时频视角下股市网络波动溢出及动力学研究

论文摘要

金融波动风险的防范与控制,始终考验着市场参与者与监管者的智慧。准确描述和理解金融市场波动传染规律,有利于市场参与者与监管者捕捉市场信息,优化资产配置,制定管理政策,防范与化解金融危机。针对如何刻画股票市场中波动在时频域的传播机制问题,本文从金融市场之间溢出效应的研究角度切入,来揭示金融网络中波动风险的传播规律。利用学科交叉的优势,综合应用多分辨率小波分析方法、复杂网络理论,计量经济学方法和传播动力学模型等多种理论和方法,从时频演变的角度,以系统观的方法分析股票市场中存在的波动溢出效应及其在系统中的传播动力学机制。主要研究工作和创新性成果如下:（1）针对股市中系统性波动溢出效应研究问题,构建了波动溢出复杂网络模型的系统性分析方法,并从时域和频域分别展开对溢出网络的系统性拓扑特征演变的实证研究。将计量经济学GARCH-BEKK模型刻画出的股市之间的波动溢出关系抽象为复杂网络的连边,将每个股市抽象为复杂网络的节点,以此为基础构建基于溢出效应的国际股市溢出网络实证模型。研究结果表明,在时域分析中,大部分国家在溢出网络中的地位是频繁变化的,但是在波动溢出的发出和接收的两个极端,排名基本上保持了较高的稳定性。通常发达国家金融强国的股市波动会对发展中国家或地区不太健全的金融市场产生溢出效应。频域研究结果表明,从短期到长期的过程中,网络中的溢出关系逐渐增多,但是溢出效应强度却逐渐减弱。即溢出效应主要发生在短周期中,在长周期内存在较多的弱联系。此外,溢出效应在跨周期的网络中分布极不均匀,绝大多数的溢出关系发生在从相对的长期到相对的短期上,即发生在股市中长期上的波动变化会对短期市场的波动产生较大的影响。（2）针对股市溢出网络中的传播动力学问题,在对传统网络动力学模型研究的基础上,构建了符合金融市场溢出关系网络的动力学模型。在对复杂网络中的动力学问题进行研究的过程中,发现传统模型关注的主要是病毒、谣言等在网络中的扩散机制,而对这种网络中传播主体的影响大小则很少涉及,在股市网络中,这种受影响的大小程度又显得尤为重要,所以针对溢出网络的特点,构建了主体状态连续的动力学模型。模型主要从界定传播过程中股指主体的状态变化的问题展开,进而刻画主体间的传播机制与扩散规律,以及界定传播的终止条件,最后得出了传播模型的动力学方程组。此外,由于股市溢出关系网络形成的图密度较大,溢出关系复杂且紧密,为了剔除网络中冗余的弱联系信息,抽取网络中的主要拓扑结构,研究设计了适用于溢出关系网络的最小树形图提取算法。（3）为揭示溢出网络中的动力学机制,进行了多尺度周期上的实证研究。通过若干个反映传播结果的指标,来揭示股指波动所产生影响的范围、影响的速度、传播路径及路径上的影响程度大小。研究结果发现,波动冲击在传播过程中,在第2-3步传播的速度、波动的大小均会达到顶峰。以节点的传播属性指标来刻画节点在波动传导过程中所发挥的作用。通过情景设定,对传播源选取的不同进行区分来模拟随机攻击和重点攻击下的波动传播特征,将提出的传播模型应用到多尺度周期下的网络中,对比不同信息周期下的股指波动溢出的规律。并以美国三大股指和中国的上证指数为例,通过实证的方法具体研究在波动冲击下的系统响应机制,探索波动在传播路径上的关键节点和传播路径上的波动风险大小的变化。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 文献综述
•     1.2.1 金融时间序列间溢出关系的研究
•     1.2.2 金融时间序列中多尺度效应的研究
•     1.2.3 复杂网络及其金融市场的应用研究
•     1.2.4 基于复杂网络的传播动力学研究
•     1.2.5 文献评述
•   1.3 研究内容
•   1.4 科学问题和主要创新点
•     1.4.1 科学问题
•     1.4.2 主要创新点
•   1.5 研究方法和技术路线
•     1.5.1 研究方法
•     1.5.2 技术路线
• 第2章 溢出效应产生机理及分析方法研究
•   2.1 溢出效应的概念及界定
•   2.2 溢出效应的产生机理
•     2.2.1 溢出效应产生的内在原因
•     2.2.2 溢出效应产生的外在条件
•   2.3 溢出效应的研究方法
•     2.3.1 格兰杰因果关系检验
•     2.3.2 GARCH-BEKK模型
•   2.4 溢出效应的时频演化分析视角
•     2.4.1 频域的多分辨率特征
•     2.4.2 时域的动态时变特性
•   2.5 本章小结
• 第3章 溢出网络中的时域特征演化研究
•   3.1 数据选取和分析
•     3.1.1 数据来源和预处理
•     3.1.2 统计分析
•   3.2 金融市场溢出网络构建
•     3.2.1 波动溢出关系的提取
•     3.2.2 网络的构建规则
•     3.2.3 溢出网络静态特征的分析指标
•   3.3 溢出网络的时变特征分析
•     3.3.1 溢出网络的整体特征分析
•     3.3.2 溢出效应的发出者
•     3.3.3 溢出效应的接受者
•     3.3.4 关键传播路径
•   3.4 本章小结
• 第4章 溢出网络中的频域多尺度效应研究
•   4.1 数据选取和分析
•     4.1.1 数据来源和预处理
•     4.1.2 统计分析
•   4.2 多尺度溢出网络的构建
•     4.2.1 时间序列的多尺度分解
•     4.2.2 尺度内溢出网络构建
•     4.2.3 跨尺度溢出网络构建
•   4.3 溢出网络的多尺度特征分析
•     4.3.1 尺度内的溢出网络特征分析
•     4.3.2 跨尺度的溢出网络特征分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 国际股市溢出网络的动力学过程建模与仿真研究
•   5.1 基础传播模型
•     5.1.1 基本思想
•     5.1.2 模型基本形式
•   5.2 股市波动溢出网络的传播模型构建
•     5.2.1 WSI模型中的主体
•     5.2.2 WSI模型中主体的状态
•     5.2.3 WSI模型中主体间的波动传播机理
•     5.2.4 WSI模型中主体间的波动传播规则
•     5.2.5 WSI模型的动力学方程组
•   5.3基于WSI模型的国际股指间波动传导仿真实验
•     5.3.1 仿真实验数据
•     5.3.2 网络简化筛选
•     5.3.3 实验情景设定
•     5.3.4 结果分析指标
•   5.4 仿真结果分析
•     5.4.1 多尺度网络中波动冲击传播广度
•     5.4.2 多尺度网络中波动冲击传播速度
•     5.4.3 多尺度网络中节点的传播属性
•     5.4.4 高频短周期网络中波动传播路径分析
•     5.4.5 高频短周期网络中波动冲击的系统响应
•   5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读博士学位期间主要科研成果
• 附录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 刘雪勇

导师: 安海忠

关键词: 溢出网络,传播动力学,波动溢出效应,小波分析

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,经济与管理科学

专业: 数学,宏观经济管理与可持续发展,金融,证券,投资

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 国家留学基金委(项目号:201706400049)

分类号: F831.51;F224

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000021

总页数: 127

文件大小: 4448K

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