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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
下
为[ :
n一1
∑∑ [( ,Yi),(勺, )]
r= — ——一 (1)
n
式(1)中 函数的表达式为:
[( ,Y ),(xi,y =
r
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。
.
晒
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
一
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
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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
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