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General CoVaR Based on Entropy Pooling

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摘要

本文提出基于熵池(EP)方法的一般CoVaR框架,将多样专家观点(期望、方差、分位数、相关性等)融入风险测度,通过假设双变量正态分布导出解析表达式。实证部分以上述方法估计美联储加息周期中硅谷银行及多家银行的系统性风险与风险溢出,结果显示分布视角的CoVaR模型表现稳定且预警效果优异,说明该框架提升风险测度的灵活性和准确性 [page::0][page::2][page::6][page::10][page::16][page::23]

速读内容


一般CoVaR框架与熵池方法定义与数值实现 [page::0][page::1][page::5]

  • 一般化CoVaR利用任意专家观点或信息$V{iew}$定义,扩展传统条件$X=VaR{\alpha}^X$的局限性。

- 熵池方法通过最小化相对熵调整先验分布以满足专家约束,支持预期值、分位数、方差、相关性及排序等多种视角。
  • 数值方案包括估计先验联合分布,利用熵池求后验分布,再计算资产$Y$的边际后验分布得到CoVaR。


一般CoVaR在双变量正态假设下的解析表达式 [page::6][page::7][page::8][page::9][page::10][page::11][page::12][page::13][page::14]

  • 假设 $(X,Y)\sim N(\mu,\Sigma)$,推导了视角关于期望、方差、分位数、相关系数、资产值等多类型约束下的CoVaR解析式。

- CoVaR对视角中期望及两个变量差异展现线性敏感性,对方差、分位数及相关度展现非线性敏感性。
  • 解析结果揭示损失相关性($\rho$)是决定风险溢出的关键因子。


一般$\Delta$CoVaR定义及解析形式 [page::14][page::15][page::25][page::26]

  • 普通$\Delta$CoVaR定义扩展为一般CoVaR与VaR之差,量化视角造成的边际风险溢出。

- 在期望、方差、分位数及相关性视角下均有明确解析形式,揭示溢出效应随风险视角和相关性强弱变化的规律。

实证分析:美联储加息期间CoVaR测度与银行风险溢出 [page::16][page::17][page::18][page::19][page::20][page::21][page::22][page::23]


  • 利用CME FedWatch数据构建美联储加息的概率视角,结合历史数据用熵池方法估计硅谷银行(SVB)及多个银行的CoVaR。

- 不同视角(量化回归、期望、概率分布)下CoVaR表现不同,概率分布视角提供最稳定且准确的风险预警。
  • SVB破产事件后,基于SVB的多种视角测算其他银行及纳斯达克银行指数(NBI)的风险溢出效应,发现期望视角下溢出效应最大且显著超过实际损失。

- 传统CoVaR条件在极端事件下低估风险,熵池整合多视角展示更优的风险捕捉能力。

量化因子和风险测度模型贡献

  • 本文未提出特定量化投资因子构建或策略回测,但通过解析式和熵池框架提供了系统性风险测度新方法,具备广泛应用潜力,尤其在风险监管与资产风险管理领域。[page::6][page::15][page::23]

深度阅读

一般CoVaR基于熵池方法的详尽分析报告解构



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1. 元数据与报告概览


  • 标题:《General CoVaR Based on Entropy Pooling》(基于熵池方法的一般CoVaR)

- 作者:Yuhong Xu, Xinyao Zhao
  • 发布时间:2025年8月26日

- 主题:系统性风险度量中的条件风险价值(CoVaR)方法扩展,特别针对金融机构风险管理,采用“熵池”(Entropy Pooling)方法融合多种专家观点及信息。
  • 核心论点和目标

- 传统的CoVaR对条件信息的依赖局限于资产损失处于其VaR水平的情况。
- 本文提出将专家观点(如资产损失的矩特性、分位数、相关性、相对损失分布等)集成的一般CoVaR框架
- 利用最小相对熵原则的熵池方法(Entropy Pooling,EP)从先验分布“扭曲”到满足专家观点的后验分布,计算更广泛信息下的CoVaR。
- 假设联合正态分布,推导多种情况下CoVaR的解析表达式。
- 通过实证研究美国银行体系在联储加息中的表现来验证方法有效性。
- 拓展出的“$\Delta$ CoVaR”用于衡量不同信息视角下的风险溢出效应。

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2. 逐节深度解读



2.1 引言与背景


  • 系统风险的关注背景:2008年金融危机后,系统性风险成为金融风险管理重要课题,CoVaR由Adrian和Brunnermeier(2016)提出,衡量资产X处于极端损失下对系统(或资产Y)损失风险的影响,是重要的复杂金融风险度量工具。

- 传统CoVaR的定义:在固定的条件如$X = \mathrm{VaR}{\alpha}^X$下计算$Y$的$\alpha$分位VaR,捕捉共动与风险传染效应。
  • 已扩展的定义:Girardi和Ergün(2013)将条件从等于VaR扩展为大于等于VaR,涵盖更严重的损失场景。

- 限制及跨领域应用:传统CoVaR多聚焦于单一条件,难以整合多样化市场视角,尽管已广泛应用于银行、能源、货币市场等。

2.2 一般CoVaR的提出


  • 传统CoVaR条件如$X = \mathrm{VaR}^X$过于简单,现实中存在多样专家观点和信息(例如联储利率加息的概率分布预测、资产损失排名、期望、波动率等)。

- 定义“一般CoVaR”为基于任意专家视角($V
{iew}$)的条件风险度量:
$$
\Pr(Y \leq \mathrm{CoVaR}\alpha^{Y|View} \mid View) = \alpha,
$$
其中$View$可表示任意关于$X,Y$及其损失分布的知识点,包含传统CoVaR为特殊情况。
  • 现有估算方法(分位回归、DCC-GARCH等)无法涵盖复杂多样专家观点背景下的一般CoVaR。


2.3 熵池方法(Entropy Pooling)


  • 熵池方法核心是以最小相对熵准则调整先验分布以满足专家强加的约束视角,实现对联合分布的灵活更新(类似广义贝叶斯方法)。

- 具备整合期望、方差、分位数、相关系数、排序等多种视角的优势,且不局限于传统假设条件。
  • 多视角下,可按权重综合各单独观点的后验分布形成整体后验概率分布。


2.4 一般CoVaR的数值实现与解析表达


  • 一般CoVaR通常无解析解,数值步骤包括:

1. 估计联合先验分布(通常基于历史数据,采用核密度、参数分布或copula等技术)。
2. 利用熵池方法结合视角限制,通过最小相对熵优化计算后验联合分布。
3. 从后验边际分布计算CoVaR。
  • 若不限定分布类型,会出现不合理或非典型的后验分布(例如双峰),需假设后验与先验分布形态一致以确保结果可解释。

- 解析表达假设$(X,Y)$服从二维正态分布,先验与后验均为正态;基于此推导不同视角条件下CoVaR的闭式解。

2.5 不同视角的CoVaR解析表达式详细讨论



期待值视角


  • 视角设定$\tilde{\mu}X = \mu1$或其不等式形式。

- CoVaR呈关于$\mu
1$的线性关系,与资产间相关系数$\rho$及波动率比有关:
$$
\mathrm{CoVaR}\alpha^{Y|\tilde{\mu}X = \mu1} = \muY + \rho (\mu1 - \muX) \frac{\sigmaY}{\sigmaX} + \sigmaY \Phi^{-1}(\alpha).
$$
  • 相关性正则风险随$\mu1$升高,相关性负则相反。

- 不等式条件视角的CoVaR由相应区间及最邻近点确定,保证信息最小偏离。

方差视角


  • 设定$\tilde{\sigma}X^2 = \sigma1^2$或相应不等式。

- CoVaR对$\sigma1^2$的依赖为非线性递增关系,显著依赖$\rho$:
$$
\mathrm{CoVaR}
\alpha^{Y|\tilde{\sigma}X^2 = \sigma1^2} = \muY + \sigmaY \sqrt{1-\rho^2 + \rho^2 \frac{\sigma1^2}{\sigmaX^2}} \Phi^{-1}(\alpha).
$$
  • 当视角与先验一致($\tilde{\sigma}X^2=\sigmaX^2$)时,CoVaR退化为VaR。

- 图示(图2)展示不同$\rho$系数时CoVaR与后验方差的曲线变化。

分位数视角


  • 专家视角为$\tilde{q}X = q1$及不等式形式。

- CoVaR与$\tilde{q}X$对应关系非线性复杂,受相关性正负影响显著(其闭式解较为冗长)。
  • 当$\rho=0$时,视角无效,CoVaR退化为VaR。

- 图示(图3)分别展示正相关与负相关下的CoVaR随$\tilde{q}
X$变化。

相关系数视角


  • 设定$\tilde{\rho} = \rho1$或不等式。

- CoVaR对后验相关系数$\tilde{\rho}$呈非线性递增/递减依赖,正相关时随$\tilde{\rho}$增大升高,负相关时相反。
  • 相关系数变化对系统风险有重要影响。

- 图4直观展示$\rho$不同取值下CoVaR变化。

损失具体数值视角


  • 视角$X=l$及不等式,衍生CoVaR计算。

- 其视角即为传统CoVaR视角的扩展和特例。
  • 展示视角为损失期望$\tilde{\mu}X=l$与直接$X=l$条件时CoVaR的差异,凸显后验方差对结果的影响。


两变量相对视角(相当于Black-Litterman模型扩展)


  • 设$X-Y \sim \mathcal{N}(d, s^2)$,即两资产损失差服从正态分布。

- CoVaR与差期望$d$线性相关,方差$s^2$呈非线性影响。
  • CoVaR对$d$的单调性依赖于$\rho$与波动率比关系。


2.6 一般$\Delta$ CoVaR的定义与解析表达


  • $\Delta$ CoVaR为一般CoVaR与VaR的差值,度量从特定视角引入的增量风险和风险溢出效应:

$$
\Delta \mathrm{CoVaR}\alpha^{Y|View} = \mathrm{CoVaR}\alpha^{Y|View} - \mathrm{VaR}\alpha^Y.
$$
  • 具体视角下$\Delta$ CoVaR解析形式沿用前述CoVaR公式待减VaR,体现期望、方差、相关等视角对风险溢出的贡献。

- 不同视角组合的$\Delta$ CoVaR可线性分解为各视角贡献之和。
  • 传统$\Delta$ CoVaR是特殊案例,解析表达显示风险溢出存在复杂的非线性依赖。


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3. 图表深度解读



3.1 图1(Page 6)


  • 展示SVB损失率的先验分布与在未定分布类型条件下根据期望和分位数视角得出的后验分布。

- 结果显现双峰或概率中断,非典型,说明未限定分布类型时,熵池调整可能导致不合理结果。
  • 结论为保证可解释性,后续在实证分析中假设后验与先验同分布类型。


3.2 图2(Page 10)


  • 描绘在不同相关系数$|\rho|=0,0.5,1$情况下,一般CoVaR对期望方差视角下后验方差$\tilde{\sigma}X^2$的响应曲线。

- 关键观察:
- $\tilde{\sigma}X^2$增大时,CoVaR递增且渐趋于在$|\rho|=1$时最大。
- 当$\tilde{\sigma}
X^2=\sigmaX^2$时,CoVaR退化为VaR,三条曲线交叉。
  • 图示突出相关性作用下方差视角对CoVaR的显著影响。


3.3 图3(Page 11)


  • 左图:$\rho>0$时,CoVaR对$\tilde{q}X$呈非线性递增趋势,且$\rho$越大,斜率越陡。

- 右图:$\rho<0$时,CoVaR对$\tilde{q}X$表现复杂的非线性函数形式,呈非单调波动。
  • 交叉点均在先验分位数$qX$位置,符合视角与无新信息场景一致。


3.4 图4(Page 13)


  • CoVaR关于后验相关系数$\tilde{\rho}$的曲线,展示正负相关下,其单调关系及与先验相关系数交叉位置。

- 体现相关系数视角对系统性风险的关键调节作用。

3.5 图5(Page 22)


  • 对SVB和SB在期待值视角及分位数视角下,先验与后验损失分布的对比。

- 后验分布相比先验有明显均值和方差提升,体现视角对潜在风险“重塑”能力。
  • 类型保持一致,体现熵池约束下的柔性调整。


3.6 表格1-8


  • 表1、7展示了利率加息概率分布视角与实际加息数据对比,为后续CoVaR预测提供视角输入。

- 表2、7详细统计不同方法(QR、EP)及不同视角($X=q_X$、$X=erh$、分布视角)下资产CoVaR与实际损失差异,反映模型拟合及稳定性。
  • 表3、6、8分别列出各银行间损失相关矩阵,CoVaR及$\Delta$ CoVaR估计,体现系统性风险传染和视角影响顺序。

- 表4、5界定实际用到的视角类型及对应定量结果,明确理论派生与实证表现间的对应关系。

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4. 估值分析



分析未专门涉及资产定价估值部分,论文聚焦于风险度量方法及其计算与应用,没有具体估值模型如DCF、多期现金流估计等。

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5. 风险因素评估


  • 文章隐含识别风险主要为系统性风险扩散风险,包括:

- 视角误设风险(如对利率加息视角估计不准导致风险预测误差)。
- 模型误差风险(如后验分布不合理可能导致错误的CoVaR估计)。
- 相关性估计偏误风险(相关系数对CoVaR敏感)。
  • 适当选用视角和熵池参数,是缓解风险的主要策略。

- 实证部分通过使用历史数据、分布拟合、重视分布类型保持等手段降低上述风险。

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6. 审慎视角与细微差别


  • 报告方法推导结构严谨,但仍存在几点需审慎注意:

- 基于正态分布假设可能与金融资产重尾峭度现实不符,可能低估极端风险。
- 熵池方法虽理论优越,但实际中需合理界定视角及分布,避免过度拟合或视角相冲。
- 数值计算中若未限定分布形态,极端后验形态均可能出现,给风险管理带来不确定性。
- 各视角的权重分配及多视角集成方式对结果稳定性和表现影响显著,具体参数设定需经验调整。
  • 视角之间存在部分重叠和关联,如期望视角与具体值视角关联,使用中需避免信息冗余。


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7. 结论性综合



本报告在理论创新和实证检验上实现了对CoVaR风险度量的重大扩展,具体的关键发现总结如下:
  • 框架创新:提出了一般CoVaR计算框架,基于熵池方法将多种专家视角(期望、方差、分位数、相关性、相对损失等)灵活纳入系统性风险测算。

- 解析表达:在二维正态分布假设下,推导了丰富的解析式,使得不同视角对应CoVaR和$\Delta$ CoVaR的关系清晰明了。特别发现CoVaR对期望差异具有线性依赖性,对方差、分位数、相关系数则表现为复杂非线性关系。
  • 数值计算与实证

- 通过联储利率加息及美国银行业近年风险事件,验证视角合理指定时一般CoVaR的良好预测性能。特别是基于概率分布的综合视角下,模型表现出最高稳定性和准确性。
- 传统CoVaR和VaR在极端风险事件(如SVB破产)中往往低估风险,融合多样视角的一般CoVaR能更有效覆盖实际损失。
- $\Delta$ CoVaR指标明确量化了风险溢出强度,体现多家银行间系统性风险关联增强。
  • 图表洞见

- 图1–5直观体现熵池调整对分布形态和风险指标的影响。
- 表1–8反映了不同视角下CoVaR估计的精准性排序、波动性及关联结构,展示模型在真实金融数据中的适用性和潜力。
  • 总结观点

- 此框架为系统性风险度量提供了极具灵活性和包容性的工具,对监管机构和风险管理者评估多变市场环境下的金融机构风险具有重要参考价值。
- 热点贡献是将传统单点视角拓宽为多维专家知识融合,生成更全面、数据驱动且可解释的风险预测。

本报告充分展现了基于熵池的一般CoVaR方法的理论深度与实证广度,是现代金融风险管理的重要进展标志。[page::0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28]

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术语和重要概念解读补充


  • CoVaR(条件风险价值):衡量资产Y在资产X发生极端损失时,Y的风险暴露,反映系统性风险传递。

- Entropy Pooling(熵池):通过最小化后验分布相对于先验分布的相对熵,在满足专家信息约束的条件下调整概率分布。
  • $\Delta$ CoVaR:CoVaR与VaR的差值,突出风险溢出效应。

- Bivariate Normal Distribution(二元正态分布):假设两个资产损失联合服从的分布,参数包含均值向量和协方差矩阵。
  • 期望、方差、分位数视角:分别对应专家对资产损失均值、波动性和特定风险水平的判断。

- 相关系数视角:资产间关系紧密程度的预期调整。
  • 数值计算技巧:使用Lagrangian优化、Copula方法、分布拟合(如t分布)等实现复杂视角下的概率分布更新。


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整体来看,该报告提供了系统性金融风险定量分析的先进工具理论、数值算法和丰富实证展示,为后续基于专家知识的风险管理拓展了新路径。

报告