terjadi pada saat pemain di pasar mengharapkan terjadinya pemulihan ekonomi jangka pendek yang diikuti oleh resesi sehingga terjadi perbedaan ekspektasi pada masa yang berbeda. Grafik berwarna hitam cenderung muncul akibat adanya kebijakan Bank Sentral untuk menaikkan tingkat bunga pada waktu jatuh tempo pendek sehingga memicu terjadinya perbaikan ekonomi yang berlebihan untuk jangka pendek. Berdasarkan Kellison (2009), medium-term berada pada waktu jatuh tempo antara satu tahun sampai tujuh tahun. Dari proses estimasi ๐๐ก diperoleh waktu jatuh tempo ๐ = 5 tahun. Karena waktu jatuh tempo 5 tahun termasuk dalam medium-term, maka hal ini sesuai dengan pernyataan Diebold dan Li (2006) bahwa ๐๐ก merupakan parameter yang dapat memaksimumkan faktor pengali dari ๐ฝ3๐ก pada saat medium-term. Tabel 4.3 merupakan potongan hasil estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก dengan ๐๐ก = 0.3587. Tabel 4.3 Hasil estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก dari 4 April 2012 -19 April 2013 dengan ๐ฬ = 0.3587 No(๐ก)
Tanggal
๐ฝ1๐ก
๐ฝ2๐ก
๐ฝ3๐ก
1
4/4/2012
0.0328
-0.0241
-0.0156
2
4/5/2012
0.0326
-0.0234
-0.0153
3 โฎ โฎ
4/9/2012 โฎ โฎ
0.0322 โฎ โฎ
-0.0227 โฎ โฎ
-0.0168 โฎ โฎ
198
1/18/2013
0.0309
-0.0204
-0.0202
199
1/21/2013
0.0311
-0.0205
-0.0201
200
1/22/2013
0.031
-0.0204
-0.0209
Berdasarkan tabel di atas diperoleh statistik deskriptif dari {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , dan ๐ฝฬ3๐ก } dengan ๐ฬ = 0.3587 sebagai berikut :
Gambar 4.7 Output Matlab: statistik deskriptif dari taksiran ๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , dan ๐ฝฬ3๐ก dengan ๐ฬ = 0.3587 pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013 Universitas Indonesia
50 Dengan menggunakan ๐ฬ = 0.3587, akan dilakukan fitting model terhadap data. Proses fitting dilakukan dengan cara membandingkan rata-rata dari data yield to maturity per waktu jatuh temponya dengan model Dinamik Nelson Siegel yang bersesuaian dengan rata-rata dari {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก , dan ๐ฝฬ3๐ก } yang terdapat pada Gambar 4.7. Berdasarkan Gambar 4.8, yang merupakan perbandingan grafik dari rata-rata data yield to maturity dengan model Dinamik Nelson Siegel, diperoleh bahwa model dapat mengaproksimasi data dengan baik untuk waktu jatuh tempo kurang dari 13 tahun.
Gambar 4.8 Fitting rata-rata data in sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ฬ = 0.3587 pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013
Selain berdasarkan rata-rata, proses fitting juga dilakukan pada kurva yield pada tanggal tertentu. Dalam proses ini, dipilih empat kurva yield pada tanggal 30 April 2012, 23 Agustus 2012, 5 November 2012, dan 22 Januari 2013. Berdasarkan
Gambar 4.9 diperoleh bahwa dengan dipilih sembarang tanggal, model Dinamik Nelson Siegel dapat mengaproksimasi data yield to maturity dengan cukup baik, terutama untuk waktu jatuh tempo kurang dari 13 tahun. Sehingga berdasarkan Gambar 4.8 dan Gambar 4.9, model dinamik Nelson Siegel cukup fit dalam mengaproksimasi kurva yield, terutama untuk waktu jatuh tempo kurang dari 13 tahun. Universitas Indonesia
51
Gambar 4.9 Fitting kurva yield data sebenarnya dan berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ฬ = 0.3587 pada 30 April 2012, 23 Agustus 2012, 5 November 2012, dan 22 Januari 2013 Gambar 4.10 menunjukkan statistik deskriptif dari residual model Dinamik Nelson Siegel terhadap kurva yield. selain diberikan nilai RMSE untuk setiap waktu jatuh tempo, pada Gambar 4.10 juga diberikan nilai MAE (Mean Absolut Error), yaitu rata-rata dari relative error pada obligasi dengan waktu jatuh tempo tertentu. Berdasarkan gambar tersebut diperoleh bahwa nilai MAE dan RMSE terkecil berada pada waktu jatuh tempo 25 tahun, sedangkan terbesarnya berada pada waktu jatuh tempo 30 tahun. Untuk waktu jatuh tempo antara 1 โ 15 tahun diperoleh nilai MAE dan RMSE kurang dari 0.0005.
Universitas Indonesia
52
Gambar 4.10 Output Matlab: statistik deskriptif dari residual model Dinamik Nelson Siegel dengan ๐ฬ = 0.3587 pada 4 April 2012 - 22 Januari 2013
Setelah memperoleh semua parameter pada model Dinamik Nelson Siegel dan model sudah cukup fit. Tahap selanjutnya adalah proses peramalan yield to maturity. Seperti yang telah dibahas di subbab 3.4, peramalan yield to maturity pada model Dinamik Nelson Siegel dilakukan dengan memodelkan parameter {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก ,๐ฝฬ3๐ก } ke dalam bentuk model runtun waktu AR(1). Sehingga akan dilakukan pengecekan model runtun waktu. Analisis runtun waktu dengan pendekan Box Jenkins, mengasumsikan runtun waktu berupa data stasioner. Maka terlebih dahulu akan dilakukan pengujian kestasioneran menggunakan uji unit root. Proses pengujian ini menggunakan fungsi adftest pada Matlab, dengan menetapkan alpha=10% dan model pengujian berupa model random walk dengan driff. Berdasarkan Gambar 4.11 untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก }, diperoleh bahwa ๐ โ ๐ฃ๐๐๐ข๐ < ๐๐๐โ๐, maka ๐ป0 dari uji unit root ditolak. Sehingga diperoleh bahwa dengan tingkat kepercayaan 90% {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } stasioner. Universitas Indonesia
53
Gambar 4.11 Output Matlab: Uji unit root pada {๐ฝฬ1๐ก , ๐ฝฬ2๐ก ,๐ฝฬ3๐ก }
Setelah dilakukakan uji unit root, maka selanjutnya dilakukan analisis runtun waktu dengan pendekatan Box-Jenkins yang terdiri dari tiga tahap yaitu, tahap identifikasi, tahap fitting, dan tahap diagnostik. Pada tahap identifikasi dilakukan pemilihan model berdasarkan korelogram. Gambar 4.12 menunjukkan korelogram ACF (Autocorrelatian Function) dan PACF (Partial Autocorrelation Function) secara berturut-turut dari {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก }. Berdasarkan ketiga plot ACF, grafik korelasi mengalami penyusutan secara eksponensial dengan bertambahnya lag. Sedangkan dari ketiga plot PACF, diperoleh bahwa grafik korelasi di lag nol dan satu yang secara signifikan berada diluar garis berwarna biru. Garis biru merupakan garis interval kepercayaan untuk pengujian proses white noise dengan tingkat kepercayaan 95%. Sehingga berdasarkan plot ACF dan PACF, kandidat model untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } adalah AR(1).
Gambar 4.12 Grafik korelogram ACF dan PACF {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก }
Selanjutnya adalah tahap fitting, yaitu berupa penentuan nilai parameter pada model AR(1) dan pencocokkan model tersebut terhadap data pengamatan. Universitas Indonesia
54
Dengan menggunakan persamaan (3.10), diperoleh estimasi parameter dari model AR(1) adalah sebagai berikut: ๐ฝฬ1๐ก = 0.001923 + 0.936247๐ฝฬ1,๐กโ1 ,
(4.1)
๐ฝฬ2๐ก = โ0.002128 + 0.888541๐ฝฬ2,๐กโ1 , ๐ฝฬ3๐ก = โ0.001598 + 0.934189๐ฝฬ3,๐กโ1 . Berdasarkan persamaan di atas, akan dilakukan proses fitting terhadap {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } pada tabel 4.3, yang selanjunya disebut {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } OLS. Berdasarkan Gambar 4.13, diperoleh bahwa model AR(1) dapat mengaproksimasi estimasi {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } OLS.
Gambar 4.13 Grafik fitting {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } berdasarkan model AR(1) dan berdasarkan model Dinamik Nelson Siegel
Tahap terakhir dalam pendekatan Box-Jenkins adalah tahap diagnostik. Pada tahap ini akan dilakukan pengujian residual yang dihasilkan dari model AR(1) mengikuti proses white noise. Gambar 4.14 menunjukkan plot residual, korelogram ACF dan PACF secara berturut-turut dari model AR(1) untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก }. Dari gambar tersebut diperoleh bahwa mean dan variansi Universitas Indonesia
55
residual relatif konstan dan berdasarkan plot ACF dan PACF, hanya ada plot di lag nol yang secara signifikan berada diluar garis interval kepercayaannya. Sehingga dapat disimpulkan residual model AR(1) untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } mengikuti proses white noise. Setelah melewati tiga tahapan dalam metode BoxJenkins, tahap selanjutnya adalah proses peramalan.
Gambar 4.14 Grafik residual, korelogram ACF dan PACF secara berturut-turut dari model AR(1) untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } Pada proses peramalan, pertama akan dicek mean white noise apakah memiliki nilai nol. Proses pengecekkan menggunakan ujiโ๐ก. Proses pengujian ini menggunakan fungsi ttest pada Matlab, dengan menetapkan alpha=10% diperoleh bahwa dengan tingkat kepercayaan 90% mean white noise dari {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } bernilai nol . Hasil ini dapat dilihat pada Gambar 4.15. Dengan mean white noise nol, maka proses peramalan berdasarkan subbab 2.3.5 dapat dilakukan. Selain itu berdasarkan Wei (2006), jika residual dari proses AR (1) berupa white noise dengan mean nol maka estimasi parameter yang dihasilkan bersifat asymptotically unbiased dan konsisten.
Gambar 4.15 Output Matlab: Uji-t pada residual model AR(1) untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } Universitas Indonesia
56
Hasil pengujian dengan SPSS juga diperoleh bahwa mean dari residual model AR(1) untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } bernilai nol. Tabel 4.4 merupakan output one sample t-test dari SPSS. Tabel 4.4 Output SPSS: Uji-t pada residual model AR(1) untuk {๐ฝฬ1๐ก }, {๐ฝฬ2๐ก }, dan {๐ฝฬ3๐ก } Test Value = 0
t Error1 Error2 Error3
Sig. (2df tailed)
.000 198 .000 198 .000 198
95% Confidence Interval of the Difference Mean Difference
Lower
Upper
1.000 -8.3919597989771E-10 -3.553849389919E-5 1.000 .0000000005327 -5.143943811709E-5 1.000 -9.5477386954701E-11 -1.240753421703E-4
3.553681550723E-5 5.144050344372E-5 1.240751512155E-4
Setelah diperoleh mean white noise bernilai nol, tahap selanjutnya akan dilakukan proses peramalan seperti yang telah dijelaskan pada subbab 2.3.5. Berdasarkan subbab 3.4 dan persamaan (4.1) diperoleh model peramalan yield to maturity adalah sebagai berikut : ๐ฆฬ๐ก+โ|๐ก (๐๐ ) = ๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก + ๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก
1 โ ๐ โ๐๐๐ ๐๐๐
1 โ ๐ โ๐๐๐ + ๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก ( โ ๐ โ๐๐๐ ), ๐๐๐
(4.2)
dengan ๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก = 0.001923
(1 โ 0.936247โ ) + 0.936247โ ๐ฝฬ1,๐ก , (1 โ 0.936247)
๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก = โ0.002128 ๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก = โ0.001598
(1 โ 0.888541โ ) + 0.888541โ ๐ฝฬ2,๐ก , (1 โ 0.888541)
(4.3)
โ)
(1 โ 0.934189 + 0.934189โ ๐ฝฬ3,๐ก . (1 โ 0.934189)
Berdasarkan subbab sebelumnya, telah dibahas bahwa data out of sample merupakan data yield to maturity dari 23 Januari 2013 sampai 19 April 2013 (60 hari). Sehingga dilakukan peramalan yield to maturity dari tanggal 23 Januari 2013 sampai 19 April 2013 menggunakan persamaan di atas dengan forecast Universitas Indonesia
57
origin ๐ก = 200 dan lead time โ = 1,2, โฆ . ,60. Berdasarkan perhitungan tersebut, diperoleh perbandingan rata-rata data out of sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel yang bersesuaian dengan rata-rata dari {๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก } yang digambarkan pada Gambar 4.16. Gambar tersebut menunjukkan bahwa rata-rata peramalan model Dinamik Nelson Siegel dapat mengaproksimasi rata-rata data out of sample dengan cukup baik untuk waktu jatuh tempo kurang dari 10 tahun. Namun untuk waktu jatuh tempo lebih dari 10 tahun, hasil aproksimasinya kurang baik.
Gambar 4.16 Perbandingan rata-rata data out of sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel pada 23 Januari 2013 sampai 19 April 2013
Gambar 4.17 merupakan grafik perbandingan kurva yield data out of sample dan peramalan model Dinamik Nelson Siegel pada 12 Februari 2013, 7 Maret 2013, 28 Maret 2013, dan 19 April 2013. Dari gambar tersebut diperoleh bahwa peramalan model Dinamik Nelson Siegel dapat mengaproksimasi data out of sample dengan cukup baik untuk waktu jatuh tempo kurang dari 10 tahun pada 12 Februari 2013, 7 Maret 2013, dan 28 Maret 2013. Namun untuk kurva yield pada 19 April 2013, model peramalan Dinamik Nelson Siegel kurang baik dalam mengaproksimasi data sebenarnya untuk waktu jatuh tempo kurang dari 10 tahun. Universitas Indonesia
58
Hal ini juga menunjukkan bahwa model yang fit dalam in sample, belum tentu menghasilkan peramalan yang baik pada out of sample.
Gambar 4.17 Perbandingan data out of sample dan berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel pada 12 Februari 2013, 7 Maret 2013, 28 Maret 2013, dan 19 April 2013
Berikut akan dianalisa penyebab buruknya hasil peramalan model Dinamik Nelson Siegel. Hasil peramalan yield to maturity dengan model Dinamik Nelson Siegel diperoleh berdasarkan peramalan parameter {๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก } dalam model AR(1). Sehingga akan dilakukan pengecekkan hasil peramalan {๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก } berdasarkan persamaan (4.3) terhadap {๐ฝฬ1,๐ก+โ }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ } hasil estimasi OLS pada data out of sample (Tabel 4.5). Perbandingan tersebut digambarkan pada Gambar 4.18. Berdasarkan gambar 4.18 diperoleh bahwa {๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก } secara berturut-turut tidak dapat mengaproksimasi {๐ฝฬ1,๐ก+โ }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ }. Hal inilah yang menyebabkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel kurang dapat mengaproksimasi data out of sample dengan baik, tidak seperti pada data in sample. Sehingga dibutuhkan metode lain untuk memperbaiki hasil peramalan. Universitas Indonesia
59
Gambar 4.18 Fitting {๐ฝฬ1,๐ก+โ }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ } antara data out of sample dengan hasil peramalan AR(1) untuk โ = 1,2, โฆ ,60
Selanjutnya, akan diimplementasikan strategi lain dalam peramalan yield to maturity, yaitu dengan metode updating yang telah dibahas di subbab 2.3.5. Pada metode ini, proses peramalan akan di update setiap hari. Asumsi dalam proses updating ini adalah besarnya yield to maturity waktu ๐ก + โ โ 1 sudah diketahui dan akan digunakan dalam peramalan yield to maturity waktu ke ๐ก + โ. Berdasarkan persamaan (2.10) dan persamaan (4.3), persamaan updating untuk ๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก+1 , ๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก+1, dan ๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก+1 dengan diketahui observasi ๐ฝฬ1,๐ก+1, ๐ฝฬ2,๐ก+1 , dan ๐ฝฬ3,๐ก+1 adalah sebagai berikut : ๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก+1 = ๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก + 0.936247โโ1 (๐ฝฬ1,๐ก+1 โ ๐ฝฬ1,๐ก+1|๐ก ), ๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก+1 = ๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก + 0.888541โโ1 (๐ฝฬ2,๐ก+1 โ ๐ฝฬ2,๐ก+1|๐ก ), ๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก+1 = ๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก + 0.934189
โโ1
(4.4)
(๐ฝฬ3,๐ก+1 โ ๐ฝฬ3,๐ก+1|๐ก ).
Proses perhitungan ๐ฝฬ๐,๐ก+โ|๐ก+โโ1 , ๐ = 1,2,3 untuk โ = 1,2,3, . . ,60 dilakukan secara iteratif dengan membentuk matriks berikut : Universitas Indonesia
60 ๐ฝฬ๐,๐ก+1|๐ก ๐ฝฬ๐,๐ก+2|๐ก ๐ฝฬ๐,๐ก+3|๐ก
0
0
๐ฝฬ๐,๐ก+2|๐ก+1 ๐ฝฬ๐,๐ก+3|๐ก+1
0
๐ฝฬ๐,๐ก+59|๐ก+1 ๐ฝฬ๐,๐ก+60|๐ก+1
โฏ
๐ฝฬ๐,๐ก+3|๐ก+2
โฎ ๐ฝฬ๐,๐ก+59|๐ก [๐ฝฬ๐,๐ก+60|๐ก
0 0 0
0 0 0
โฑ ๐ฝฬ๐,๐ก+59|๐ก+2 ๐ฝฬ๐,๐ก+60|๐ก+2
.
โฎ ๐ฝฬ๐,๐ก+59|๐ก+58 ๐ฝฬ๐,๐ก+60|๐ก+58
โฏ
0 ๐ฝฬ๐,๐ก+60|๐ก+59 ]
Adapun langkah-langkah dalam pembentukkan matriks di atas antara lain : 1) Hitung persamaan (4.3) untuk โ = 1,2, โฆ ,60. Hasil perhitungan ini, akan diletakkan pada kolom pertama matriks di atas. 2) Dengan menggunakan persamaan (4.4), untuk โ = 2,3, โฆ ,60 dan ๐ = โ, โ + 1, โฆ ,60, hitung persamaan berikut ๐ฝฬ1,๐ก+๐|๐ก+โโ1 = ๐ฝฬ1,๐ก+๐|๐ก+โโ2 + 0.936247๐โโ+1 (๐ฝฬ1,๐ก+โโ1 โ ๐ฝฬ1,๐ก+โโ1|๐ก+โโ2 ), ๐ฝฬ2,๐ก+๐|๐ก+โโ1 = ๐ฝฬ2,๐ก+๐|๐ก+โโ2 + 0.888541๐โโ+1 (๐ฝฬ2,๐ก+โโ1 โ ๐ฝฬ2,๐ก+โโ1|๐ก+โโ2 ), ๐ฝฬ3,๐ก+๐|๐ก+โโ1 = ๐ฝฬ2,๐ก+๐|๐ก+โโ2 + 0.934189๐โโ+1 (๐ฝฬ3,๐ก+โโ1 โ ๐ฝฬ3,๐ก+โโ1|๐ก+โโ2 ). Hasil perhitungan persamaan di atas akan diletakkan pada kolom ke-โ matriks. 3) Hasil peramalan AR(1) dengan updating merupakan diagonal utama dari matriks di atas. Hasil updating parameter ๐ฝ1,๐ก+โ , ๐ฝ2,๐ก+โ , dan ๐ฝ3,๐ก+โ berdasarkan model AR (1) dapat dilihat pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Hasil estimasi parameter ๐ฝ1,๐ก+โ , ๐ฝ2,๐ก+โ , dan ๐ฝ3,๐ก+โ berdasarkan updating AR(1) dan estimasi OLS pada data out of sample Updating AR(1) ๐ฝฬ2,๐ก+โ|๐ก+โโ1 ๐ฝฬ3,๐ก+โ|๐ก+โโ1
๐ฝฬ1,๐ก+โ
OLS ฬ ๐ฝ2,๐ก+โ
-0.0211
0.0309
-0.0206
-0.022
-0.0205
-0.0221
0.031
-0.0209
-0.0216
-0.0207
-0.0217
0.0315
-0.0216
-0.0201
โฎ
โฎ
โฎ
0.031
-0.0199
-0.0322
-0.0317
0.0309
-0.0197
-0.0323
-0.0318
0.031
-0.0198
-0.0322
No (โ)
Tanggal
1
1/23/2013
0.031
-0.0203
2
1/24/2013
0.0309
3
1/25/2013
0.031
โฎ
โฎ
58
4/17/2013
0.0312
-0.0202
-0.0313
59
4/18/2013
0.031
-0.0198
60
4/19/2013
0.0309
-0.0197
๐ฝฬ1,๐ก+โ|๐ก+โโ1
โฎ
โฎ
โฎ
๐ฝฬ3,๐ก+โ
Universitas Indonesia
61
Berikut ini akan dilakukan pengecekkan apakah proses updating dapat menghasilkan peramalan yang lebih baik dibandingkan dengan peramalan sebelumnya. Gambar 4.19 menunjukkan perbandingan antara {๐ฝฬ1,๐ก+โ }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ } berdasarkan estimasi OLS pada data out of sample dengan hasil peramalan AR(1) dengan menggunakan metode updating dan tanpa updating. Dari gambar tersebut diperoleh bahwa hasil peramalan AR(1) dengan metode updating dapat mengaproksimasi hasil estimasi parameter berdasarkan metode OLS, sedangkan hasil peramalan AR(1) tanpa metode updating tidak dapat mengaproksimasi dengan baik.
Gambar 4.19 Fitting {๐ฝฬ1,๐ก+โ }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ } antara data out of sample dengan hasil peramalan AR(1) dengan updating dan tanpa updating untuk โ = 1,2, โฆ ,60
Setelah diperoleh hasil peramalan {๐ฝฬ1,๐ก+โ }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ } dengan metode updating, tahap selanjutnya adalah melakukan peramalan yield to maturity data out of sample. Gambar 4.20 merupakan gambar yang menunjukkan perbandingan kurva yield dari rata-rata data out of sample dengan hasil peramalan model Dinamik Nelson Siegel yang bersesuaian dengan rata-rata hasil peramalan {๐ฝฬ1,๐ก+โ }, {๐ฝฬ2,๐ก+โ }, dan {๐ฝฬ3,๐ก+โ } dengan proses updating (grafik biru) dan tanpa Universitas Indonesia
62
updating (grafik hijau). Berdasarkan gambar tersebut, diperoleh bahwa rata-rata peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan updating dapat mengaproksimasi rata-rata data out of sample lebih baik dibandingkan dengan rata-rata peramalan model Dinamik Nelson Siegel tanpa updating .
Gambar 4.20 Perbandingan rata-rata data out of sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan updating dan tanpa updating
Gambar 4.21 merupakan grafik perbandingan kurva yield data out of sample dan peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan proses updating dan tanpa updating pada 12 Februari 2013, 7 Maret 2013, 28 Maret 2013, dan 19 April 2013. Berdasarkan gambar tersebut diperoleh bahwa peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan updating dapat mengaproksimasi data out of sample lebih baik dibandingkan dengan peramalan model Dinamik Nelson Siegel tanpa updating. Selain itu, diperoleh bahwa dengan dipilih tanggal yang sama pada proses peramalan sebelumnya (Gambar 4.17), model peramalan Dinamik Nelson Siegel dapat mengaproksimasi data yield to maturity dengan cukup baik, terutama untuk waktu jatuh tempo kurang dari 10 tahun. Sehingga berdasarkan Gambar 4.20 dan Gambar 4.21, model peramalan Dinamik Nelson Siegel dengan
Universitas Indonesia
63
updating cukup baik dalam meramalkan kurva yield, terutama untuk waktu jatuh tempo kurang dari 10 tahun.
Gambar 4.21 Perbandingan data out of sample dan rata-rata kurva yield berdasarkan peramalan model Dinamik Nelson Siegel dengan proses updating dan tanpa updating pada 12 Februari 2013, 7 Maret 2013, 28 Maret 2013, dan 19 April 2013
Perbandingan residual antara peramalan yield to maturity model Dinamik Nelson Siegel berdasarkan proses updating dan tanpa updating lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 4.22. Telah dibahas sebelumnya pada subbab 2.3.5, dalam proses peramalan diperlukan suatu ramalan optimum yang tidak memiliki error atau hanya memiliki error kecil. Besarnya error ini dapat diukur berdasarkan RMSE. Sehingga ramalan yang optimum memiliki RMSE yang kecil. Pada Gambar 4.22 dipaparkan nilai RMSE hasil peramalan dari setiap kategori waktu jatuh tempo. Dari gambar tersebut diperoleh, nilai RMSE dengan metode updating lebih kecil dibandingkan dengan nilai RMSE tanpa updating, kecuali untuk waktu jatuh tempo 28, 29, dan 30 tahun. Selain dipaparkan nilai RMSE, pada gambar tersebut juga dipaparkan nilai ๐(1), yang merupakan otokorelasi sampel residual pada lag-1. Berdasarkan Gambar 4.22 diperoleh bahwa korelasi Universitas Indonesia
64
residual peramalan dengan metode updating lebih kecil dibandingkan dengan korelasi residual tanpa updating. Sehingga berdasarkan RMSE dan ๐(1) dapat disimpulkan bahwa proses updating pada model Dinamik Nelson Siegel dapat meningkatkan keakuratan dari peramalan yield to maturity.
Gambar 4.22 Ouput Matlab: Perbandingan statistik deskriptif residual dan RMSE hasil peramalan yield to maturity dengan proses updating dan tanpa proses updating pada data out of sample
Universitas Indonesia
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Implementasi model Dinamik Nelson Siegel pada yield to maturity obligasi Bank of Canada dilakukan dengan tiga langkah. Pertama, melakukan estimasi parameter ๐๐ก dengan metode Newton-Raphson berdasarkan himpunan waktu jatuh tempo yang digunakan. Berdasarkan hasil estimasi, akan dipilih ๐๐ก yang meminimumkan rata-rata RMSE dimana estimasi parameter ๐ฝ1๐ก , ๐ฝ2๐ก , dan ๐ฝ3๐ก diperoleh dengan metode OLS periode per periode. Langkah kedua, proses fitting kurva yield berdasarkan hasil estimasi parameter pada model Dinamik Nelson Siegel. Terakhir dengan menggunakan hasil estimasi parameter ๐ก {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐=1 , akan dilakukan peramalan yield to maturity pada waktu ๐ก + โ ๐ก
dengan memodelkan {๐ฝฬ1๐ , ๐ฝฬ2๐ , ๐ฝฬ3๐ }๐=1 ke dalam bentuk AR(1). Hasil implementasi pada yield to maturity obligasi Bank of Canada periode April 2012 sampai Juni 2013 menunjukkan, berdasarkan RMSE dan peramalan kurva yield, model Dinamik Nelson Siegel dengan proses updating memberikan hasil yang cukup baik dalam peramalan out of sample yield to maturity dengan waktu jatuh tempo kurang dari 10 tahun.
5.2. Saran
Model Dinamik Nelson Siegel dengan pendekatan autoregressive terdiri dari tiga langkah, seperti yang telah dibahas sebelumnya. Dimana dari setiap langkah memungkinkan adanya residual. Sehingga, hal ini memungkinkan residual yang diperoleh sepanjang waktu masih memiliki informasi yang dapat dianalisis. Salah satu cara untuk menganalisis residual dapat dilakukan dengan bias correction procedure. Untuk lebih jelas mengenai metode ini dapat dilihat 65
Universitas Indonesia
66
pada Raviv (2012). Dengan metode ini, diharapkan dapat meningkatkan keakuratan peramalan kurva yield out of sample.
Universitas Indonesia
DAFTAR PUSTAKA
Bank of Canada. Yield curves of Zero-Coupon Bonds. May 16, 2014. http://www.bankofcanada.ca/rates/interest-rates/bond-yield-curves/ Burden, R.L. dan Faires, J. D. (2011). Numerical Analysis. 9th Edition. Canada : Brooks/Cole Publishing Company. Bursa Efek Indonesia. January 6, 2014. http:// www.idx.co.id/idid/beranda/informasi/bagiinvestor/obligasi.aspx Choudhry, Moorad. (2006). An Introduction to Bond Markets. Third Edition. England : John Wiley & Sons Ltd. Cryer, Jonathan D. dan Chan, Kung-Sik. (2008). Time Series Analysis with Application in R. Second Edition. Springer. Diebold, F.X. dan Li, C. (2006). Forecasting the Term Structure of Government Bond Yields. Journal of Econometrics, 130, 337-364. Diebold, F.X., Rudebusch, G.D. dan Aruoba, B. (2006). The Macroeconomy and the Yield Curve: A Dynamic Latent Factor Approach. Journal of Econometrics, 131, 309-338. Fabozzi, Frank J. (2005). The Handbook of Fixed Income Securities. Seventh Edition. The McGraw-Hill Companies, Inc. Hillebrand, Eric dan Li, Canlin. (2010). Forecasting Output Growth and Inflation: How to Use Information in the Yield Curve. April 2014.http://www.wise.xmu.edu.cn/Master/News/NewsPic/2010520954585 42.pdf Hurn, Stan, Lindsay, Kenneth, dan Pavlov, Vladimir. (2005). Smooth Estimation of Yield Curves by Laguerre Functions. International Congress on Modelling and Simulation Advances and Applications for Management and Decision Making, 12 December- 15 December, 2005, Australia, Victoria, Melbourne. 67
Universitas Indonesia
68
Kellison, Stephen G. (2009). The Theory of Interest. Third Edition. Singapore: The McGraw-Hill Companies, Inc. Nachrowi, Nachrowi D. dan Usman, Hardius. (2006). Pendekatan Populer dan praktis Ekonomertika Untuk Analisis Ekonomi dan Keuangan. Jakarta : Lembaga Penerbit Fakultas Ekonomi Universitas Indonesia. Nelson, C.R. dan Siegel, A. F. (1987). Parsimonious modeling of yield curves. Journal of Business, 60(4):473โ89. Manullang, Kharis Oktavia. (2010). Perbandingan Model Mcculloch Cubic Spline dan Model Nelson Siegel dalam Mengestimasi Imbal Hasil Surat Utang Negara (SUN), Tesis, Universitas Indonesia. Montgomery, D. C., Peck, E.A., dan Vining, G.G. (2001). Introduction to Linear Regression Analysis. Third Edition. Canada : John Willey & Sons, Inc. Raviv, Eran. (2012). Prediction Bias Correction for Dynamic term Structure Models. Tinbergen Institute Discussion Paper, TI 2013-041/III. Rostan, Pierre dan Rostan, Alexandra. (2012). Forecasting the Yield Curve with the โStock Dogโ Technique. International Journal of Business and Management. Vol. 7, No. 16. Standard & Poorโs Financial Services LLC, a part of McGraw Hill Financial. January 10, 2014. http://www.standardandpoors.com/ratings/ Stefani. (2009). Aproksimasi Tingkat Bunga dengan Model Ho-Lee, skripsi, Universitas Indonesia. Tandelilin, Eduardus. (2010). Portofolio dan Investasi : Teori dan Aplikasi. Edisi Pertama. Yogyakarta : KANISIUS. Wei, William W. S. (2006). Time Series Analysis Univariate and Mutivariate Methods. Second Edition. USA: Pearson Education, Inc. Yu, Wei Choun dan Zivot, Eric. (2011). Forecasting the term structures of Treasury and corporate yields using dynamic Nelson-Siegel models. International Journal of Forecasting, 27, 579-591. Universitas Indonesia
LAMPIRAN
CONTOH PROGRAM MODEL DINAMIK NELSON SIEGEL clear all clc %input yield to maturity(YTM), dengan kolom pertama berisi informasi %waktu (tanggal) dan kolom berikutnya berupa data YTM dengan waktu jatuh %tempo yang berbeda %%%%%%%%%%%%%%%%%%% persiapan%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% file='dataharian.xls'; %data YTM disimpan dalam matrik data_simulasi data_simulasi=xlsread(file); q=30; p=260; n=200; %p menyatakan banyak in sample dan out of sample, %q menyatakan banyaknya jenis jatuh tempo %n menyatakan banyaknya data in sample tanggal=data_simulasi(2:p+1,1); %informasi waktu dari data YTM yield=data_simulasi(2:p+1,2:q+1); %data YTM %maturity berisi informasi waktu jatuh tempo (dalam bulan) maturity=data_simulasi(1,2:q+1)'; outputdata(yield,maturity,tanggal,p,q,n); pilihlamda=1; (2006)
%0 : estimasi lamda menurut Diebold dan Li %1 : estimasi lamda menurut Rostan dan
Rostan(2012) pilihramal=1;
%0 : peramalan tanpa update %1 : peramalan dengan update setiap saat
if pilihlamda==0 lamda=estimasilamda(yield,maturity,p,q,n) else lamda=estimasilamda2(yield,maturity,p,q,n); end [Beta Z]=estimasibeta(yield,maturity,lamda,p,q); %estimasi beta dengan OLS fitting(yield,maturity,tanggal,lamda,Beta,Z,p,q,n); %fitting kurva yield AR=0; AR=runtunwaktu(Beta,p,q,n); %cek model runtun waktu if AR==0 fprintf('Maaf data runtun Beta tidak stationer, peramalan model DNS tidak dapat dilakukan, diperlukan modifikasi lanjutan'); else
69
Universitas Indonesia
70 if pilihramal==0 yieldkep1=forecast2(yield,maturity,Beta,Z,p,q,n); elseif pilihramal==1 [yieldkep1 Betakep1 resid1]=forecast2(yield,maturity,Beta,Z,p,q,n); forecast3(yield,maturity,Beta,Z,p,q,n,yieldkep1,Betakep1,resid1); end end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% function outputdata(yield,maturity,tanggal,p,q,n) % grafik 3 dimensi dari data in sample dan statistik deskriptif %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% tgl=1:1:n; [M,T]=meshgrid(maturity',tgl); figure(2) surf(T,M,yield(1:n,:)); title('Yield Curve 4 April 2012 - 22 Januari 2013') xlabetl('waktu') ylabel('Jatuh tempo') zlabel('yield') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% disp('Table 1'); disp('Statistik Deskriptif dari yield curve'); disp('Maturity(tahun) Mean Std. dev. Min p(1)'); for i=1:q m=mean(yield(1:n,i)); s=std(yield(1:n,i)); mn= min(yield(1:n,i)); mx=max(yield(1:n,i)); c=autocorr(yield(1:n,i),31); p1=c(2); fprintf(' %0.3d\t\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t \n' ,maturity(i),m, s,mn,mx,p1) end
Max
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% q1=zeros(q,1); q2=zeros(q,1); q3=zeros(q,1); for i=1:q q1(i,1)=quantile(yield(1:n,i),0.25); q2(i,1)=quantile(yield(1:n,i),0.5); q3(i,1)=quantile(yield(1:n,i),0.75); end figure(3) hline1 = plot(maturity,q3, 'b.', maturity, q2, 'r-', maturity, q1, 'k.', 'linewidth',2.5); h = legend('75%','Median','25%'); title('Median data-based yield curve') xlabel('Maturity (bulan)') ylabel('yield (%)') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Universitas Indonesia
71
function lamda=estimasilamda(yield,maturity,p,q,n) tau=2.5; %%%%% metode Newton Raphson%%%%%%% TOL=10^-6; %toleransi yang digunakan untuk metode newton raphson lamda=0.077; %nilai awal dari lamda f=inline('tau/exp(lamda*tau) + 1/(lamda*exp(lamda*tau)) + (1/exp(lamda*tau)- 1)/(lamda^2*tau)','tau','lamda'); g=inline('-2/(lamda^2*exp(lamda*tau)) - tau^2/exp(lamda*tau) (2*(1/exp(lamda*tau) - 1))/(lamda^3*tau) tau/(lamda*exp(lamda*tau))','tau','lamda'); i=1; maxit=100; %jumlah iterasi maksimum while i<=maxit lamda1=lamda-(f(tau,lamda)/g(tau,lamda)); % formula newton raphson if abs((lamda-lamda1)/lamda1)
72 for j=1:q R(j,1)=sqrt((Error(:,j)'*Error(:,j))/n); % RMSE untuk setip waktu jatuh tempo end RMSE(k,1)=mean(R); %rata-rata RMSE end [nilai,indek]=min(RMSE); lamda=L(indek,1) tau=T(indek,1) figure (1) plot(L,RMSE); hold on; plot(L(indek,1),RMSE(indek,1),'r.') title('Grafik hubungan lamda dengan rata-rata RMSE') xlabel('lamda') ylabel('Rata-rata RMSE') hold off; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% function [Beta,Z]=estimasibeta(yield,maturity,lamda,p,q) %%%%%%%%%%%%%%%estimasi faktor DNS-DL%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %matrik Z berisi loading-loading dari parameter beta1, beta2, dan beta3 f=inline('(1-exp(-lamda*tau))/(lamda*tau)','tau','lamda'); g=inline('(1-exp(-lamda*tau))/(lamda*tau)-exp(lamda*tau)','tau','lamda'); Z=zeros(q,3); for i=1:q Z(i,1)=1; Z(i,2)=f(maturity(i),lamda); Z(i,3)=g(maturity(i),lamda); end %model DNS-DL : Y=Z*Beta , Y berisi data YTM %estimasi least square Beta=invers(Z'*Z)*Z'*Y Beta=zeros(p,3); for i=1:p Y=yield(i,:)'; Beta(i,:)=(Z'*Z)\Z'*Y; end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% function fitting(yield,maturity,tanggal,lamda,Beta,Z,p,q,n)
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% fitting yield curve %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %proses fitting yield curve dilakukan melalui yield curve dan residual dari data YTM sebenarnya dengan pendekatan model DNS-DL %fitting yield curve melalui rata-rata data YTM dan pendekatan DNS-DL my=mean(yield(1:n,:)); yieldkep=Beta(1:n,:)*Z'; mNS=mean(yieldkep); figure(4) hline1 =plot(maturity,my,'r.',maturity,mNS,'b-'); h = legend('aktual','taksiran'); Universitas Indonesia
73 title('Actual and fitted average yield curve') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %fitting yield curve antara data YTM dan pendekatan DNS-DL pada waktu tertentu. Misalkan akan digambarkan yield curve tanggal 30/4/2012,23/08/2012, 5/11/2012, dan 22/01/2013. for i=1:n if tanggal(i,1)==20120430 s1=i; elseif tanggal(i,1)==20120823 s2=i; elseif tanggal(i,1)==20121105 s3=i; elseif tanggal(i,1)==20130122 s4=i; end end figure(5) subplot(2,2,1) hline1 =plot(maturity,yield(s1,:),'r.',maturity,yieldkep(s1,:),'b-'); h = legend('aktual','taksiran'); title('Kurva Yield pada 30/4/2012') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,2) hline1 =plot(maturity,yield(s2,:),'r.',maturity,yieldkep(s2,:),'b-'); h = legend('aktual','taksiran'); title('Kurva Yield pada 23/08/2012') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,3) hline1 =plot(maturity,yield(s3,:),'r.',maturity,yieldkep(s3,:),'b-'); h = legend('aktual','taksiran'); title('Kurva Yield pada 5/11/2012') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,4) hline1 =plot(maturity,yield(s4,:),'r.',maturity,yieldkep(s4,:),'b-'); h = legend('aktual','taksiran'); title('Kurva Yield pada 22/01/2013') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% resid=yield(1:n,:)-yieldkep; fprintf('\n'); disp('Table 2'); disp('Statistik deskriptif dari residual yield curve'); disp('Maturity(tahun) Mean Std. dev. Min Max MAE RMSE p(1) '); % MAE -> mean absolut error for i=1:q m=mean(resid(:,i)); s=std(resid(:,i)); Universitas Indonesia
74 mn= min(resid(:,i)); mx=max(resid(:,i)); c=autocorr(resid(:,i),31); RMSE=sqrt(resid(:,i)'*resid(:,i)/n); p1=c(2); fprintf(' %0.3d\t\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f \n' ,maturity(i),m, s,mn,mx,mae(resid(:,i)),RMSE,p1) end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%% model identifikasi %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% fprintf('\n'); disp('Table 3'); disp('Statistik deskriptif dari hasil estimasi Beta'); disp('Faktor Mean Std.dev. Min Max p(1)'); for i=1:3 c=autocorr(Beta(1:n,i),31); p1=c(2); fprintf('Beta %d\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f',i,mean(Beta(1:n,i)),std(Beta(1:n,i)),m in(Beta(1:n,i)),max(Beta(1:n,i)),p1); fprintf('\n'); end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% function AR=runtunwaktu(Beta,p,q,n) alpha=0.1; %pengecekan kestasioneran dengan time plot figure(7) subplot(3,1,1); plot(1:1:n,Beta(1:n,1),'r') title('Beta 1 OLS') xlabel('waktu') ylabel('') subplot(3,1,2); plot(1:1:n,Beta(1:n,2),'r') title('Beta 2 OLS') xlabel('waktu') ylabel('') subplot(3,1,3); plot(1:1:n,Beta(1:n,3),'r') title('Beta 3 OLS') xlabel('waktu') ylabel('') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %pengecekan kestasioneran dengan uji unit root AR=1; %inisialisasi kondisi beta dapat dimodelkan dengan AR(1), jika AR=0 maka %implementasi model DNS tidak dapat dilakukan atau diperlukan modifikasi %model H=zeros(3,1); P=zeros(3,1); for i=1:3
Universitas Indonesia
75
[h,pValue]=adftest(Beta(1:n,i),'model','ARD','alpha',alpha,'lags', 0); H(i,1)=h; P(i,1)=pValue; if H(i,1)==0 AR=0; end end if AR==1 fprintf('\n'); for i=1:3 fprintf('Runtun Beta %d adalah Stasioner dengan pvalue=%f\n',i,P(i,1)); end figure(8) subplot(3,2,1) autocorr(Beta(1:n,1),40) % plot fungsi ACF title('plot ACF Beta OLS 1'); subplot(3,2,2) parcorr(Beta(1:n,1),40) % plot fungsi PACF title('plot PACF Beta OLS 1'); subplot(3,2,3) autocorr(Beta(1:n,2),40) % plot fungsi ACF title('plot ACF Beta OLS 2'); subplot(3,2,4) parcorr(Beta(1:n,2),40) % plot fungsi PACF title('plot PACF Beta OLS 2'); subplot(3,2,5) autocorr(Beta(1:n,3),40) % plot fungsi ACF title('plot ACF Beta OLS 3'); subplot(3,2,6) parcorr(Beta(1:n,3),40) % plot fungsi PACF title('plot PACF Beta OLS 3'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%% estimasi parameter model AR (1)%%%%%%%%%%%%%%%%% koef=zeros(2,3); for i=1:3 koef(:,i)=([ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)]'*[ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)])\[ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)]'*Beta(2:n,i); Betakep(:,i)=[ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)]*koef(:,i); end Error=Beta(2:n,:)-Betakep; %%%%% fitting model AR (1)%%%%%%%%%% figure(9) subplot(3,1,1); plot(1:1:n-1,Beta(2:n,1),'r',1:1:n-1,Betakep(:,1),'b') h = legend('Beta 1 OLS','Beta 1 AR(1)',1); title('Beta 1') xlabel('waktu') ylabel('') subplot(3,1,2); plot(1:1:n-1,Beta(2:n,2),'r',1:1:n-1,Betakep(:,2),'b') h = legend('Beta 2 OLS','Beta 2 AR(1) ',1); title('Beta 2') xlabel('waktu') Universitas Indonesia
76 ylabel('') subplot(3,1,3); plot(1:1:n-1,Beta(2:n,3),'r',1:1:n-1,Betakep(:,3),'b') h = legend('Beta 3 OLS','Beta 3 AR(1)',1); title('Beta 3') xlabel('waktu') ylabel('') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%% tahap diagnostik : pengecekan residual white noise %%%%% figure(10) subplot(3,3,1) plot(1:1:n-1,Error(:,1)) xlabel('waktu') ylabel('') title('plot Error Beta 1'); subplot(3,3,2) autocorr(Error(:,1),40) % plot fungsi ACF error title('plot ACF Beta 1'); subplot(3,3,3) parcorr(Error(:,1),40) % plot fungsi PACF error title('plot PACF Beta 1'); subplot(3,3,4) plot(1:1:n-1,Error(:,2)) xlabel('waktu') ylabel('') title('plot Error Beta 2'); subplot(3,3,5) autocorr(Error(:,2),40) % plot fungsi ACF error title('plot ACF Beta 2'); subplot(3,3,6) parcorr(Error(:,2),40) % plot fungsi PACF error title('plot PACF Beta 2'); subplot(3,3,7) plot(1:1:n-1,Error(:,3)); xlabel('waktu') ylabel('') title('plot Error Beta 3'); subplot(3,3,8) autocorr(Error(:,3),40) % plot fungsi ACF error title('plot ACF Beta 3'); subplot(3,3,9) parcorr(Error(:,3),40) % plot fungsi PACF error title('plot PACF Beta 3'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%% pengujian mean residual bernial nol dengan uji t dengan tingkat kepercayaan (1-alpha)*100% T=zeros(3,1); PT=zeros(3,1); fprintf('\n'); for i=1:3 [h p]=ttest(Error(:,i),0,alpha); T(i,1)=h; PT(i,1)=p; if T(i,1)==0 fprintf('Mean residual dari Beta %d bernilai nol dengan p-value=%f\n',i,PT(i,1)); else fprintf('Mean residual dari Beta %d bernilai %d\n dengan p-value=%f \n',i,mean(Error(:,i)),PT(i,1)); Universitas Indonesia
77 end end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% model AR(1) fprintf('\n'); fprintf('model peramalan Beta'); fprintf('\n'); for i=1:3 fprintf('Beta(%d,t+1)=(%f)+(%f)*Beta(%d,t) \n',i,koef(1,i),koef(2,i),i); end fprintf('\n'); for i=1:3 fprintf('Beta(%d,t+h)=[(%f)*(1-(%f)^h)/(1%f)]+[(%f)^h]*Beta(%d,t) \n',i,koef(1,i),koef(2,i),koef(2,i),koef(2,i),i); end end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% function [yieldkep Betakep resid]=forecast2(yield,maturity,Beta,Z,p,q,n) % proses peramalan dengan minimum mean squared error %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Betakep=zeros(p-n,3); %inisiasi matriks hasil ramalan beta yieldkep=zeros(p-n,q); %inisiasi matriks hasil ramalan yield resid=zeros(p-n,q); %inisiasi matriks residual peramalan koef=zeros(2,3); %matriks yang berisi parameter dari model beta, kolom i untuk parameter beta i for i=1:3 koef(:,i)=([ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)]'*[ones(n-1,1) Beta(1:n1,i)])\[ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)]'*Beta(2:n,i); end for i=1:p-n for j=1:3 Betakep(i,j)=koef(1,j)*((1-(koef(2,j))^i)/(1koef(2,j)))+((koef(2,j))^i)*Beta(n,j); end end yieldkep(:,:)=Betakep(:,:)*Z'; resid(:,:)=yield(n+1:p,:)-yieldkep(:,:); fprintf('\n'); fprintf('Table 4 \n'); fprintf('Statistik Deskriptif Residual \n'); fprintf('Maturity(tahun) Mean Std. dev. RMSE p(1) \n'); for i=1:q m=mean(resid(:,i)); s=std(resid(:,i)); RMSE=sqrt(resid(:,i)'*resid(:,i)/(p-n)); c=autocorr(resid(:,i),24); P1=c(2); fprintf(' %0.3d\t\t%f\t%f\t%f\t%f \n' ,maturity(i),m, s,RMSE,P1) Universitas Indonesia
78 end fprintf('\n'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %plot forecast figure(11) subplot(3,1,1) plot(1:1:p-n,Beta(n+1:p,1),'r',1:1:p-n,Betakep(:,1),'b') h = legend('OLS','forecast',1); title('forecast Beta 1') xlabel('waktu') ylabel('yield') subplot(3,1,2) plot(1:1:p-n,Beta(n+1:p,2),'r',1:1:p-n,Betakep(:,2),'b') h = legend('OLS','forecast',1); title('forecast Beta 2') xlabel('waktu') ylabel('yield') subplot(3,1,3) plot(1:1:p-n,Beta(n+1:p,3),'r',1:1:p-n,Betakep(:,3),'b') h = legend('OLS','forecast',1); title('forecast Beta 3') xlabel('waktu') ylabel('yield')
my=mean(yield(n+1:p,:)); yieldkep=Betakep*Z'; mNS=mean(yieldkep); figure(12) hline1 =plot(maturity,my,'r.',maturity,mNS,'b-'); h = legend('aktual','forecast'); title('Actual and fitted average yield curve') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(13) subplot(2,2,1) hline1 =plot(maturity,yield(215,:),'r.',maturity,yieldkep(15,:),'b-'); h = legend('aktual','forecast'); title('Kurva Yield pada 12/2/2013') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,2) hline1 =plot(maturity,yield(230,:),'r.',maturity,yieldkep(30,:),'b-'); h = legend('aktual','forecast'); title('Kurva Yield pada 7/03/2013') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,3) hline1 =plot(maturity,yield(245,:),'r.',maturity,yieldkep(45,:),'b-'); h = legend('aktual','forecast'); title('Kurva Yield pada 28/03/2013') xlabel('Maturity (tahun)') Universitas Indonesia
79 ylabel('yield') subplot(2,2,4) hline1 =plot(maturity,yield(260,:),'r.',maturity,yieldkep(60,:),'b-'); h = legend('aktual','forecast'); title('Kurva Yield pada 19/04/2013') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% function forecast3(yield,maturity,Beta,Z,p,q,n,yieldkep1,Betakep1,resid1) % proses peramalan dengan update %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Betakep2=zeros(p-n,3); %inisiasi matriks hasil ramalan beta yieldkep2=zeros(p-n,q); %inisiasi matriks hasil ramalan yield resid2=zeros(p-n,q); %inisiasi matriks residual peramalan koef=zeros(2,3); %matriks yang berisi parameter dari model beta, kolom i untuk parameter beta i for i=1:3 koef(:,i)=([ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)]'*[ones(n-1,1) Beta(1:n1,i)])\[ones(n-1,1) Beta(1:n-1,i)]'*Beta(2:n,i); end Temp=zeros(p-n,p-n,3); for i=1:3 for j=1:p-n for k=1:p-n if j==1 Temp(k,j,i)=koef(1,i)*((1-(koef(2,i))^k)/(1koef(2,i)))+((koef(2,i))^k)*Beta(n,i); elseif (k>=j) Temp(k,j,i)=Temp(k,j-1,i)+koef(2,1)^(k+1j)*(Beta(n+j-1,i)-Temp(j-1,j-1,i)); end end end Betakep2(:,i)=diag(Temp(:,:,i)); end yieldkep2(:,:)=Betakep2(:,:)*Z'; resid2(:,:)=yield(n+1:p,:)-yieldkep2(:,:); fprintf('\n'); fprintf('Table 4 \n'); fprintf('Statistik Deskriptif Residual \n'); fprintf(' forecast dengan update forecast tanpa update \n'); fprintf('Maturity(tahun) Mean Std. dev. RMSE p(1) Mean Std. dev. RMSE p(1) \n'); for i=1:q m1=mean(resid1(:,i)); s1=std(resid1(:,i)); RMSE1=sqrt(resid1(:,i)'*resid1(:,i)/(p-n)); c1=autocorr(resid1(:,i),24); P1=c1(2); m2=mean(resid2(:,i)); s2=std(resid2(:,i)); Universitas Indonesia
80 RMSE2=sqrt(resid2(:,i)'*resid2(:,i)/(p-n)); c2=autocorr(resid2(:,i),24); P2=c2(2); fprintf(' %0.3d\t\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f\t%f \n' ,maturity(i),m2, s2,RMSE2,P2,m1, s1,RMSE1,P1) end fprintf('\n'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %plot forecast figure(11) subplot(3,1,1) plot(1:1:p-n,Beta(n+1:p,1),'r',1:1:pn,Betakep2(:,1),'b',1:1:p-n,Betakep1(:,1),'g') h = legend('OLS','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('forecast Beta 1') xlabel('waktu') ylabel('yield') subplot(3,1,2) plot(1:1:p-n,Beta(n+1:p,2),'r',1:1:pn,Betakep2(:,2),'b',1:1:p-n,Betakep1(:,2),'g') h = legend('OLS','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('forecast Beta 2') xlabel('waktu') ylabel('yield') subplot(3,1,3) plot(1:1:p-n,Beta(n+1:p,3),'r',1:1:pn,Betakep2(:,3),'b',1:1:p-n,Betakep1(:,3),'g') h = legend('OLS','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('forecast Beta 3') xlabel('waktu') ylabel('yield') my=mean(yield(n+1:p,:)); yieldkep2=Betakep2*Z'; mNS2=mean(yieldkep2); mNS1=mean(yieldkep1); figure(12) hline1 =plot(maturity,my,'r.',maturity,mNS2,'b',maturity,mNS1,'g-'); h = legend('aktual','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('Actual and fitted average yield curve') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(13) subplot(2,2,1) hline1 =plot(maturity,yield(215,:),'r.',maturity,yieldkep2(15,:),'b',maturity,yieldkep1(15,:),'g-'); h = legend('aktual','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('Kurva Yield pada 12/2/2013') Universitas Indonesia
81 xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,2) hline1 =plot(maturity,yield(230,:),'r.',maturity,yieldkep2(30,:),'b',maturity,yieldkep1(30,:),'g-'); h = legend('aktual','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('Kurva Yield pada 7/03/2013') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,3) hline1 =plot(maturity,yield(245,:),'r.',maturity,yieldkep2(45,:),'b',maturity,yieldkep1(45,:),'g-'); h = legend('aktual','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('Kurva Yield pada 28/03/2013') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield') subplot(2,2,4) hline1 =plot(maturity,yield(260,:),'r.',maturity,yieldkep2(60,:),'b',maturity,yieldkep1(60,:),'g-'); h = legend('aktual','forecast dengan update','forecast tanpa update'); title('Kurva Yield pada 19/04/2013') xlabel('Maturity (tahun)') ylabel('yield')
Universitas Indonesia