【毕业学位论文】基于人工免疫机制的个人信用风险模型研究

北京理工大学博士学位论文 文通过对商业银行个人信用风险的分析，剖析了构造个人信用风险模型的模型方法，将个人信用风险问题和人工免疫机制联系起来，构建了基于人工免疫机制的个人信用风险模型。为了解决个人信用风险的度量问题，发展了人工免疫的相关理论，提出了双抗体人工免疫概率模型。同时提出了利用逻辑回归提取抗体中起决定性基因的方法。给出了抗体的结构，实现了抗体的记忆机制。研究了亲和力与违约概率的对应关系。提出了使用逻辑回归解决抗体基因变异的方法。给出了计算违约率的算法模型。 利用某商业银行的实际数据应用生产者作业曲线（线）对模型的预测能力进行了检验，模型的预测效果令人满意。比较了不同的计算违约概率的算法对模型预测能力的影响，优化了计算违约率的算法。同时在相同的样本数据下与逻辑回归模型的预测能力进行了比较。并且提出了未来改进模型的措施和方向。 经过实际数据验证，双边抗体人工免疫概率模型的预测能力与逻辑回归模型的预测能力相近。模型的预测能力对样本数据量比较敏感。样本数据的数量越大预测能力越好。该模型可以应用于预测个人客户的违约率。 关键词： 双边抗体；人工免疫；概率模型；违约概率；抗体基因；逻辑回归 北京理工大学博士学位论文 to by it on by of it it It an to of of of At it of of of of of it of by by a as of of it it of in of is of is to of is to of 京理工大学博士学位论文 摘要 . 录 . 绪论 . 1 题的背景 . 1 塞尔新资本协议对个人信用风险的基本要求 . 1 国发展消费信贷的内在动力要求对个人信用风险进行可靠度量 . 2 内外商业银行的应用现状分析 . 3 际性银行应用现状 . 3 内商业银行的研究和应用的现状 . 3 究个人信用风险模型的意义 . 4 业银行在技术竞争中保持优势 . 5 商业银行建立全面风险管理体系提供技术支持。 . 6 拓展个人信贷业务提供核心技能。 . 7 题的前沿性及创新性 . 7 章结构 . 8 2 信用风险理论与模型 . 9 人信用风险模型的历史 . 9 用风险模型方法介绍 . 9 叶斯判定规则 . 10 性回归模型和判别分析 . 11 . 12 类树模型 . 13 用风险模型介绍 . 14 模型 . 14 . 15 . 16 算方法 型 . 17 用风险模型方法的比较 . 18 用风险模型方法以及发展趋势 . 20 用风险模型方法的不足 . 20 用风险模型方法的发展趋势 . 20 工免疫原理的优势 . 20 3 人工免疫系统 . 22 疫系统概述 . 22 疫系统组成 . 22 疫系统原理 . 22 疫系统机理及特性 . 23 工免疫系统原理 . 24 工免疫系统定义 . 24 北京理工大学博士学位论文 工免疫系统的研究 . 24 工免疫系统具备机制 . 25 工免疫系统一般框架 . 26 工免疫系统的主要算法介绍 . 27 性选择算法 . 27 工免疫克隆选择算法 . 28 和力成熟算法 . 29 于疫苗的免疫算法 . 29 于免疫网络的免疫算法 . 29 于免疫算法的立体匹配算法 . 30 工免疫系统算法 . 31 于免疫系统机制的免疫算法的特征 . 31 工免疫系统中的计算 . 32 4 个人信用风险模型的人工免疫系统框架 . 35 人信用风险模型研究的目标 . 35 人信用风险模型方法趋势 . 35 工免疫原理与个人信用风险模型具有相同的基础 . 36 人信用风险模型与人工免疫原理的目标一致 . 36 人信用风险模型与人工免疫原理的特征表达类似 . 37 人信用风险模型与人工免疫原理的计算结果一致 . 37 人信用风险模型与人工免疫原理的运行机制比较类似 . 37 人信用风险模型的人工免疫系统功能 . 38 体特征提取 . 40 疫识别 . 40 疫进化 . 41 疫记忆 . 41 5 基于人工免疫系统的个人信用风险模型 . 42 立模型的一般过程 . 42 义评分模型用途 . 42 定评分的目标 . 42 集数据抽取样本和数据清洗 . 42 择进入模型的变量 . 42 立模型 . 43 型的检验 . 43 本抽取及变量规一化处理 . 43 排序能力最强的分类指标作为抗体的基因座 . 44 . 45 . 46 释力最强的基因座 . 47 用学习样本产生初始抗体 . 47 和力和违约概率计算 . 48 和力计算 . 48 约概率计算 . 49 北京理工大学博士学位论文 疫进化和记忆 . 51 6 双边抗体人工免疫概率模型实证研究 . 53 据来源 . 53 据处理 . 54 变量定义 . 54 量初选 . 55 值处理 . 56 量的规一化处理 . 56 取分辨违约和正常客户抗体特征的基因座 . 58 变量分析 . 58 变量分析 . 61 定是否违约的基因座 . 62 和力计算和违约概率的转化 . 63 始抗体产生 . 63 和力违约概率转化 . 64 因进化 . 65 7 信用风险模型的检验和模型比较 . 67 验理论介绍 . 67 学检验的敏感度和特异度 . 67 验模型比较以及 . 68 . 71 于人工免疫机制的个人信用风险模型 . 72 型的改进后的检验 . 75 型检验之间的比较 . 79 抗体人工免疫概率模型与逻辑回归模型的比较 . 79 本数量对模型的 . 81 8 结论与展望 . 84 论 . 84 要工作 . 84 研究的主要创新点 . 85 模型方法的优势 . 85 究展望 . 87 参考文献 . 88 攻读博士学位期间发表的论文参与的科研项目获得的资助 . 94 1 博士期间发表的论文 . 94 2 博士期间参加课题及获奖情况 . 94 3 本研究获得的资金资助 . 95 致谢 . 96 北京理工大学博士学位论文 11 绪论 题的背景 商业银行的零售业务是银行传统的业务，由于新的竞争者的进入，其利润空间已经被压缩。随着计算技术和网络技术的大量应用，银行不断进行业务流程重组。银行的业务重点正从交易管理转向金融产品营销，而风险计量技术、风险控制技术、风险监测技术和风险预警技术逐渐成为未来商业银行的竞争重点1。这些技术虽然依赖于计算技术和网络技术的应用，但是针对于银行业务数据的核心的算法模型系统将起到决定性作用。然而我国银行风险计量技术水平不高，目前应用的模型本身有一定局限性，尚需进一步完善。本选题在分析研究国外银行的信用风险模型发展的基础上，结合我国商业银行的特点将免疫原理应用于个人信用风险模型中，构建基于人工免疫机制的个人信用风险模型，对该模型进行了实证分析并对该模型进行了检验。该模型在原理上优于其他模型，在实际的计算中模型的表现优于目前使用的模型。该模型方法的研发为商业银行的个人信用风险模型进一 步发展提供了一种实用的模型方法工具。 塞尔新资本协议对个人信用风险的基本要求 1988年巴塞尔委员会(布了巴塞尔资本协议 ，但是随着各种资产证券化产品(衍生产品的大批涌现，国际性银行开始计算经济资本(2005 年巴塞尔银行监管委员会宣布提出的巴塞尔新资本协议正是为了鼓励商业银行准确地计算资产的风险水平。在这份新协议中，影响最为显著的就是衡量信 用风险的内部评级法 (简称 。 新资本协议要求国际活跃银行保证信用评分模 型和各部类损失估计值数据的完整性、可靠性、一致性和精确性。要想具备使用行必须自始至终在公司敞口和零售敞口的风险管理中满足规范化的最低要求。 零售业务是商业银行的重要组成部分，因此对个人信用风险的可靠、准确地度量将是衡量银行整体信用风险的重要组成部分。零售敞口评级系统，特别是个人信用评分模型必须既考虑借款人风险又考虑债项风险，并且将借款人和债项的所有相关特征北京理工大学博士学位论文 2考虑进来。这个标准和公司风险敞口的标准是不同的，它反映了银行业在评估某个部类的零售资产组合风险时， 要综合考虑借款人和债项特征的普遍做法。 在零售贷款中，借款人与债项之间的区别一般是模糊或者不存在的。少数先进银行在开发多种产品或者账户通用的综合客户数据库方面取得了重要的进步，但关于零售风险敞口最普遍的做法是在营销、定价和管理每一笔贷款时综合考虑一组风险因素，这些风险因素综合了借款人的特征（例如，目标人群、收入和信用记录）和债项特征（例如，产品类型、信用限额和抵押）3。 国发展消费信贷的内在动力要求对个人信用风险进行可靠度量 目前，国有商业银行资金营销重点应适应社会消费需求转型的需要，积极拓展消费信贷市场。花旗银行2000年44的收入来自消费信贷。西方商业银行消费信贷一般占贷款总额的2040，个别国家占比高达60。我国消费信贷2001年为6990亿元，表明消费信贷市场空间仍然很大45。国有商业银行应利用自身优势，采取有效措施，推动消费信贷发展，以弥补在其他领域贷款份额的下降。 改革开放以来，国有商业银行的信贷资产结构曾经历了三次重大的战略调整。当前和今后的一段时期内，面临着实现第四次信贷资产的结构战略性调整的重要选择。第一次信贷结构调整发生在80年代中期，国有商业银行逐步摆脱从纯计划经济管理模式， 发展成为自主经营的生产经营主体， 其信贷资金从国家计划调拨转向供给紧缺、市场走俏的原材料加工业。第二次信贷资产结构调整发生在1992年至1996年，经济体制改革进入建立社会主义市场经济阶段，市场化进程加快。第三次信贷资产结构调整从1998至2001年，伴随着国家西部大开发的政策，经济的重点转向城市化和基础设施建设。 国有商业银行应利用自身优势，采取有效措施，推动消费信贷发展，以弥补在其他领域贷款份额的下降。目前，投资需求下降，民间投资趋于谨慎，加上商业银行激励约束机制不到位，信贷营销拓展力度不够，使储蓄转化为投资的渠道受到梗阻。具体表现为金融机构存款大幅度增长， 而贷款增长速度相对较慢， 存贷款利差不断扩大。国有商业银行普遍存在着当期资金利润率下降的压力。国有商业银行资金营销重点应适应社会消费需求转型的需要，积极拓展消费信贷市场。当前和今后一个时期内，国有商业银行面临着由建设型信贷资产结构向消费性信贷资产结构转变，实现第四次信北京理工大学博士学位论文 3贷资产结构的战略调整36。 内外商业银行的应用现状分析 际性银行应用现状 当今大多数国际领先银行都采取评分卡（式对个人客户的信用等级进行评估，并以此建立个人信用风险评级模型。其中绝大部分银行的信用评估模型属于帐户评分卡，也就是按各业务产品线评分，客户行为可对评分产生影响，并影响客户自由支配额度。申请评分卡的评分可以应用于新开立账户批准；帐户管理模型为自动化帐户管理提供模型工具；行为评分模型用来鉴别客户的违约行为；核销模型给坏账的核销、回收等工作提供支持。已经实现客户信息、业务信息、帐户信息和管理信息的统一，并实现评估工作的电子化。一方面前线客户经理则主要负责个人业务的开拓，另一方面业务的模型化、电子化提高了处理大批量客户的效率，同时避免前台人员的主观性影响。目前美洲银行、巴克莱银行、汇丰银行等水平最高的国际性银行的信用评估模型已发展到客户评分卡阶段。它加入评价客户帐户表现好坏的指标，逐月评价，分析某客户帐户的赢利性，调整准入条件等，能够为银行的客户策略优化提供支持，但是客户评分卡因为要对客户综合评分，需要银行拥有 15 年的正面、负面信息数据积累7。 国际领先银行一