О временной структуре доходности. 1. Модель Васичека | Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2012. № 1(18).

О временной структуре доходности. 1. Модель Васичека

Исследуются свойства таких характеристик временной структуры процентных ставок, как кривые доходности и форвардные ставки, в случае, когда используется аффинная модель доходности. В отличие от известных подходов анализируются не только однофакторные, но и многофакторные модели. Кроме того, рассматривается не только диапазон коротких и средних сроков погашения активов, но и длительные сроки. При этом в качестве временной переменной предлагается использовать дюрацию безрисковой ставки. Это дает возможность сравнения кривых доходности и форвардных кривых на всем интервале изменения сроков погашения активов.

On term structure of yield rates. 1.Vasi?ek model.pdf В последние годы много внимания уделяется исследованию временной струк-туры процентных ставок (т.е. зависимости процентных ставок доходности от сро-ка до погашения свободных от неуплаты ценных бумаг) и относящихся к ней та-ких величин, как номинальная кривая доходности и форвардная кривая. Эта зави-симость играет важную роль при определении стоимости долговых инструментови финансовых производных от процентных ставок [1, c. 137; 2, c. 9], исследованиивлияния налогообложения и ликвидности на цены облигаций [3, c. 1540; 4, c. 617].Временная структура процентных ставок используется также при управлениириском (см. например, технологию RiskMetrics [5]), где используются методы ге-нерирования спот-ставок, по которым конструируется матрица ковариации, атакже при разработке монетарной стратегии, когда ожидаемые ставки разделяют-ся на краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные [6, c. 27]. Известна такжепопытка формализовать связь между кривой доходности и реальной экономиче-ской активностью. На основании этой связи выводятся формулы для временнойструктуры процентных ставок. При этом временная структура олицетворяет ры-ночные ожидания об изменениях макроэкономической основы - роста реальногосовокупного продукта экономики, что позволяет использовать рыночные данныеоб облигациях для предсказания роста внутреннего валового продукта в промыш-ленных странах [7, c. 6].Временной структурой, интересной для практиков и исследователей, являетсяноминальная кривая доходности, представляющая доходность до погашения наноминальные облигации (т.е. облигации, продающиеся по номинальной стоимо-сти и имеющие купоны с такой же доходностью). Определение номинальной кри-вой доходности основывается на наблюдении находящихся в обращении государ-ственных ценных бумаг, только что проданных на аукционе и наиболее ликвид-ных. Эти ценные бумаги в странах с развитой экономикой выпускаются для 10начальных сроков погашения 0,25, 0,5, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 20 и 30 лет. Они обычнопродаются по номинальной стоимости и их доходности называются доходностяминоминальных облигаций. Определение временной структуры процентных ставоксводится к тому, что имея только 10 находящихся в обращении номинальных до-ходностей, непосредственно наблюдаемых на рынке, и используя другую инфор-мацию, содержащуюся в описании этих ценных бумагах, необходимо сконструи-ровать функцию, позволяющую вычислять доходность для любого срока до по-гашения. Заметим, что имеются методы, не основанные на номинальной кривойдоходности, такие, как метод кубических сплайнов [8, c. 21] и сглаживающий ме-тод [9, c. 7].1. Общие свойства многофакторных моделей временной структурыдоходностейБудем рассматривать номинальные облигации, продаваемые на аукционе в не-который текущий момент времени t по цене P(t, T, x), где T - дата погашения об-лигации, а x = x(t) - в общем случае вектор переменных, характеризующих со-стояние финансового рынка на дату t, t < T. Считается, что облигация являетсясвободной от неуплаты и на дату T погашается за 1 денежную единицу, т.е. ценаP(T, T, x) = 1 для любых состояний x(T).Процентной ставкой доходности до погашения (или просто доходностью) на-зывается величинаln ( y(t,T,x) P t,T,x)T t−=−.Временной структурой доходности называют зависимость y(t, T, x) от срока допогашения T − t. Именно она представляет интерес для инвесторов, заботящихсяоб эффективности своих инвестиций в будущем.Краткосрочная процентная ставка доходности (или просто краткосрочная(short) ставка) определяется как предел( , ) lim ln ( , , ) ln ( , , )T t T ty t x P t T x P t T x T t t =− = =− . (1)Эта ставка различными авторами называется также спот (spot)-ставкой или без-рисковой (risk-free) ставкой, поскольку она характеризует доходность в течениеинфинитезимального интервала времени, на котором как бы ни изменялось со-стояния рынка оно «не успеет» стать рисковым.Наряду со ставкой доходности до погашения, характеризующей доходность об-лигации за весь период ее активности, инвесторов интересуют доходности облига-ций на некотором временном интервале между будущими датами T1 и T2 на основеинформации о доходности, имеющейся в текущий момент времени t, t < T1 < T2. Та-кие ставки f(t, T1, T2) называются форвардными. Форвардные ставки при T1  T2 = Tопределяют краткосрочные ставки для будущих моментов времени T и называютсямгновенными форвардными ставками f(t, T, x). Именно они чаще интересуют инве-сторов и словосочетание «форвардные ставки» обычно относится именно к f(t, T, x).Форвардная ставка f(t, T, x) определяется соотношением [10, c. 137]f (t,T,x) ln P(t,T,x)T= −.Между доходностью до погашения и форвардной ставкой имеется взаимно од-нозначные соотношения( , , ) 1 ( , , )Tty t T x f t s x dsT t=−  , f (t,T,x) y(t,T,x) (T t) y(t,T,x)T= + −Вектор состояния финансового рынка X(t) = (X1, X2, …, Xn)Т следует однород-ному по времени марковскому процессу, порождаемому стохастическим диффе-ренциальным уравнениемdX(t) = ƒ(X(t)) dt + ƒ(X(t)) dW(t)с n-вектором дрейфа ƒ(x), (nm)-матрицей волатильности ƒ(x), и m-вектором W(t)независимых стандартных винеровских процессов.Предполагается, что функция P(t, T, x) цены облигации дифференцируема попервому аргументу и дважды дифференцируема по третьему аргументу. Согласностохастическому анализу Ито, цена облигации как функция времени P(t, T, X(t))  Z(t) тоже оказывается случайным процессом диффузионного типа и удовлетво-ряет стохастическому дифференциальному уравнениюdZ(t) = ƒP(t, T, x) dt + ƒP(t, T, x)ТdW(t),где ƒP(t, T, x) и ƒP(t, T, x) - скалярная функция дрейфа и m-вектор волатильностисоответственно, определяемые соотношениями2T T2( , , ) ( , , ) 1 ( ( , , ) ( ) tr ( ) , , ) ( ) ,P 2t T x P t T x x P t T x x P t T x xt x x  ⎛  ⎞ƒ =  + ƒ  + ⎝⎜ƒ  ƒ ⎠⎟P( , , )T ( )T ( , , ).t T x x P t T xxƒ =ƒУравнение для определения функции P(t, T, x) находится из условия отсутст-вия на финансовом рынке арбитражных возможностей [11, c. 180], которое в рас-сматриваемом случае многофакторной модели сводится к тому, что должен суще-ствовать m-вектор ƒ(t, x), не зависящий от даты погашения облигаций T, такой,чтобы выполнялось равенство ƒP(t, T, x) − y(x)P(t, T, x) = ƒP(t, T, x)Тƒ(t, x). Функцияƒ(t, x) называется рыночной ценой риска. Таким образом, приходим к уравнениюс частными производными для функции P(t, T, x):2T T2( , , ) ( ) ( , , ) 1tr ( ) ( , , ) ( ) ( ) ( , , )2P t T x x P t T x x P t T x x y x P t T xt x x  ⎛  ⎞ + ƒ  + ⎝⎜ƒ  ƒ ⎠⎟− == ƒ(t, x)Т(x)T P(t,T,x).xƒЭто уравнение должно решаться с краевым условием P(T, T, x) = 1 для любых со-стояний x.Тот факт, что марковский процесс X(t) является однородным по времени, при-водит к следующему свойству функции P(t, T, x): она зависит не от t и T в отдель-ности, а только от разности T − t, т. е. не от текущего времени и даты погашения, атолько от оставшегося срока до погашения ƒ = T − t. Так что P(t, T, x) ↔ P(ƒ, x),при этом y(t, x) ↔ y(x), ƒ(t, x) ↔ ƒ(x). В литературе часто предполагают, что век-тор дрейфа ƒ(x) и матрица диффузии ƒ(x)ƒ(x)Т состояний финансового рынкаописываются аффинными функциями, а рыночные цены риска таковы, чтоƒ(x)ƒ(x) - n-вектор с аффинными компонентами,ƒ(x) = K(ƒ − x), ƒ(x)ƒ(x)Т = ƒ +1,ni iix=ƒƒ ƒ(x)ƒ(x) = ƒ +1.niЗдесь K, ƒ и ƒi − (nn)-матрицы; ƒ, ƒ и ƒi − n-векторы, xi − компоненты вектора x.Заметим, что указанные соотношения удовлетворяются приƒ(x) = ƒ ƒ+ƒx , ƒ(x) = ƒ + ƒx ƒ ,где ƒ, ƒ − m-векторы, ƒ − (nm)-матрица, ƒ − (mn)-матрица, а ƒ + ƒx − диаго-нальная (mm)-матрица, по диагонали которой стоят квадратные корни компонентвектора ƒ + ƒx. В этом случае ƒ = ƒ 〈ƒ〉 ƒ Т, ƒ = ƒ 〈ƒ〉 ƒ, а элементы матрицы ƒi и век-тора ƒi определяются равенствами(ƒi)kj =1,mku ju uiu=ƒƒ ƒ ƒ 1 ≤ k, j ≤ n; (ƒi)k =1,mku ui uu=ƒƒ ƒ ƒ 1 ≤ k ≤ n.Такие предположения приводят к аффинной временной структуре процентныхставок доходности. Перепишем уравнение для цены облигации P(t, T, x) в этомслучае:2T T21( , ) ( ) ( , ) 1tr ( , )( ) () (, )2ni iiP x xKP x P x x y x P xx x = ƒ  ƒ ⎛ ƒ ⎞−  ƒ + ƒ −  + ⎜⎝  ƒ + ƒ ⎟⎠− ƒ =ƒ= (ƒ + T1)ni iix=ƒ ƒ ( , ).P xx ƒ(2)Решение этого уравнения может быть представлено в виде P(ƒ, x) = ехр{A(ƒ) −- xТB(ƒ)}, где функции A(ƒ) и B(ƒ) удовлетворяют начальным условиям: A(0) = 0 иB(0) = 0. Заметим, что для цены облигации в таком виде краткосрочная процент-ная ставка (1) приобретает видTT0 0 0 0T( ) lim ln ( , ) lim ( ) ( ) ( ) ( )(0) (0),y x P x x B A x dB dAd dx B Aƒ ƒ ƒ= ƒ=− ƒ ƒ − ƒ ƒ ƒ= = = − =ƒ ƒ ƒ ƒ=  −  (3)т.е. тоже является аффинной функцией вектора x. Штрих обозначает производнуюпо ƒ. Заметим, что состояние финансового рынка обычно характеризуется значе-ниями процентных ставок, иначе говоря, компонентами вектора x являются вели-чины, имеющие смысл процентных ставок. Когда процентные ставки равны нулю,доходность облигации отсутствует, поэтому в выражении (3) следует положитьA(0) = 0. В дальнейшем это предположение будет приниматься во всех случаях.Обозначим B(0) = ƒ. Вектор ƒ можно рассматривать как вектор, составленный извесов, которые приписываются той или иной компоненте вектора состояния x приопределении краткосрочной ставкиy(x) = xТƒ = x1ƒ1 + x2ƒ2 + … + xnƒn; ƒi ≥ 0, 1 ≤ i ≤ n; ƒ1 + ƒ2 + … + ƒn = 1.Подстановка решения P(ƒ, x) = ехр{A(ƒ) − xТB(ƒ)} в уравнение (2) для P(t, T, x)приводит к обыкновенным дифференциальным уравнениям для функции A(ƒ) икомпонент вектора B(ƒ) = (B1(ƒ), B2(ƒ), …, Bn(ƒ)):A(ƒ) = (ƒ − Kƒ)ТB(ƒ) + B(ƒ)Тƒ B(ƒ)/2, A(0) = 0; (4)Bi(ƒ) = ƒi − B(ƒ)Т(ƒi + Ki) − B(ƒ)ТƒiB(ƒ)/2, Bi(0) = 0. (5)В уравнении для Bi(ƒ) символ Ki обозначает i-й столбец матрицы K, 1 ≤ i ≤ n.Заметим, что как следует из вышеприведенных определений, в рамках аффин-ной структуры ставка доходности и форвардная ставка определяются соотноше-ниямиT y( ,x) xB( ) A( )ƒ − ƒƒ =ƒ, f( ,x) xT dB( ) dA( )d dƒ ƒƒ = −ƒ ƒ; (6)0y( ,x) 1 f(s,x)dsƒƒ =ƒ  , f( ,x) y( ,x) y( ,x) ƒƒ = ƒ +ƒ ƒ. (7)Функции y(ƒ, x) и f(ƒ, x), рассматриваемые как функции от переменной ƒ,обычно называются соответственно кривой доходности и форвардной кривой.Вид и свойства именно этих функций представляют интерес для инвесторов. По-этому в дальнейшем мы будем интересоваться явным аналитическим выражениемэтих функций и определением их свойств. Выясним вначале некоторые общиесвойства.Общим пределом обеих кривых на левом конце, т.е. при ƒ  0, является крат-косрочная процентная ставка доходности y(x). Действительно, так как A(0) = 0 иB(0) = ƒ,y(x) = xТƒ =0 0limy( ,x) limf( ,x).ƒ ƒƒ = ƒДля малых сроков погашения согласно (7) справедливы представления0y( ,x) y(x) y( ,x) o( )ƒ=ƒ = +ƒ⎛⎜⎝ ƒƒ ⎞⎟⎠ + ƒ, f(ƒ, x) =0y(x) 2 y( ,x) o( ).ƒ=+ ƒ⎛⎜⎝ ƒƒ ⎞⎟⎠ + ƒОтсюда видно, что, стартуя из одной точки y(x), кривые y(ƒ, x) и f(ƒ, x) с ростом ƒрасходятся. При этом форвардная кривая изменяется вдвое быстрее.Если кривая доходности имеет экстремум для некоторого срока до погашенияƒ∗, т.е. y( ,x) 0ƒ=ƒ∗ ƒ=цию, т.е. временной интервал, измеренный в определенном масштабе. Таким об-разом, можно ожидать, что компоненты вектора B(ƒ) неотрицательны и ограниче-ны, т.е. для всех k = 1, 2, …, n ожидается, что 0 < Bk(ƒ) < + . Предположим, чтопределы Bk(ƒ) при ƒ  +  существуют и lim ( ) ( ), B B B( ) .ƒƒ =   <  В этих ус-ловиях естественно ожидать, что lim B ( ) 0.ƒ ƒ = В этом случае вектор B() можноопределить из системы уравненийƒi = B()Т(ƒi + Ki) + B()ТƒiB()/2, 1 ≤ i ≤ n.Поэтому имеют место следующие равенства:limB( ) limdB( ) 0,ƒ ƒ dƒ ƒ= =ƒ ƒlimA( ) limdA( )ƒ ƒ dƒ ƒ= =ƒ ƒ(ƒ − Kƒ)ТB() + B()Тƒ B()/2.Из равенств (6) также следует, чтоy(, x) = f(, x) = (Kƒ − ƒ)ТB() − B()Тƒ B()/2.Таким образом, кривая доходности y(ƒ, x) и форвардная кривая f(ƒ, x) совпадаютдля коротких сроков до погашения (при ƒ  0), с увеличением ƒ кривые расходят-ся, но при продолжительных сроках (при ƒ  ) снова стремятся к одному и томуже пределу. Последнее свойство до сих пор не указывалось авторами, а криваядоходности y(ƒ, x) и форвардная кривая f(ƒ, x) обычно изображаются расходящи-мися кривыми. В дальнейшем рассмотрим конкретные модели, обычно рассмат-риваемые в литературе, чтобы при помощи строгого исследования выяснить, оп-равдан ли приведенный умозрительный анализ.2. Модель Васичека и ее обобщение на многомерный случайВ однофакторном случае в качестве состояния рынка принимается кратко-срочная ставка X(t) = r(t) и соответствующее стохастическое уравнение имеет видdr(t) = k(ƒ − r(t))dt + ƒdW(t),где k, ƒ, ƒ − скалярные константы, т.е. K = k, ƒ = ƒ2, ƒ = 0, ƒ = 0, ƒ = ƒƒ.В этом случае также y(r) = r, т.е. B(0) = 1. Уравнения (4) - (5) для определенияфункций A(ƒ) и B(ƒ) превращаются в следующие:A(ƒ) = (ƒƒ − k ƒ) B(ƒ) + ƒ2B(ƒ)2/2, A(0) = 0,B(ƒ) = 1 − k B(ƒ), B(0) = 0. B(ƒ) = (1 − ехр{− kƒ}) / k.Функция B(ƒ) имеет простой вид и является монотонно возрастающей функциейот 0 до 1/k, B() = 1/k. Поскольку B(ƒ) - монотонная функция, определяющаядюрацию процентной ставки, она может быть использована в качестве аргументав кривой доходности y(ƒ, r) и форвардной кривой f (ƒ, r) вместо срока до погаше-ния ƒ.Преимущество такой замены заключается в том, что зависимость на всем ин-тервале времени в виде графика представить невозможно из-за неограниченностиинтервала времени, ƒ  (0, ), в то время как этому неограниченному интервалусоответствует конечный интервал изменения дюрации, B(ƒ)  (0, 1/k). Тогда по-лучим соответствия y(ƒ, r) ↔ Y(B, r), f(ƒ, r) ↔ F(B, r), ƒ = − ln(1− kB)/k. При этомможно ожидать, что свойства функций Y(B, r) и F(B, r) могут оказаться проще. Нарис. 1 сравнение этих двух представлений кривой доходности и форвардной кри-вой иллюстрируется графиками для двухфакторной модели.Аналитические выражения кривой доходности y(ƒ, r) и форвардной кривойf(ƒ, r) как функций времени имеют вид (здесь аналитическое выражение функцииB(ƒ) для краткости записи не выписывается)220( , ) ( ) 1 ( ) ( ) ( )2y r rB k Bs Bs dsƒ⎛ ƒ ⎞ƒ =ƒ ƒ −ƒ ⎜⎝ƒƒ− ƒ + ⎟⎠  ==2 2 2 22 2( ) ( )2 2 4r B Bk k k k k⎛ ƒƒ ƒ ⎞ ⎛ ƒƒ ƒ ⎞ ƒ ƒ ƒ⎜⎝ƒ − − ⎟⎠+ ⎜⎝ − ƒ + + ⎟⎠ ƒ + ƒ22 ( )2yƒ k kƒƒ ƒ ƒ − −   ,y(ƒ, r) =( ) ( ( )) ( ) 2 ( )24y r y B Bkƒ ƒ ƒ + −  +ƒ ƒ,f(ƒ,r) =r(1−kB(ƒ))− (ƒƒ − k ƒ) B(ƒ) − ƒ2B(ƒ)2/222 ( )2yƒ k kƒƒ ƒ ƒ − − =  .В свою очередь, аналитические выражения для функций Y(B, r) и F(B, r) получа-ются такими:Y(B, r) =2 22( ) ( ( )) ( )ln(1 ) 4 ln(1 )y r y kB kBkB k kBƒ − −  −− − 1/( )B ky  ,F(B,r)= r + [k(ƒ − r) − ƒƒ]B − ƒ2B2/21/( )B ky  .Отсюда, в частности, видно, что функция F(B, r) для любых значений параметровмодели является вогнутой. Впервые этот факт был отмечен Брауном и Шейфером[14, c. 566] для однофакторных моделей.В многофакторном случае уравнение для состояния рынка приобретает видdX(t) = K(ƒ − X(t))dt + ƒdW(t).Здесь считается, что матрица коэффициентов диффузии не зависит от состояния,ƒ = 1, ƒ = 0. Поэтому ƒ = ƒƒТ, ƒ = 0, ƒ = 0, ƒ = ƒƒ. При этих значениях параметровфункции A(ƒ) и B(ƒ) определяются из уравненийA(ƒ) = (ƒƒ − Kƒ)ТB(ƒ) + B(ƒ)ТƒƒТB(ƒ)/2, A(0) = 0,B(ƒ) = ƒ − KТB(ƒ), B(0) = 0.Обозначим через U(ƒ) фундаментальную матрицу решений однородного уравне-ния B(ƒ) = − KТB(ƒ). Тогда решение уравнения для функции B(ƒ) записывается ввидеB(ƒ) =0U( s) dsƒ ƒ − ƒМатрицу U(ƒ) можно представить в виде матричного рядаU(ƒ) = e−KTƒ  I + (− KТ) ƒ +2( T)22!Kƒ− … + ( T)!nK nnƒ− + …,где I − единичная матрица. Используя это разложение под интегралом, находимвектор B(ƒ):B(ƒ) = [Iƒ +2( T)2!Kƒ− + … +1( T)( 1)!nK nnƒ +−++ …]ƒ = (K−1)Т(I − e−KTƒ )ƒ.Заметим, что для существования этого решения нужно, чтобы матрица K быланевырожденной и ее собственные числа {ƒj} были положительные. Нетрудно ви-деть, что в этом случае имеет место соотношениеB(ƒ)ƒ B() = (K−1)Тƒ.Кривая доходности y(ƒ, x) и форвардная кривая f(ƒ, x) вычисляются по фор-муламT T T T0( , ) ( ) 1 ( ) ( ) 1 ( ) ( )2y x x B K B s B s B s dsƒ ƒ = ƒƒ −ƒ⎛⎜⎝ƒƒ− + ƒƒ ⎞⎟⎠  θ , (8)y(ƒ, x) y( )ƒ  = ƒТƒ − (K−1ƒƒ)Тƒ − ƒТ(K−1ƒ)( K−1ƒ)Тƒ/2;f(ƒ,x) =xT(ƒ−KTB(ƒ))−(ƒƒ − Kƒ)ТB(ƒ) − B(ƒ)ТƒƒТB(ƒ)/2, (9)f(ƒ, x) y( )ƒ  .Таким образом, ожидаемые свойства функций A(ƒ) и B(ƒ) в рассматриваемомслучае также подтверждаются. Однако для перехода от временной переменной ƒк дюрации необходимо использовать только одну из компонент вектора B(ƒ). Дляэтого надо иметь больше информации о свойствах B(ƒ), т.е. о виде матрицы K.Для пояснения этого рассмотрим конкретный случай двухфакторной модели.Предположим, что состояние рынка описывается не только краткосрочнойставкой, но также экспоненциально сглаженным ее средним значением [15,c. 398]. Состояние рынка X(t) в этом случае характеризуется двумя компонентами,одной из которых r(t) является наблюдаемая краткосрочная ставка, а другой s(t) -экспоненциально сглаженное ее среднее значение. Уравнения состояния рынкаприобретают вид12(( )) ((( ) (()))) ( ).ddrs tt kkr t rstt dt dW t⎛⎜⎝ ⎞⎟⎠=⎛⎜⎝ ƒ −− ⎞⎟⎠ +ƒПараметры модели в этом случае задаются соотношениями ƒ = 0, ƒ = 0,K = 12 2k 0k k⎛ ⎞⎜⎝− ⎟⎠, ƒ =⎛ƒ⎞⎜⎝ƒ⎟⎠, ƒ = 1200⎛ƒ ⎞⎜⎝ ƒ ⎟⎠, ƒ = 12⎛ƒ ⎞⎜⎝ƒ ⎟⎠, ƒ = 12⎛ƒ ⎞⎜⎝ƒ ⎟⎠.Уравнения для функций временной структуры A(ƒ) и B(ƒ):A(ƒ) = (ƒ1ƒ1 − k1ƒ)B1(ƒ) + ƒ2ƒ2B2(ƒ) + ƒ12B1(ƒ)2/2 + ƒ22B2(ƒ)2/2, A(0) = 0;B1(ƒ) = ƒ1 − k1B1(ƒ) + k2B2(ƒ), B1(0) = 0;B2(ƒ) = ƒ2 − k2B2(ƒ), B2(0) = 0.Функции B1(ƒ) и B2(ƒ) определяются выражениямиB1(ƒ) = (ƒ1 + ƒ2)111 e kk− − ƒ− ƒ22 11 2ek ekk k− ƒ − − ƒ−, B2(ƒ) = ƒ2221 e kk− − ƒ. (10)Подставляя эти выражения в равенства (8) и (9), получим явные выражения длякривой доходности y(ƒ, x) и форвардной кривой f(ƒ, x). К сожалению, посколькуколичество параметров в рассматриваемом примере двухфакторной модели дос-таточно большое, выражения для функций y(ƒ, x) и f(ƒ, x) будут громоздкими. Дляполучения компактных выражений введем вспомогательные обозначения:u = 21 1 21 ,k k kƒ−−v = 21 2,k kƒ−w = 22;kƒ1 110 1I( )1(1 ek t )dt 1 1(1 e k ),kƒƒ = − − = − − − ƒƒ ƒ 2 220 2I( )1(1 ek t )dt 1 1(1 e k ),kƒƒ = − − = − − − ƒƒ ƒ12 1 2 130 1 1( )1(1 ) 1 2(1 ) 1 (1 ),2I ek t dt e k e kk kƒƒ = − − = − − − ƒ + − − ƒƒ ƒ ƒ22 2 2 240 2 2( )1(1 ) 1 2(1 ) 1 (1 ),2I ek t dt e k e kk kƒƒ = − − = − − − ƒ + − − ƒƒ ƒ ƒ1 2 1 2 (1 2)50 1 2 1 2( )1(1 )(1 ) 11(1 ) 1 (1 ) 1 (1 ).( )I ek t e k t dt e k e k e k kk k k kƒƒ = − − − − = − − − ƒ − − − ƒ + − − + ƒƒ ƒ ƒ + ƒОтметим, что функции Ii(ƒ), 1 ≤ i ≤ 5, являются монотонно возрастающими от 0 до1 с увеличением ƒ от 0 до . Напомним, что в рассматриваемом случае xТ = (r, s).Использование принятых обозначений приводит к выражению, удобному для рас-чета кривой доходностиy(ƒ, x) = ruk1(1 − I1(ƒ)) + (rv + sw)k2(1 − I2(ƒ)) + (ƒk1 − ƒ1ƒ1)uI1(ƒ) ++ [(ƒk1 − ƒ1ƒ1)v − ƒ2ƒ2w]I2(ƒ) − (ƒ1u)2I3(ƒ)/2 − (ƒ12v2 + ƒ22w2)I4(ƒ)/2 − ƒ12uvI5(ƒ).Расчет форвардной кривой удобно выполнять по формуле (9) с применениемформул (10).ЗаключениеДля многофакторных моделей аффинной доходности найдены аналитическиепредставления кривых доходности и форвардных кривых и предложено в качест-ве временной переменной использовать дюрацию безрисковой ставки. Посколькудюрация принимает значения только на конечном интервале, это позволяет на-блюдать поведение кривых на всем интервале изменения реального времени.

Ключевые слова

процентные ставки доходности, аффинная модель, кривая доходности, форвардная кривая, модель Васичека, yield interest rates, affine model, yield curve, forward curve, Vasiček model

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Медведев Геннадий АлексеевичБелорусский государственный университет (г. Минск, Республика Беларусь)профессор, доктор физико-математических наук, профессор факультета прикладной математики и информатикиMedvedevGA@cosmostv.by
Всего: 1

Ссылки

Cox J., Ingersoll J., Ross S. A Theory of the term structure of interest rate // Econometrica. 1985. V. 53. Р. 385-407.
Brown R., Schaefer S. Interest rate volatility and shape of the term structure // Phil. Trans. R. Soc. Lond. 1994. V. A 347. Р. 563-576.
Duffie D., Kan R. A yield-factor model of interest rates // Mathematical Finance. 1996. V. 6. Р. 379-406.
Cox J., Ingersoll J., Ross S. Duration and the measurement of basis risk // J. Business. 1979. V. 52. Р. 51-61.
Hull J. Options, Futures, and other Derivative Securities. Englewood: Prentice Hall, 1993. 492 p.
Vasiček O. An equilibrium characterization of the term structure // J. Financial Economics. 1977. V. 5. P. 177-188.
Fisher M., Nychka D., Zervos D. Fitting the term structure of interest rates with smoothing splines // Federal Reserve Board: Discussion Series, Division of Research and Statistics, Washington, DC. 1995. 27 р.
McCulloch J. H. Measuring the term structure of interest rates // J. Business. 1971. V. 44. P. 19-31.
Svensson L. Estimating and interpreting forward interest rates: Sweden 1992−1994 // International Monetary Fund: Working Paper WP/94/114. 1994. 53 р.
Hu Z. The Yield Curve and Real Activity // International Monetary Fund: Working paper WP/93/19. 1993. 38 p.
Green R., Odegaard B. Are there tax effects in the relative pricing of U.S. government bonds? // J. Finance. 1997. V. 52. P. 609-633.
RiskMetrics. http://www.riskmetrics.com
Elton E., Green C. Tax and liquidity effects in pricing government bonds // J. Finance. 1998. V. 53. P. 1533-1562.
Hull J., White A. Numerical procedure for implementing structural models I: Single-factor models // J. Derivatives. 1994. V. 2. P. 7-16.
Fabozzi F. Bond Markets, Analysis, and Strategies, 4th edition. New York: Prentice Hall Publishing. 2000. 734 р.
 О временной структуре доходности. 1. Модель Васичека | Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2012. № 1(18).

О временной структуре доходности. 1. Модель Васичека | Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2012. № 1(18).

Полнотекстовая версия