El documento presenta un modelo estadístico de frecuencias mixtas para crear un Índice Mensual de Actividad de la Construcción (IMACON) en Chile. El modelo usa cinco indicadores mensuales como permisos, despachos, contratistas generales, ventas y empleo, junto con el PIB trimestral de la construcción. El modelo estima el estado subyacente de la actividad de la construcción a nivel mensual a través de una representación de espacio-estado que combina los indicadores de frecuencias mixtas.
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Seminario Cámara Construcción - Instituto Estadísticas INE
1. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
´Indice Mensual de Actividad de la Construcci´on
(Imacon)
Byron J. Idrovo
C´amara Chilena de la Construcci´on - Gerencia de Estudios
27 de mayo de 2015
Byron J. Idrovo C´amara Chilena de la Construcci´on - Gerencia de Estudios
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2. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
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Introducci´on y motivaci´on
Evidencia internacional
Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on
Estrategia de Estimaci´on
Resultado
Conclusiones
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Introducci´on y motivaci´on
El IMACON fue creado con el objetivo de contar con una medida de
corto plazo.
Para evaluar el impacto de un shock en la actividad sectorial se
deb´ıa esperar cerca de cinco meses para contar con informaci´on
“confiable”disponible.
El Imacon mide el pulso o empuje que ostenta el sector y no el valor
agregado de producci´on o valor bruto de producci´on.
Todos los indicadores relacionados con la construcci´on son
igualmente importantes, ya que cada uno entrega se˜nales del estado
del sector.
En efecto, el t´ermino actividad subyacente, acu˜nado por Stock &
Watson (1989) es un candidato apropiado para definir el Imacon.
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Evidencia internacional: Extensi´on de Mariano y Murasawa
(2003) al modelo de Stock & Watson (1989)
1. Stock & Watson (1989) utiliza indicadores parciales de la actividad
econ´omica con la misma frecuencia (mensual) para medir la
actividad econ´omica subyacente en EE.UU.
2. Mariano & Murasawa (2003) extiende el modelo de S&W (1989) al
incluir al PIB como uno de los indicadores coincidentes m´as
importantes del estado de la econom´ıa.
3. La inclusi´on del PIB en un modelo de frecuencias mixtas (mensual y
trimestral) establece una mayor correlaci´on de los comovimientos de
la actividad subyacente con el valor agregado de la producci´on.
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5. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
Un modelo de frecuencias mixtas para el sector
1. Sean: Y1t , Y2t , Y3t , Y4t , Y5t los logs de cinco indicadores parciales en frecuencia
mensual (despachos, permisos, contratistas generales, ventas y empleo). Todos,
excepto el empleo, expresados en trimestres m´oviles desestacionalizados. Y la
variable Y6t es el log de un indicador coincidente en frecuencia trimestral (PIB
de la construcci´on). Todos son I(1).
2. Sea Y ∗
6t una medida aleatoria mensual (no observada) de Y6t de manera que:
Y6t = 1
3
Y ∗
6t + Y ∗
6t−1 + Y ∗
6t−2
Y6t − Y6t−3 = 1
3
Y ∗
6t − Y ∗
6t−3 + 1
3
Y ∗
6t−1 − Y ∗
6t−4 + 1
3
Y ∗
6t−2 − Y ∗
6t−5
3Y6t ≡ y6t = 1
3
Y ∗
6t + Y ∗
6t−1 + Y ∗
6t−2 − Y ∗
6t−1 − Y ∗
6t−2 − Y ∗
6t−3
+1
3
Y ∗
6t−1 + Y ∗
6t−2 + Y ∗
6t−3 − Y ∗
6t−2 − Y ∗
6t−3 − Y ∗
6t−4
+1
3
Y ∗
6t−2 + Y ∗
6t−3 + Y ∗
6t−4 − Y ∗
6t−3 − Y ∗
6t−4 − Y ∗
6t−5
Sea: Y ∗∗
6t = 1
3
Y ∗
6t + Y ∗
6t−1 + Y ∗
6t−2
y6t = Y ∗∗
6t − Y ∗∗
6t−1 + Y ∗∗
6t−1 − Y ∗∗
6t−2 + Y ∗∗
6t−2 − Y ∗∗
6t−3
y6t = y∗∗
6t + y∗∗
6t−1 + y∗∗
6t−2
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6. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
Un modelo de frecuencias mixtas para el sector
Definiendo ct = lnCt el crecimiento mensual del estado subyacente del sector
construcci´on, el modelo del Imacon en su forma expl´ıcita es:
Ec.M: ∆ln(despachost ) = µ1 + γ1ct + ε1t
∆ln(permisost ) = µ2 + γ2ct + ε2t
∆ln(CCGGt ) = µ3 + γ3ct + ε3t
∆ln(ventast ) = µ4 + γ4ct + ε4t
∆ln(empleot ) = µ5 + γ50ct + γ51ct−1 + γ52ct−2 + γ53ct−3 + ε5t
∆3ln(pibct ) = µ6 + γ6 (ct + ct−1 + ct−2) + ε6t + ε6t−1 + ε6t−2
Ec.E: ct = δ + φ1ct−1 + φ2ct−2 + ωt
ε1t = ϕ11ε1t−1 + ϕ12ε1t−2 + e1t
ε2t = ϕ21ε2t−1 + ϕ22ε2t−2 + e2t
ε3t = ϕ31ε3t−1 + ϕ32ε3t−2 + e3t
ε4t = ϕ41ε4t−1 + ϕ42ε4t−2 + e4t
ε5t = ϕ51ε5t−1 + ϕ52ε5t−2 + e5t
ε6t = ϕ61ε6t−1 + ϕ62ε6t−2 + e6t
Con δ =
T
t=1
3
ln(pibct )
3T
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Un modelo de frecuencias mixtas para el sector
Representaci´on matricial del modelo de estado-espacio
st
(22x1)
= Ψ
(22x1)
+ F
(22x22)
st-1
(22x1)
+ G
(22x7)
νt
(7x1)
yt
(6x1)
= µ
(6x1)
+ H
(6x22)
st
(22x1)
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Un modelo de frecuencias mixtas para el sector
Ecuaciones de Medida (Ec.M):
yt
(6x1)
= µ
(6x1)
+ H
(6x22)
st
(22x1)
yt
(6x1)
=
∆ln(despachost )
∆ln(permisost )
∆ln(CCGGt )
∆ln(ventast )
∆ln(empleot )
∆3ln(PIBct )
; µ
(6x1)
=
µ1
µ2
µ3
µ4
µ5
µ6
;
H
(6x22)
=
γ1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
γ2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
γ3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
γ4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
γ50 γ51 γ52 γ53 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
γ6 γ6 γ6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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Estrategia de Estimaci´on
La estimaci´on del sistema anterior presenta un problema. El PIBct
contiene valores observados cada tres meses y el resto son valores
missing. Mariano & Murasawa (2003) proponen sustituir los datos
perdidos por observaciones aleatorias.
Sea θ el vector de par´ametros del sistema estado-espacio y y+
6t una
variable definida como:
y+
6t =
y6t, si y6t ≡ ∆3
lnPIBct es observado
zt, si y6t ≡ ∆3
lnPIBct es no observado
La pdf conjunta es:
ΠT
t=1f (θ/y+
6t) = ΠT
t=1f (θ/y6t)ΠT
t=1f (zt)
Donde zt iidN(0, 1)
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Estrategia de Estimaci´on
De esta forma el sistema de ecuaciones de medida (Ec.M) anterior
presentan las siguientes modificaciones:
Ec.E: st = Ψ + Fst−1 + Gνt
Ec.M: y+
t
=
y1t = 1 + H1st
y+
2t
= 2t + H2t st + w2t
y+
t
=
y1t ≡ ∆ln(despachost ), ∆ln(permisost ), ∆ln(CCGGt ), ∆ln(ventast ), ∆ln(empleot ), ∆3ln(PIBct ) si PIBct es observado
y+
2t
≡ (∆ln(despachost ), ∆ln(permisost ), ∆ln(CCGGt ), ∆ln(ventast ), ∆ln(empleot ), 0) si PIBct es no observado
µt =
1 ≡ µ1, µ2, µ3, µ4, µ5, µ6) si PIBct es observado
2t ≡ µ1, µ2, µ3, µ4, µ5, 0) si PIBct es no observado
w2t =
0 si PIBct es observado
zt si PIBct es no observado
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Estrategia de Estimaci´on
La estimaci´on de los par´ametros del modelo y la medida de actividad
subyacente (componente no observado) est´an basado en el enfoque
del filtro de Kalman, resumido en las siguientes ecuaciones:
Etapa de predicci´on:
st|t−1 = Ψ + Fst−1|t−1
Pt|t−1 = FPt−1|t−1F + Q
ηt|t−1 = y+
t − y+
t|t−1 ≡ y+
t − µt − Htst|t−1 − wt
ft|t−1 = HtPt|t−1Ht + Rt
Etapa de actualizaci´on:
st|t = st|t−1 + Btηt|t−1
Pt|t = Pt|t−1 − BtHtPt|t−1
Donde Bt = Pt|t−1Ht HtPt|t−1Ht + Rt
−1
es la ganancia de Kalman
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Estrategia de Estimaci´on
Algoritmo de estimaci´on por M´axima verosimilitud aproximada (Mariano Murasawa, 2003)... toma cerca de 20 minutos en converger!
𝑺 𝟎|𝟎 = 𝟎, 𝑷 𝟎|𝟎 = 𝟎
𝑺 𝒕|𝒕−𝟏 = 𝚿 + 𝑭𝑺𝒕−𝟏|𝒕−𝟏
𝑷 𝒕|𝒕−𝟏 = 𝑭𝑷 𝒕−𝟏|𝒕−𝟏 𝑭′
+ 𝐐
𝜼 𝒕|𝒕−𝟏 = 𝒚 𝒕
+
− 𝒚 𝒕|𝒕−𝟏
+
= 𝒚 𝒕
+
− 𝝁 𝒕 − 𝑯 𝒕 𝑺 𝒕|𝒕−𝟏 − 𝒘 𝒕
donde,
𝒚 𝒕
+
= 𝒚 𝟏𝒕 𝒚 𝟐𝒕
+
’ ; 𝒚 𝟐𝒕
+
=
𝒚 𝟐𝒕 ; si PIBc es observado
𝟎 ; si PIBc es no observado
; 𝝁 𝒕 = 𝝁 𝟏 𝝁 𝟐𝒕 ’ ; 𝝁 𝟐𝒕 =
𝝁 𝟐𝒕 ; si PIBc es observado
𝟎 ; si PIBc es no observado
𝑯𝒕 = 𝑯 𝟏 𝑯 𝟐𝒕 ’ ; 𝑯 𝟐𝒕 =
𝑯 𝟐 ; si PIBc es observado
𝟎 ; si PIBc es no observado
; 𝒘 𝒕 = 𝟎 𝒘 𝟐𝒕 ’ ; 𝒘 𝟐𝒕 =
𝟎 ; si PIBc es observado
𝒛 𝑡 ; si PIBc es no observado
𝑹 𝒕 =
𝟎 𝟔𝒙𝟔 ; si PIBc es observado
𝟎 𝟓𝒙𝟓 𝟎 𝟓𝒙𝟏
𝟎 𝟏𝒙𝟓 𝟏 𝟏𝒙𝟏
; si PIBc es no observado
𝒇𝒕|𝒕−𝟏 = 𝑯 𝒕 𝑷 𝒕|𝒕−𝟏 𝑯 𝒕 − 𝑹 𝒕
𝒍 𝜽/𝒚 𝒕
+
= −
𝑵𝑻
𝟐
𝒍𝒏𝟐𝝅 −
𝟏
𝟐
𝒍𝒏 𝒇𝒕|𝒕−𝟏
𝑻
𝒕=𝟏
+
𝟏
𝟐
𝒍𝒏𝜼 𝒕|𝒕−𝟏′𝒇𝒕|𝒕−𝟏
−𝟏
𝑻
𝒕=𝟏
𝜼 𝒕|𝒕−𝟏
𝑺 𝒕|𝒕 = 𝑺 𝒕|𝒕−𝟏 + 𝑷 𝒕|𝒕−𝟏 𝑯 𝒕′ 𝑯 𝒕 𝑷 𝒕|𝒕−𝟏 𝑯 𝒕
′
+ 𝑹 𝒕
−𝟏
𝜼 𝒕|𝒕−𝟏
𝑷 𝒕|𝒕 = 𝑷 𝒕|𝒕−𝟏 + 𝑷 𝒕|𝒕−𝟏 𝑯 𝒕′ 𝑯 𝒕 𝑷 𝒕|𝒕−𝟏 𝑯 𝒕
′
+ 𝑹 𝒕
−𝟏
𝑯 𝒕 𝑷𝒕|𝒕−𝟏
En el proceso de iteración se considera
una stopping rule con un cierto nivel
de tolerancia.
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16. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
Estrategia de Estimaci´on
Filtro suavizado: Una vez estimados los par´ametros, Mariano &
Murasawa (2003) utilizan el algoritmo propuesto por Jong (1988,1989),
´util cuando las matrices son de gran tama˜no. Este algoritmo itera de
forma inversa (desde T has t = 1)
rt = Ht HtPt|t−1Ht + Rt
−1
y+
t − µt − Htst|t−1 + I − Ht Bt F rt+1
st|T = st|t−1 + Pt|t−1rt
Los valores iniciales de este proceso recursivo son: rT+1 = 0 y sT|T−1 y
PT|T−1 son los estimadores de la ´ultima iteraci´on.
Finalmente, para recuperar el estado o actividad subyacente en niveles, se
utiliza:
ln(Imacon) ≡ Ct|t = Ct|t−1 + ct|t + δ
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Resultado
El Imacon ha mostrado un buen comportamiento respecto de los ´ındices
que lo conforman.
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
CCGG
DESPACHOS
EMPLEO
PERMISOS
PIBC
VENTAS
IMACON
IMACON y Componentes(Base 2008=100)
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
Year % Change CCGG
Year % Change DESPACHOS
Year % Change EMPLEO
Year % Change PERMISOS
Year % Change PIBC
Year % Change VENTAS
Year % Change IMACON
IMACON y Componentes(Var. anual, en %)
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Resultado
Los mayores niveles de correlaci´on se observan entre el crecimiento anual
del Imacon y las variaciones anuales de las ventas proveedores,
despachos, PIBc y empleo.
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Correlaciones cruzadas del IMACON y los indicadores parciales
CCGG
Despachos
Empleo
Permisos
PIBc
Ventas
Nota: Basado en las tasas de crecimiento anual de las variables.
Rezagos y adelantos de los indicadores parciales
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19. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
Indicadores parciales
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20. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
Indicadores parciales
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21. Introducci´on y motivaci´on Evidencia internacional Un modelo de frecuencias mixtas para la construcci´on Estrategia de Estimaci´on Resultado Conclusio
Conclusiones
El Imacon representa la actividad subyacente (ciclo) de la
construcci´on y no el valor agregado o valor bruto de producci´on.
Una limitante del indicador es la definici´on de su nivel como un
promedio simple del crecimiento trimestral del PIB de la
construcci´on. Se podr´ıan considerar otras restricciones en el sistema
(varianza, por ejemplo) y evaluar el ajuste.
Existen infinitas representaciones del modelo de Estado-Espacio. Un
criterio no analizado es el de la minimalidad (sistemas controlables y
observables), basado en Palma W. (2007).
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Conclusiones
La inclusi´on del PIB de la construcci´on como medida parcial de la
actividad de la construcci´on podr´ıa implicar la presencia de
cointegraci´on entre las variables, donde un modelo basado en
Garrant y Hall (1996) podr´ıa ser m´as apropiado.
Identificar separadamente la actividad subyacente de los sectores
vivienda e infraestructura.
Realizar mejoras en la medici´on de los indicadores parciales.
¿Es correcto tomar un promedio m´ovil de tres meses a los
indicadores parciales?
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Bibliograf´ıa
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