定义尾部依赖

机器算法验证 肥尾
2022-03-23 13:00:45

我一直试图找到一个简单、简洁的尾部依赖定义。任何人都可以分享他们认为是什么。

其次,如果我要在图表上使用不同的 copula 绘制模拟,我怎么知道哪些表现出尾部依赖性。

3个回答

的上尾相关性及其边缘分布 F 和 G 的定义为: (Embrechts 等人(2001))。假设随机变量 X 达到极大值,则 Y 达到极大值的概率。因此,可以理解为,λ越接近 1,X 达到高值和 Y 也达到大值之间的联系越紧密。XYlimu1P{Y>G1(u)|X>F1(u))=λuλ

在极端情况下,判断 copulas 是否表现出尾部依赖性并不难:重要的是(两个)变量在图的角落是否表现得比在中心更接近。

高斯 copula 没有尾依赖 - 尽管随机变量高度相关,但似乎没有特殊关系,任何变量达到大值(在图表的角落)。 具有正常边缘且相关性为 0.9 的高斯 copula

当将该图与来自相同边缘但具有 T-2 copula 的模拟图进行比较时,尾部依赖性的缺失变得明显。

T-copulas 具有尾相关性,并且相关性随着相关性的增加而增加,随着自由度的数量而减少。如果模拟更多的点,从而覆盖单位正方形的更大部分,我们几乎会在右上角和左下角看到一条细线。但即使在图表上,很明显在右上象限和左下象限——即两个变量都达到非常低或非常高的值——这两个变量似乎比在身体中更密切相关。

具有正常边缘且相关性为 0.9 的 T-2 copula

金融市场往往表现出尾部依赖性,尤其是较低的尾部依赖性;例如,正常时期主要股票收益的相关性约为 0.5,但在 2008 年 9 月/10 月,一些货币对的相关性超过 0.9——它们都大幅下跌。高斯联结在危机之前用于为信贷产品定价,由于它没有考虑尾部依赖,它低估了许多房主无力支付时的潜在损失。房主的付款可能被理解为随机变量 - 在许多人开始难以支付抵押贷款的那一刻,它们被证明是高度相关的。由于这些违约与不利的经济环境密切相关,因此这些违约表现出尾部依赖性。

PS:从技术上讲,这些图片显示了由 copula 和正态边缘生成的多元分布。

尾部依赖性是指两个变量之间的相关性随着分布尾部(其中一个或两个)的“进一步”而增加。比较 Clayton copula 和 Frank copula。

Clayton copula 散点图

Frank copula 散点图

克莱顿有左尾依赖性。这意味着,当您进一步向左尾(较小的值)移动时,变量变得更加相关。弗兰克(以及高斯)是对称的。如果相关性为 0.45,则在整个分布范围内为 0.45。

经济系统往往表现出尾部依赖性。例如,承担再保险公司的信用风险。当整体损失正常时,再保险公司 A 或再保险公司 B 是否会拖欠向保险公司的付款可能看起来不相关,或者相关性非常弱。现在想象一下发生了一系列伤亡事件(如飓风丽塔、威尔玛、艾达等)。现在整个市场一个接一个地受到巨大的付款请求的冲击,这可能导致流动性问题,由于问题的范围和被保险人的同时需求,许多再保险公司将面临流动性问题。他们的支付能力现在更加相关。这是一个需要右尾依赖的 copula 的例子。

至少在我的理解中,尾部依赖是向统计背景有限的人解释的。

想象一下,您有两个变量 X 和 Y。每个变量都有 100,000 个观察值。这些观察在某种意义上是联系在一起的。也许它们是使用 copula 生成的,或者您碰巧拥有两只强相关股票在 100,000 个时间段内的回报值。

让我们看一下 X 的最差 1% 的观测值。那是 1,000 个观测值。现在查看这 1,000 个观测值中 Y 的相应值。如果 X 和 Y 是独立的,您会期望 10 个观察值,这 1,000 个观察值是 Y 的最差 1% 值的一部分。

11001100100,000=10

当 X 和 Y 的值在尾部不独立时,实际观察次数可能高于 10,这就是我们所说的尾部依赖