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2024年4月15日发(作者:财务数据可视化分析)

第11卷第17期2011年6月 

科学技术与工程 

Vo1.11 No.17 June 2011 

1671~18l5(2011)17—4112一O5 

Science Technology and Engineering 

⑥201 1 Sci.Tech.Engng. 

管理科学 

基于Copula的信用风险经济 

资本计量模型及应用 

谢铨 

(江西师范大学数学与信息科学学院,南昌330022) 

摘要将Copula函数应用于信用风险经济资本计量模型中,并进行实证研究。基于Copula理论的经济资本计量模型解决 

了由不同行业贷款所组成的贷款组合相关性结构的拟合问题。准确地反映了贷款组合的非违约风险暴露,同时完善了银行 

的内部评级体系。 

关键词Copula 信用风险 经济资本 

中图法分类号17830.51; 文献标志码A 

信用风险经济资本是指商业银行在一定的置 

信水平下,为了应对未来一定期限内信用风险资产 

的非预期损失而应该持有的资本金,其在数值上等 

于信用风险资产可能带来的非预期损失,对它的计 

量是商业银行内部评级体系中的重要内容。 

信用风险经济资本取决于以下几个方面:一是 

后运用VaR来计量贷款组合的信用风险经济资本。 

1.1 Copula函数的定义 

定义1 (Nelsen,2006) ]Ⅳ元Copula函数是 

资产组合的收益分布,体现银行资产组合的潜在损 

失水平;二是置信水平,体现对非预期损失的反映 

程度;三是银行风险计量水平,体现为拟合的收益 

分布是否准确反映了本行资产组合问的相关性。 

指具有以下性质的函数C(・,…,・): 

(1)定义域为:,Ⅳ,即[0,1] ; 

(2)C(・,…,・)有零基面(grounded)且是 

Ⅳ维递增(N—increasing)的; 

(3)C(・,…,-)的边缘分布c (・), = 

《巴塞尔新资本协议》虽然已经为世界范围内 

实施了内部评级法的银行提供了如何计算非预期 

损失经济资本的监管公式,但协议也鼓励各银行通 

过改进经济资本计量手段来完善其自身的内部评 

1,2,…,Ⅳ,且满足:C (・)=C(1,…,1,“ ,1,…, 

1)=M 

级体系。本文为优化信用风险经济资本计量方法, 

利用Copula函数作为相关性分析的工具¨,首先通 

其中/Z ∈[0,1],n=l,2,…,Ⅳ。 

1.2建模的方法及目的 

过建立Copula模型来拟合贷款组合的收益分布,并 

运用SPSS软件对模型进行拟合-优度检验,接着将 

Copula理论与蒙特卡洛仿真结合起来计算VaR,最 

2011年3月18日收到 

(1)根据经验选取各项贷款的分布函数和贷款 

组合的Copula函数,再利用SPSS对其进行检验,达 

到较好地选择描述贷款组合的边际分布和贷款组 

合之间相关结构的目的。 

(2)用蒙特卡洛仿真来计算贷款组合在一定置 

信水平下的 R值,达到计算该组合信用风险经济 

资本的目的。 

作者简介:谢铨(1987一),男,江西抚州人,硕士研究生,E-mail 

conanxq1 19@163.conl。 

17期 谢铨:基于Copula的信用风险经济资本计量模型及应用 

1.3建立Copula下的信用风险经济资本计量模型 

卡洛(Monte Carlo)仿真来计算VaR ]。步骤如下: 

假设某银行的一项贷款组合是由其分别发放 (1)利用行业A,B的贷款收益率的历史数据 

给行业A及行业B中企业的贷款所组成。对于银 

行来说,行业A贷款的收益率为 ,行业B贷款的收 

益率为Y, ,Y为随机变量。F( ),G(Y)分别为 ,Y 

的分布函数,由两种行业贷款组成的贷款组合的收 

益率Copula函数为C( , ),其中“=F( ), = 

G(y)。随机变量 和Y的Kendall秩相关系数 

为[ : 

n一1 

∑∑ [( ,Yi),(勺, )] 

r= — ——一 (1) 

n 

式(1)中 函数的表达式为: 

[( ,Y ),(xi,y = 

1, ( 一 f)(Y —yf)>0 

7 0, ( —xj)(Y —Yj)=0 (2) 

【一1,( 一 )(Y —y )<0 

在式(1)中, ,xi为行业A第i, 笔贷款的收益 

率观测值,Y , 为行业B第i, 笔贷款的收益率观 

测值,n为每个行业的贷款总笔数,在式(2)中1≤ 

i< ≤n。 

Copula函数有正态Copula、t-Copula、Gumbel 

Copula、Clayton Copula和Frank Copula(后三种为阿 

基米德Copula函数),这些函数都有相应的表达形 

式,如二元Clayton Copula函数: 

C( ,v;O)=(1l,一 + 一 ——1)一 (3) 

式(3)中 ∈(0,o。),令 =F(x),z,:G(Y),则有 

= 

其中 为 和Y的Kendall秩相关系数 。 

1—1 

模型的各项指标确定了以后,下一步就是选择 

可以较好地描述贷款组合收益率边际分布函数和 

相关结构的Copula函数。通过分析样本数据并利 

用以往经验,初步地假设贷款组合收益率边际分布 

函数和Copula函数。利用SPSS软件进行检验,如 

果这些函数可以通过检验,则说明假设是成立的, 

从而可以利用这些函数计算VaR的值从而得到贷 

款组合的信用风险经济资本。 

在运用Copula函数计算贷款组合的VaR时, 

VaR的解析式一般不容易求出,因此常常运用蒙特 

计算Copula函数的参数,由此可以确定各个贷款收 

益率的分布函数F( ),G(Y)和描述贷款之间相关 

结构的Copula函数C(//,, ),//,=F( ), =G(Y),这 

里U-,U均服从(0,1)均匀分布。 

(2)生成两个独立的服从(0,1)均匀分布的随 

机数 和 ,根据Copula函数的性质 J,C( , )关 

于 的一阶偏导c ( )∈[0,1],且c ( )服从均匀 

分布,令c ( )=W,通过c ( )的逆函数可以计算 

得到 =c2 ( ); 

(3)根据各贷款收益率的分布函数F( ), 

G(Y)计算与 , 对应的资产收益 ,Y的值: 

F ( ),Y=G ( ); 

(4)根据行业A贷款占贷款组合中的权重8, 

计算贷款组合的收益率 的值: =舐+(1一 )Y,由 

此得到贷款组合收益率的一种可能情景; 

(5)重复(2)~(4)1 000次,模拟得到贷款组 

合年收益率的1 000种可能情景,由此可以得到贷 

款组合年收益率的经验分布,对于给定的置信度 

1一 ,由P[ <一VaR ]=Ot求出1一Ol置信度下贷 

款组合的VaR,其中VaR 表示1一Ol置信度下的 

VaR值。 

通过以上五个步骤便可计算出在1一 置信水 

平下贷款组合VaR的值。 

2基于Copula的信用风险经济资本计量模 

型的应用 

2.1抽样数据的基本情况 

银行以一个贷款周期为基础,可以用年金公式 

把得到的本利和扣除本金后折算成贷款每年的收 

益率。表1中第2,4列给出的就是每一笔贷款本利 

和扣除本金后折算成的平均年收益率。下面抽取 

某银行2009--2010年度400笔贷款平均年收益率 

(以下简称收益率)的数据,其中制造业200笔,电 

力行业200笔。 

科学技术与工程 11卷 

表1 两种行业贷款平均年收益率% 

注: ,Yj为贷款平均年收益率,其中l≤i<j ̄200 

为将数据代人上述Copula模型,假设行业A代 

表的是制造业,行业B代表的是电力行业。 

2.2贷款组合收益率的边际分布及Copula函数 

2.2.1 Kendall秩T的计算 

(1)将表l中 , 代人式(2),利用软件计算 

函数的值; 

(2)将 函数的值代人式(1),计算得到: 

0.058 (4) 

图1制造业正态Q-Q图 

图2电力业正态Q-Q图 

2.2.2 贷款组合收益率边际分布函数的判定及检验 

综合样本数据的各项指标,再根据中国银行业 

贷款收益率的历史经验,初步判定制造业及电力行 

业的贷款收益率 , 都服从正态分布,然后将样本 

数据输入SPSS 17.0并通过绘制Q—Q图的方法对上 

述假设进行检验。制造业及电力行业的贷款收益 

率的正态Q-Q图分别为图1和图2。 

通过分析两行业贷款收益率的正态Q-Q图发 

现:样本数据与正态函数的Q.Q图近似一条标准均 

匀分布分位数的直线,可以断定正态分布可以很好 

地描述两个行业贷款收益率的分布情况。通过 

SPSS软件可计算出两个行业贷款收益率分布函数 

的期望 以及方差 。 

2.2.3 贷款组合收益率Copula函数的判定及检验 

根据Copula函数的性质 ,同样可以运用Q— 

Q图的方法,通过检验c ( )是否服从(0,1)均匀分 

布来评价Copula函数对样本的拟合度。 

分别用二元正态Copula、t—Copula、Gumbel Cop— 

ula、Clayton Copula和Frank Copula函数对贷款组合 

的相关结构进行拟合,得到相关参数,并利用Q—Q 

图对各项Copula函数拟合程度进行检验。下面以 

检验Clayton Copula函数的拟合程度为例,步骤 

如下: 

(1)由式(4)可知r的值,进而可以通过0= 

,,一 

得到0=0.125; 

上一下 

(2)将0代人式(3),便可得到Clayton Copula 

函数的表达式为: 

C( , ):( 一n 25+ 一n 25一I)-1/0 .25 (5) 

图3关于“的一阶偏导的一致Q—Q图 

(3)求C( , )关于u的一阶偏导C ( ),结果 

如下: 

c )=[ +(号)O.125 】 (6) 

l7期 谢铨:基于Copula的信用风险经济资本计量模型及应用 

(4)将样本数据代人C (V),将所得到的结果 

输入SPSS软件,得到其Q—Q图(见图3)。 

通过分析C ( )的一致Q—Q图发现:样本数据 

与(0,1)均匀分布的Q.Q图近似一条标准均匀分布 

分位数的直线,可以断定C ( )基本服从(O,1)均匀 

分布。检验其他Copula函数拟合程度的Q.Q图就 

不一一列举,在比较各种Copula函数的拟合程度 

后,判定Clayton Copula为最优拟合贷款组合收益率 

的Copula函数。 

2.3贷款组合的信用风险经济资本计算 

在1.3节给出了计算贷款组合信用风险经济资 

本计量的蒙特卡洛仿真方法(含五个步骤)。通过 

2.2节我们已经确定了各个贷款收益率的分布函数 

F(x),G(y)和描述描述贷款之间相关结构的Copu. 

1a函数c(“, ),下面只需进行剩下的四个步骤,便 

可得到 的值。 

本文研究选取显著性水平为5%,即计算当置 

信水平1一Ot=95%时,VaR 的值。在确定权重6值 

时,根据行业一般情况,选择在贷款组合中制造业 

贷款占25%,电力行业贷款占75%。在仿真过程中 

生成随机数以及正态分布函数的逆运算都利用 

Matlab完成。进行1 000次仿真模拟计算后,得 

到贷款组合收益率z=0.25x+0.75y的经验分布 

o00

(z): 

0.z≤一1.581 

1/1 000.一1.581< ≤一1.559 

Fl o00(z): 

50/1 000.一1.414<z≤一1.408 

999/1 000,5.107<z≤5.1641, >5.164 

(7) 

对于给定的置信度95%,由式(7)并根据 

P[z<一VaR0.D5]=0.05可得 R0.D5=1.408,此处 

VaR。

为95%置信水平下贷款组合收益率的 

值。 

2.4计算结果分析 

该银行为了应对未来一定期限内由制造与电 

力行业贷款组成的贷款组合非预期损失,应该持有 

定的经济资本,其在数值上等于在95%置信水平 

下信用风险资产可能带来的非预期损失,可以通过 

下面的式子计算该经济资本: 

经济资本=VaR×贷款组合的总金额 (8) 

式(8)中VaR:VaR0l05=1.408。 

} 

3总结 , 

本文为更准确地计算贷款组合的信用风险经 

济资本,通过建立Copula模型来拟合贷款组合的相 

关性结构,将Copula理论与VaR方法有机地结合起 

来。该模型具有的主要特色为: 

(1)优化了贷款组合信用风险经济资本的计量 

方法; 

(2)利用Copula函数准确地拟合了贷款组合 

的相关性结构; 

(3)运用蒙特卡洛仿真技术并结合数学与统计 

软件,将计算机技术运用于金融领域。 

参考文献 

1 白保中,宋逢明,朱世武,等.Copula函数度量我国商业银行资产 

组合信用风险的实证研究.金融研究,2009;(4):129—141 

2韦艳华,张世英.Copula理论及其在金融分析上的应用.北京:清 

华大学出版社,2008 

3 Alexander J,Rudiger F,Embrechts P.Quantit—ative Risk Manage— 

ment.New Jersey:Princeton University Press.2005:206—_207 

4徐志春.基于Copula的贷款组合经济资本配置模型及仿真.武汉 

理工大学学报.信息与管理工程版,2008;30(5):754—755 

5刘博.基于KMV模型对中国上市公司的信用风险进行度量的 

实证分析.科学技术与工程,2010;10(3):844--848 

4116 科学技术与工程 

Economic Capital Measurement Model for Credit I sk Basing on 

Copula Function and Its Application 

XIE Quan 

(Jiangxi Normal University,Mathematics&Information Science College,Nanchang 330022.P.R.China) 

[Abstract]Copula function is applied to economic capital measurement model for credit 

irsk,the real diagnosis 

of analysis is carried on.The economic capitla measurement model basing on Copula settles 

the COITe]ation structure 

fitting problem of loan portfolio which is consisted of loans from diferent industries

The exposure to non.default 

irsk of loan portfolio is reflected accurately,at the same time IRB of banks has been improved

. 

[Key words]Copula credit risk economic capital 

0 

(上接第4111页) 

Scene Prediction of China S Carbon Emissions Based on BP Neural Network 

SONG Jie.kun ,ZHANG Yu 

(School of Economics&Management,China University of Petroleum , 

Dongying 257061,P.R.China; 

Financila Assets Management Center of Dongxin Unit2

Shengli Oilifeld. 

Dongying 257091,P.R.China) 

[Abstract] Carbon emissions prediction can help formulate carbon abatement goal and path.Refering on the 

factors of STIRPAT model,six factors including population,urbanization rate

per capita GDP,GDP ratio of tertia— 

ry industry,energy consumption intensity,coal consumption ratio ale selected as independent variables for predic. 

ting carbon emissions.Using the data from 1 980 to 2009 as training sample

it applies BP neural network to con. 

struct prediction model of China’S carbon emissions and predicts the carbon emissions from 2010 to 2015

The rsuIt 

shows that in the twelfth five-year plan,China should low GDP growth appropriately in order to chievement carbon 

abatement goa1. 

[Key words] carbon emissions BP neural network prediction mode1 


本文标签: 贷款 组合 函数 资本 收益率