硕士论文-利率风险模型——关键利率持续期与主成分持续期建模与.pdf

北京工商大学 硕士学位论文 利率风险模型关键利率持续期与主成分持续期建模与分析 姓名：易芸 申请学位级别：硕士 专业：金融 指导教师：张忠平 20070601 北京工商大学硕士学位论文 摘要 利率的剧烈波动是当今世界各种金融机构都要面对的严峻挑战，如果金融机 构及其他参与者不能有效的利用各种手段管理利率风险，那么利率的变化将导致 巨额财富的转移与重新分配。管理利率风险的有效方法是利用持续期模型，但是 传统的持续期模型只能解释无违约债券大约百分之七十的利率风险，这对于利率 风险管理所希望达到的精确程度，是远远不够的。因此，近年来出现了很多新的 持续期模型，包括在本文中详细讨论的关键利率持续期模型及主成分持续期模 型。 各种持续期模型的建立及对其效果的评估与利率期限结构密不可分。在对不 同利率期限结构理论研究的基础上往往可以建立相应的利率风险模型。同时，各 种利率风险模型的适用范围和效果也与利率期限结构的特征与变动情况密切相 关。因此，本文详细分析了利率期限结构理论及现实生活中构造利率期限结构的 方法，并以此为线索，对持续期模型从建立开始到应用直至评价，均贯穿始终。 利率风险模型与现实紧密相连，对模型的讨论最终要应用到现实生活中。因 此论文的设计充分考虑到了这一点：可以从分析国债市场交易数据开始，到根据 具体情况建立利率期限结构，再到根据债券品种利用利率风险模型建立各种免疫 策略，设立详细的操作过程与操作方法，将理论直接应用到真实的利率风险管理 中。 利率风险模型有效的前提条件是收益率曲线能够为金融资产定价提供利率 基准。有效的收益率曲线使得市场参与者可以根据自己对某项金融资产的风险水 平判断情况，在利率基准上加减不同幅度的风险溢价因素，从而形成自己可以接 受的价格水平。有效的收益率曲线与金融市场的发达程度有关，因此，对利率风 险模型适用性的分析，必然要结合我国现实进行分析。 全文共分为六部分： 第一部分主要对利率风险模型的理论和国内外研究文献进行了综述，着重指 出了利率期限结构与利率风险模型之间的紧密关系，对我国现阶段的研究情况进 行分析并说明论文研究方向。 第二部分详细讨论了利率的期限结构理论和在实际生活中利率期限结构具 利率风险模删芙键利率持续期和丰成分持续期建模与分析 体是如何构造的。 第三部分利率风险模型是本文的重点章节。在这一部分分析了几种传统的持 续期模型，以及相对于传统持续期模型有明显优势的关键利率持续期模型和主成 分模型。 第四部分属于应用及模拟分析部分：先利用三种方法得到利率期限结构，利 用五种债券构成三种资产组合分别计算关键利率持续期及主成分持续期，对五种 债券分别利用关键利率持续期及主成分持续期模型建立免疫策略，最后对两种模 型进行了总结分析。 第五部分是在中国现实环境下，分析模型适用的前提条件，中国目前能否支 撑模型应用，并从成本收益的角度对各种模型之间比较优劣作出选择。 第六部分是结论与展望。 关键词：利率风险模型、持续期、关键利率持续期、主成分持续期、利率期限 结构 北京工商大学硕士学位论文 A B S T R A C T T h ed r a m a t i cf l u c t u a t i o n si ni n t e r e s tr a t e sa r es e v e r et e s tt oe v e r yf i n a n c i a l i n s t i t u t i o ni nt h ew o r l d I ff i n a n c i a li n s t i t u t i o n sa n do t h e rp a r t i c i p a n t sc a nn o t e f f e c t i v e l yU s ev a r i o u sm e a n st Om a n a g ei n t e r e s tr a t er i s k , t h e nc h a n g e si nt h ei n t e r e s t r a t e sw i l l l e a dt oh u g ew e a l t ht r a n s f e r sa n dr e d i s t r i b u t i o n s A ne f f i c i e n tw a yt o m a n a g e i n t e r e s tr a t er i s ki st h ea p p l i c a t i o no fd u r a t i o nm o d e l s H o w e v e r , t h e t r a d i t i o n a lm o d e lo fd u r a t i o nh a sb e e ns h o w nt oe x p l a i np e r h a p s7 0p e r c e n to ft h e r e t u m so fd e f a u l t f r e es e c u r i t i e s ，t h i sc a nn o ts a t i s f yt h er e q u e s to fp r e c i s i o no ft h e m a n a g e m e n t T h e r e f o r e ，i nr e c e n ty e a r st h e r eh a v eb e e nal o to fn e wm o d e l so f d u r a t i o n ，i n c l u d i n gt h ek e yr a t ed u r a t i o nm o d e la n dt h ep r i n c i p a lc o m p o n e n tm o d e l w h i c hd e t a i l e dd i s c u s s e di nt h i sa r t i c l e T h ee s t a b l i s h m c n t so fd i f f e r e n td u r a t i o nm o d e l sa n dt h ee v a l u a t i o n so ft h e i r e f f e c t i v e n e s sc a nn o tb es e p a r a t e df r o mt h et e r ms t r u c t u r eo fi n t e r e s tr a t e s N e wr i s k m o d e l so fi n t e r e s tr a t ec a no f t e nb ee s t a b l i s h e dO nt h eb a s i so ft h es t u d yf o rd i f f e r e n t t h e o r i e so ft h et e r ms t n l c t u r eo fi n t e r e s tr a t e s M e a n w h i l e t h ea p p l i c a t i o na n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so f t h em o d e l sw i l lb ei n f l u e n c e db yt h ec h a n g e so f t h et e r ms t r u C t U r eo f i n t e r e s tr a t e s T h e r e f o r e ，t h i st h e s i sa n a l y s e st h et h e o r i e so ft h et e r ms t r u c t u r eo f i n t e r e s tr a t e sa n dt h em e t h o d st oe s t a b l i s ht h et e r ms t r u c t u r eo fi n t e r e s tr a t e si nr e a l l i f ei nd e t a i l ，a n da sac l u ei nt h i st h e s i sf r o mt h ee s t a b l i s h m e n to f t h et e r ms t r u c t u r eo f i n t e r e s tr a t e st ot h ee v a l u a t i o no f t h ea p p l i c a t i o n I n t e r e s tr a t er i s km o d ei sc l o s e l yr e l a t e dw i t hr e a l i t y ：t h ed i s c u s s i o no ft h em o d e l s h o u l db ea p p l i e dt or e a ll i f ef i n a l l y T h e r e f o r e ，t h ed e s i g no ft h i sp a p e rt a k e si ti n t o a c c o u n t ：f r o mt h ea n a l y s i so f t r a n s a c t i o nd a t ao ft h eb o n dm a r k e t ，t ot h ee s t a b l i s h m e n t o ft h et e r ms t r u c t u r eo fi n t e r e s tr a t e si nd i f f e r e n tc i r c u m s t a n c e s ，t ou s i n gi n t e r e s tr a t e r i s km o d e lt oe s t a b l i s hi m m u n i z a t i o ns t r a t e g y , w eh a v ep r o v i d e dd e t a i l e dp r o c e s sa n d m e t h o d sf o rt h eo p e r a t i o n W ea p p l yt h et h e o r yt Ot h em a n a g e m e n to fi n t e r e s tr a t er i s k i n r e a ll i f e Ap r e r e q u i s i t eo ft h ee f f e c t i v e n e s so fi n t e r e s tr a t er i s km o d e li st h ey i e l dc u f v e I l l 利率风险模型关键利率持续期和主成分持续期建模与分析 c a nb eb e n c h m a r kf o rt h ep r i c i n go ff i n a n c i a la s s e t s Ae f f e c t i v ey i e l dc u r v ec a nm a k e i tp o s s i b l ef o rm a r k e tp a r t i c i p a n t s ，a c c o r d i n gt ot h e i rj u d g m e n tf o rt h er i s ko ft h e i r o w nf i n a n c i a la s s e t s ，t oa d j u s tr i s kp r e m i u m si nt h eb a s i so ft h eb e n c h m a r ko fi n t e r e s t r a t e a n df i n a l l yf o r mt h e i ro w na c c e p t a b l ep r i c e s T h ee f f e c t i v e n e s so ft h ey i e l di s c l o s e l yr e l a t e dw i t ht h ed e v e l o p m e n tl e v e lo ff i n a n c i a lm a r k e Lt h e r e f o r e ，t h ea n a l y s i s o f t b ea p p l i c a b i l i t yo f t h em o d e lo f i n t e r e s tr a t er i s k , m u s tb er e l a t e dw i t ht h er e a l i t yi n C h i n a 1 1 1 i st h e s i si n c l u d e ss i xp a r t s ： I np a r to n e ，w er e v i e wt h et h e o r i e so fi n t e r e s tr a t er i s km o d e la n dt h er e s e a r c h l i t e r a t u r ea th o m ea n da b r o a d ，s t r e s st h ec l o s er e l a t i o n s h i pb e t w e l nt h et e r ms t r u c t u r e o fi n t e r e s tr a t e sa n di n t e r e s tr a t er i s km o d e l ，a n a l y z eC h i n a sc u r r e n ts t a g eo fs t u d i e s ， a n df i n a l l ye x p l a i nt h ed i r e c t i o no f t h i st h e s i s I np a r tt w o ，t h i st h e s i sd i s c u s s e si nd e t a i lt h et h e o r yo ft h et e r ms t r u c t u r eo f i n t e r e s tr a t e s a n dt h em e t h o d st oe s t a b l i s ht h et e r r as t r u c t u r eo fi n t e r e s tr a t ei nr e a J I i f c P a r tt h r e ei st h ef o c u so ft h i st h e s i s ，i td i s c u s s e si nd e t a i lt h et r a d i t i o n a ld u r a t i o n m o d e l s ，t h ek e yr a t ed u r a t i o nm o d e la n dt h ep r i n c i p a lc o m p o n e n tm o d e lt h a th a v e s i g n i f i c a n ta d v a n t a g e sc o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a ld u r a t i o nm o d e l s 1 1 1 ef o u r t hp a r ti sa p p l i c a t i o na n ds i m u l a t i o na n a l y s i s F i r s tu s i n gt h r e em e t h o d s t oe s t a b l i s ht e r ms t r u c t u r eo fi n t e r e s tr a t e s ；t h e nu s i n gt h r e ep o r t f o l i o sc o n s t i t u t e db y f i v eb o n d st oc a l c u l a t ek e yr a t ed u r a t i o n sa n dd u r a t i o n so fP C A ，F i n a l l y , w e s u m m a r i z et h et w om o d e l s P a r tf i v ea n s w e r st h e s e q u e s t i o n s i nC h i n a 。sa c t u a lc i r c u m s t a n c e s ：t h e p r e r e q u i s i t e so ft h em o d e l s ，i ft h er e a l i t yo fc h i n ac a ns u p p o r tt h ea p p l i c a t i o no ft h e s e m o d e l s ，a n dh o wt om a k eac h o i c ef r o md i f f e r e n tm o d e l sf r o mac o s t - b e n e f i tp o i n to f v i e w T h el a s tp a r ti sc o n c l u s i o n sa n dp r o s p e c t 北京工商人学硕士学位论文 K e yw o r d ：i n t e r e s tr a t e r i s km o d e l ，d u r a t i o n ，k e yr a t ed u r a t i o n ，p r i n c i p a l c o m p o n e n td u r a t i o n ，t h et e r ms t r u c t u r eo fi n t e r e s tr a t e s V 北京工商大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作所 取得的研究成果。除了文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果完全由本人承担。 学位论文作者签名： k 日期：口7 年7 月? 日 北京工商大学学位论文授权使用声明 本人完全了解北京工商大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生 在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京工商大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复 制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 学位论文电子版同意提交后，可于口当年口一年口二年后在学校图 书馆网站上发布，供校内师生浏览。 学位论文作者签名：? 每益一导师签名：立兰红一日期：。7 年7 月J 日 北京工商大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 课题研究背景与研究意义 在2 0 世纪5 0 7 0 年代，很少有人像今天样意识到利率风险危害的严重性。利率 风险是指利率的不利变动对金融机构资产、负债以及表外头寸的市场价值或借贷资金 的交易产生影响从而使得金融机构的市场价值和所有者权益在经营过程中遭受损失 的可能性。过度的利率风险会对金融机构的收益和资本基础构成严重的威胁。利率的 变化不仅改变了金融机构的净利息收入和其他利率敏感性收入与营运支出，还影响到 金融机构资产，负债和表外工具的内在价值。随着金融自由化与全球利率的一体化 利率风险逐渐成为金融机构所必须面对的最严峻的而且是潜在的最具破坏性的风险形 式。根据国际清算银行网站公布的数据显示。2 0 0 4 年6 月，总名义未结清单一货币利 率衍生工具的O T C 交易量约为1 6 5 0 0 亿美圆其中8 5 为远期与互换协议。而这一数 字高出了1 8 个月前的6 2 。过去四分之一世纪以来O T C 利率衍生工具交易的爆炸性 增长表明利率风险的管理一直是金融机构及其它市场参与者的主要关注的内容。伴随 着世界金融市场利率的剧烈波动，如果金融机构及其他参与者不能有效的利用各种手 段管理利率风险，那么利率的变化将导致巨额财富的转移与重新分配。 与我国相比，西方发达国家在管理利率风险的整体水平上远远超出了我国。差距存 在于各个方面。最近几十年，国际金融领域发展迅速，其中最突出的三大进步是风险 计量的进步，资本管理的进步以及金融机构组织体制扁平化。国际先进金融机构之所 以有很强的竞争力，关键就在于它们内在的风险控制能力很强，能够对各种各样的风 险进行精确量化，对各项资产进行分门别类的管理，进行风险分散，对冲和转移。而 建立在高效的风险管理水平，交易技巧，复杂的金融产品等基础之上的扁平化的组织 体制保证了银行以市场为中心，以客户为导向。这就是国内外金融风险管理的本质性 差别。 除了上述差别，我国利率风险管理面对的客观条件也不容乐观。首先是缺乏完善的 金融市场环境。改革开放以来，我国金融市场建设取得了重大进步，货币市场、外汇 市场、债券市场、股票市场都初具规模，并不断发展。但是，对于现代商业银行规避 风险的必要的衍生金融工具极其缺乏，只有即期交易，缺乏远期、掉期、期货等衍生 1 利率风险模碰关键利率持续期和士成分持续期建模与分析 工具品种。金融创新不活跃。同时，存在市场交易规模小、市场交易主体少、市场割 裂等现象。金融市场还需要进步完善。其次是缺乏专门的管理人才。利率风险管理 是，项专业性极强的工作，需要熟悉国内外市场，对市场有敏锐的洞察力和反应能力， 掌握各种先进的管理方法，熟练运用各类市场工具的专业人才。我国在利率风险的分 析、预测、规避手段等方面能力较弱，专业人才缺乏。第三是缺乏利率风险管理经验。 由于我国利率长期被管制，金融市场参与者只是被动接受利率，利率风险防范与管理 水平要求很低，几乎没有采取有效的利率风险防范与管理措施。第四是缺乏决策的信 息基础。利率风险管理的预测和分析，需要建立高效畅通的信息传递渠道，需要充分 高效地管理客户信息，同时还要加强同业之间的信息交流，我国目前的信息搜集管理 系统还需要进一步完善。 2 0 0 1 年1 2 月1 3E t 我国成为世界贸易组织( W T O ) 的正式成员。世界贸易组织的金 融服务协议( F i n a n c eS e r v i c e A g r e e m e n t ，F S A ) 要求各成员国开放各自的金融市场，这将 使全球9 5 的金融服务贸易逐步纳入到自由化的进程。我国的货币政策受国际货币政 策的影响将越来越大，我国利率变动与国际市场利率变动的趋同性将大大增强。所以， 我国经济和金融不再能游离于世界经济之外。在动荡不安的经济环境下，善变且难以 预测的利率使市场参与者面临持续的利率风险，利率风险不能根除。但对利率的强烈 涨落却能成功的加以管理。在这篇论文中即将讨论的，就是利用利率期限结构找到风 险的来源与特点后，建立相应的利率风险模型管理风险。关注风险管理，识别风险的 来源并找到方法加以控制，是我们在这个善变的经济环境中的生存之道。 1 2 国内外研究文献及理论综述 持续期模型是西方国家应用最广泛的度量利率风险的金融工具，在西方商业银行 的利率风险管理长时间的实践检验中，被公认为2 0 世纪9 0 年代以来国际银行业在利 率风险管理和统一监管方面最可靠的标准之一。随着对持续期模型研究的深入，研究 人员发现它的应用领域越来越广阔。由于持续期模型的广泛应用与有效性，它吸引了 很多学者以及金融从业者进行研究，出现了基于不同利率期限结构的多种持续期模型。 国外对利率风险模型的研究比较成熟，建立了各种利率风险模型并在实践中广为 运用。我国在持续期方面的研究相对落后，从上个世纪末才开始对持续期模型的研究， 大部分研究停留在对持续期模型的一般性介绍上，直到近些年才逐渐有学者开始应用 北京工商大学硕士学位论文 比较成熟的持续期理论来研究利率风险问题。但是，多半局限于传统的持续期模型上 面对于非常有实用性的关键利率持续期、主成分持续期、M 绝对值模型等几个在西 方国家近十年得到广泛应用的模型几乎没有研究同时，在研究持续期模型的文献里 很多文献没有深入研究利率期限结构，实际上持续期模型的建立与利率期限结构密 不可分。利率期限结构的不同变化对持续期模型规避利率风险的效果影响巨大。因此， 对管理利率风险的持续期模型的研究要结合利率期限结构研究。 1 2 1 利率期限结构的研究 利率期限结构( t e r ms t r u c t u r e ) ，是某个时点不同期限的利率所组成的一条曲线。 因为在某个时点，零息票债券的到期收益率等于该时期的利率，所以利率期限结构也 可以表示为某个时点零息票债券的收益率曲线( y i e l dc u r v e ) 。对利率期限结构的研究 主要分成三个领域： 1 2 I 1 传统的利率期限结构理论 传统的利率期限结构理论主要关注的是研究收益率曲线的形状及其形成原因。最 早由F i s h e r ( 1 8 9 6 ) 提出，其后l 刍L u t z ( 1 9 4 0 ) 加以发展的预期假说( E x p e c t a t i o nH y p o t h e s i s ) ，认为不同到期期间的利率间的关系，主要取决于市场参与者对未来利率的预期；J R H i c k s ( 1 9 3 9 ) 和J M C u l b c r t s o n ( 1 9 5 7 ) 提出的流动性偏好假说( L i q u i d i t yP r e f e r e n c e H y p o t h e s i s ) 认为风险厌恶者对较差的流动性要求较高的报酬以补偿所承受的风险； C u l b e r t s o n ( 1 9 5 7 ) 提出市场分割假设( T h eM a r k e tS e g m e n t a t i o nH y p o t h e s i s ) 2 ，他认为市场 由不同区间构成。不同区间的债券的价格与利率相互独立，各自由供求决定；M o d i g l i a n i 与S u t c h ( 1 9 6 6 ) 提出的区间偏好假说是市场分割理论的一个延伸，它将预期导八到分 析中，与市场分割假设不同，不同区间不是不可替代的，适当的风险贴水可以补偿投 资者放弃原有偏好( 区间) ，利率期限结构由市场对未来利率的预期及风险贴水同时决 定。 传统的利率期限结构理论是现代期限结构理论模型的基础但是由于受到数学分 析工具的限制，早期理论并没有涉及利率变化与债券市场均衡的动态性质与特征。因 此这些假说，或许对于预测未来的利率有帮助，但是无法对利率量化分析。 利率风险模世关键利率持续期和丰成分持续期建模与分析 1 2 1 2 经济理论模型方法 经济理论模型方法主要包括一般均衡模型( g e n e r a le q u i l i b r i u mm o d e l ) - 与无套利模型 ( n o a r b i t r a g em o d e l ) 。自上个世纪七十年代末期开始。部分学者尝试用均衡理论模型推 导利率期限结构。在假定经济变量( 如：短期无风险利率等) 服从某一随机过程下，利用 随机过程描述利率，进而推导出在这些假设下的利率期限结构。一般均衡模型根据影 响利率期限结构的变量的多少分为单因素模型与多因素模型。单因素模型认为短期利 率波动是造成债券收益不确定的唯一而且共同的因素。R e n d l e m a n 和B a r t t e r ( 1 9 8 0 ) 假设 利率的随机过程与股票价格相似，服从几何布朗运动3 ；V a s i c e k ( 1 9 7 7 ) 4 认为利率的 随机过程符合O m s t e i n U h l e n b e c k 过程5 ，瞬时利率将以一定的调整速度趋向长期平均 值，因此体现出均值回复的特征。 多因素模型是在单因素模型基础之上建立的，研究人员在实践中观察到利率期限 结构的变量不是由短期利率波动唯一决定的，为扩展理论模型解释现实的能力，他们 假定短期利率与其它的一些状态变量共同影响和决定债券收益率曲线的形状。这些状 态变量可以是总消费或生产技术所受到的外生冲击、总物价水平、通货膨胀率、其它 资产的价格和债券收益波动率等等。比较有名的多因素模型包括1 9 7 9 年提出的B r e n n a n 和S c h w a r t z 模型；1 9 9 0 年提出L o n g s t a f f 和S c h w a r t z 模型：1 9 8 8 年提出的L i t t e r m a n 与S c h e i n k m a n 模型