基于Copula函数的多站洪水过程随机模拟研究

洪水过程随机模拟能够生成大量与历史洪水统计参数相似且形状各异的洪水过程,而水库群联合防洪调度需要结合流域内各水文站洪水过程统筹洪水资源的调度,实现洪水资源的科学调度,亟需发展多站洪水过程随机模拟方法。鉴于此,提出一种基于Copula函数的多站洪水过程随机模拟方法,该方法先利用二维Copula函数完成主站洪水过程的模拟,然后利用条件混合法构建三维Copula函数,依次模拟其余站的洪水过程。以长江中上游8处水文站为研究对象的结果表明,各站模拟洪水与历史洪水统计参数的相对误差较小,除了北碚和武隆站的最大值外,各水文站统计参数的相对误差在5%左右,能够反映历史洪水过程的统计特征,能够为水利工程防洪规划设计、水库群联合调度及防洪调度风险分析等工作提供支撑作用。

Copula函数在水库枯水期径流预测的改进研究

为提高中型水库枯水期径流预测精度,引入改进的Copula函数,选取辽宁省2座中型水库为研究实例,对其枯水期径流预测的精度进行对比。结果表明:改进后的Copula函数引入变量概率密度,对函数变量进行优化后,可提升求解精度,相比于改进前,各中型水库枯水期径流年尺度径流预测相对误差分别降低12.6%和13.7%,月尺度径流预测误差分别降低10.9%和11.8%。研究成果对于中型水库枯水期径流预测精度提高具有参考价值。

基于动态Vine Copula模型的金融市场风险溢出效应研究

随着金融全球化进程的加速,国际金融市场间的联系日益紧密,深入分析国际金融市场对中国金融市场的风险溢出效应具有重要意义。本文首先基于高维动态Vine Copula模型构建高维金融市场的联合分布函数,然后运用条件在险价值方法测度国际原油市场、国际黄金市场以及国际外汇市场对中国股票市场的风险溢出效应,最后采用压力测试方法从多市场情景压力的视角进行稳健性检验。研究显示:国际金融市场对中国金融市场具有显著的风险溢出效应,但不同国际金融市场的风险溢出强度存在显著差异;国际金融市场对中国金融市场的上行风险溢出效应显著大于下行风险溢出效应,风险溢出强度呈现出非对称性特征;基于高维动态Vine Copula模型的压力测试方法可以有效度量多个金融市场对单一金融市场的风险溢出效应。本文针对投资者、风险管理者以及监管者提出了相应的政策建议。

基于藤Copula-Monte Carlo方法的多事件巨灾债券触发概率模拟

当前全球自然灾害频发,传统的保险业已经无法承担日益严峻的巨灾风险。巨灾债券作为一种新型的金融创新产品,可以为巨灾风险提供更有效的分散方式。文章采用藤Copula模型来刻画多巨灾损失变量间的相关关系,在此基础上,将多巨灾损失变量的条件分位数估计应用到多事件触发巨灾债券的触发值设定。结合全球洪灾数据进行实证分析,通过Monte Carlo方法模拟多事件巨灾债券的触发概率,验证了所构建模型的可行性和优越性。

基于Copula方法的干旱历时和烈度的联合概率分析

采用自回归马尔可夫模型来延长干旱数据,以解决干旱数据短缺的问题,在此基础上获取长序列干旱数据;应用Copula方法模拟干旱历时和干旱烈度之间的相依关系,并用自助抽样法检验Copula函数的拟合效果;最后得出边际分布分别为皮尔逊Ⅲ型和伽马函数的两元联合分布,并计算干旱历时和干旱烈度的联合分布概率.模拟结果表明,Clayton Copula能较好地模拟两变量之间的相依关系.根据Copula联结函数来模拟水文干旱极限事件,可考虑水文干旱极限事件不同变量之间的相依性,方法简单合理,可成为水文干旱极限分析的一个有效工具.

我国商业银行的系统性风险测度及影响因素研究——基于CCA-POT-Copula方法的分析

本文基于CCA方法测度我国商业银行的个体风险,利用POT-Copula方法考察危机时期银行间违约相关性的变化,并对商业银行的系统性风险贡献及其影响因素进行实证分析。结果表明:在当前深化金融改革时期,我国商业银行的个体风险急剧攀升;与国有大型商业银行和城市商业银行相比,全国性股份制商业银行的系统性风险溢出效应总体较高;各商业银行的系统性风险贡献呈现明显的时变特征;杠杆率高、盈利能力强和业务复杂程度高的商业银行具有更高的系统性风险贡献。本研究为监管当局根据商业银行的系统性风险制定逆周期的宏观审慎监管政策提供了有益参考。

基于Copula的海洋生态系统的稳态转换

基于藻类与食植鱼类的生态动力学模型,采用非线性动力学方法,确定了典型控制参数的分岔区域.运用Copula方法,通过历史数据得到控制参数的概率分布.以分岔区域作为不同状态,建立了系统状态转移的马尔科夫链模型.运用蒙特卡罗方法计算转移概率矩阵,得到多稳态转换的平稳概率,并得到了使期望状态平稳概率最大化的控制参数值.

基于Copula函数的证据理论相关性分析模型及结构可靠性计算方法

提出一种基于Copula函数的证据理论相关性分析模型及结构可靠性计算方法,可处理证据变量间具有相关性的可靠性分析问题。该方法引入Copula函数描述证据变量间的相关性,将贝叶斯方法拓展至证据理论,利用经验分布公式将证据变量转换为标准均匀变量,计算证据变量样本的权重获得结构输入变量间的最优Copula函数。通过最优Copula函数对证据变量边缘基本可信度分配(marginal-BPA)函数差分获得联合可信度分配(joint-BPA)函数,并对每个焦元进行极值分析,计算可靠域内焦元的累积联合BPA值获得结构的可靠性区间。通过三个数值算例验证了本方法的有效性,计算结果表明证据变量间的相关性可能对可靠性计算结果产生较大影响,常用的独立性假设可能对可靠性分析结果造成较大误差。

基于Copula房地产与金融行业的股票相关性研究

房地产市场和金融市场的关系多数文献从相互影响的角度研究,而本文以房地产与金融行业的股票收益率数据,引入Copula方法定量刻画两个行业股票之间的相关关系。实证结果表明,双参数结构的Copula拟合度普遍高于单参数结构的Copula;如果仅考虑单参数或双参数Copula函数结构,可能会得出错误的结论。本文同时选取单参数和双参数的Copula拟合房地产与金融行业的股票收益率之间相关性结构,通过AIC、BIC最小原则应为BB3 Copula,说明两个行业股票在市场低迷时期的尾部相关性高于活跃时期的尾部相关性。因此,在投资股票时,不能通过对这两个行业股票的组合投资降低风险。

基于MVTV Copula方法的多风电场电力系统经济调度分析

针对多维风电出力数据间相关性对含有多风电场的电力系统经济调度影响问题,提出了MVTV Copula(mix vine time-varying Copula)方法,以此构建多风电场出力数据随机场景,并建立基于机组燃料费用及再调度费用最小为目标的电力系统经济调度模型.为验证所述方法的有效性,采用IEEE-30节点系统,并以我国某地3个相邻风电场的实际出力为例对所述方法进行了仿真验证.仿真结果表明:不考虑风电出力相关性的经济调度费用仅为实际调度费用的43.6%,而应用所述MTVT Copula方法建模后的再调度费用则更加接近实际调度费用,为实际调度费用的82%,验证了本文所提方法的有效性.

资产组合ES风险测度的Copula-EVT算法

针对金融市场中资产收益的非正态分布以及资产组合中风险资产的非线性相关现象,以EVT描述资产组合中各风险资产收益的边缘分布,以Copula方法描述风险资产之间的相关结构,运用蒙特卡罗模拟方法对资产组合的风险进行研究,并使用后向检验的方法证实了Copula-EVT方法在尾部分析上优于传统的风险研究方法。在此基础上,计算了资产组合的ES风险测度。

基于Copula的我国台湾和韩国股票市场相关性研究

以广义帕累托分布为边缘分布函数,引入de Haan矩估计和Bootstrap抽样方法定量选取阈值,进而运用三种Copula簇方法研究了我国台湾和韩国股票市场之间的相关关系,然后比较了单参数与双参数Copula的拟合效果,测算了两市场遭遇极端市场风险的条件概率,探讨了双参数Archimedean Copula函数在构建联合分布中的应用。研究结果表明:BB7 Copula较好地刻画了两市场尾部相关的非线性、非对称特征,且相关结构拟合度较好,表明两市场在低迷时期的相关性明显高于其活跃时期的相关性,但通过对两市场构建组合难以有效降低风险。同时回测检验显示Copula-GPD模型能有效测度两市场组合的极值风险。另外,当韩国指数日波幅出现下降超过7%时,台湾加权指数也出现同样日波幅下跌的概率为5.72%。

基于Copula函数的区域降水联合分布与特征分析

为深入研究降水时空分布特性,以便为流域水资源合理配置提供科学依据,以广东省东江流域内32个代表雨量站1956～2009年月降雨量资料为例,根据泰森多边形法计算四个子区间的面雨量,采用边际插值函数法(IFM)估计Copula函数参数,通过AIC信息准则确定研究时段内任意两相邻区间面雨量指标的联合分布。结合历史雨量极值组合所对应的重现期计算结果表明,东江流域降水时空分布不均匀,前汛期时段流域水资源状况较为安全,流域上游水资源状况也较为安全,后汛期与枯季时段流域下游水资源状况最为严峻。基于Copula函数方法与传统面雨量频率分析方法相比,能更全面地反映降水的分布特征。

基于Copula-Monte Carlo法的水库下游洪水概率分布研究

利用Copula函数构造水库调洪控制时段洪量和区间洪峰的联合分布,通过调洪函数将水库入库洪量转换为下泄洪峰,随机模拟得到两分区洪峰流量,提出了推求水库下游洪水概率分布的Copula-Monte Carlo(Copula-MC)方法。应用清江流域隔河岩水库实例进行验证,推求下游高坝洲断面的洪水概率分布,并与忽略洪水相关性的独立MC法进行比较,结果表明,独立MC法计算的洪峰流量系统偏小,会低估高坝洲断面的防洪风险;Copula-MC法得到的100年一遇高坝洲断面设计洪水与天然情况下相比减小32.6%。Copula-MC法充分考虑了上游水库断面和区间洪水的空间相关性及地区组成的随机性,结果合理可行。

基于Copula函数和Monte Carlo法的防洪调度风险分析

以黄河万家寨水库为例,采用Copula函数构建洪峰和洪量的联合分布模型,随机抽样模拟洪峰和洪量系列并转化为洪水过程线,同时考虑泥沙淤积和泄流能力不确定性影响,在给定汛限水位和调洪规则下调洪演算模拟洪水。结果表明,水文因素的随机性、库容与水位关系的不确定性是万家寨水库防洪风险的主要影响因素,泄流能力不确定性对水库泄洪影响不明显,并获得了各汛限水位方案下水库的防洪风险率,为万家寨水库前汛期汛限水位选择提供了参考依据。

基于Copula-VaR的金融资产组合风险测度研究

引入Copula函数来改进传统的VaR方法,构建出Copula-VaR模型。通过蒙特卡罗模拟实证金融资产组合收益的各种VaR值,结果表明,Copula-VaR模型能够更精确地测度出金融资产组合的在险价值风险。

基于Copula-GARCH方法的交叉汇率期权套期保值模型

针对进出口贸易中汇率风险管理问题,利用Copula-GARCH方法,基于改进的下偏矩风险测度(LPM)提出交叉汇率期权套期保值模型.首先,用Copula函数刻画相关结构,建立适用于任意边际分布的交叉汇率期权套期保值理论模型,并推导出模型的积分形式.然后,对交叉汇率收益序列进行GARCH模型拟合,给出基于边际收益率分布的最优模型算法步骤.最后,将模型应用于人民币外汇市场交叉汇率套期保值实证研究,并分析敲定价格,套期保值成本和风险厌恶程度等对LPM的影响.研究结果表明,将目标收益设置为收益的中位数而不是平均收益有利于投资者谨慎投资.为了降低LPM风险,建议预算较少的投资者选择平值看跌期权对冲,而预算较高的投资者可以选择实值看跌期权,但敲定价格不宜过大.

基于Copula-Glue的水文模型参数的不确定性

利用现行的Copula函数来描述模型参数之间的相关性,提出基于Copula-Glue的水文模型参数不确定性估计方法。选取采样次数为10 000、50 000和100 000,阈值为0.5、0.6和0.7的6种组合,进行了模型参数的不确定性模拟,并与Glue方法的模拟结果进行了对比。结果表明基于Copula-Glue的水文模型参数不确定性估计方法用联合分布代替单独的参数的分布,能够很好地考虑参数之间的相关性,在同样的采样次数下能够生成更多有效的参数组合,从而更加全面地估计参数的不确定性。

Copula函数的选择：方法与应用

针对目前Copula函数在实际应用中的选择问题,本文通过非参数法得到了它们的分布函数图及其经验分布图并进行了比较,然后利用一种解析法对其进一步的选择,并通过Q-Q图比较了各种模型的拟合程度,最后进行了拟合优度检验,得到了最优的Copula。最后对国内的上证A股指数和上证B股指数进行了实证分析,结果体现了该方法的有效性。

利用Rüschendorf方法构造新的Copula

Copula建模被广泛应用于金融保险、地质统计学和水文学等领域.本文利用Rüschendorf方法构造了新的Copula,并研究其相关性测度.