期望损失(ES)的几种逼近法比较
2021-02-28魏正元郑小洋
魏正元,李 乔,王 雪,郑小洋
(重庆理工大学 理学院,重庆 400054)
在险值(value at risk,VaR)和期望损失(expected shortfall,ES)是2种常用且重要的风险度量值,且2个量都是不可直接观测的,VaR直观、简单,ES属一致性风险度量,故而关于这2个量的研究一直备受学者和市场从业者的关注,相关的著作和文献较多[1-3]。然而ES的积分运算不一定有闭式表达式,因而很有必要研究其近似计算和数值解法。
在未知总体分布情况下,SIMONATO JG[4]应用Johnson分布的前四阶矩计算VaR和ES,GRAZIA Z M等[5]使用Gram Charlier展开对数据进行建模,得出风险度量的封闭形式,Amédée Manesme CO等[6]探讨了校正的Cornish Fisher在风险度量中的应用,Arevalillo JM[7]研究了Saddlepoint反演。本研究将Edgeworth和Saddlepoint引入ES的计算,并与bootstrap的结果进行比较,结果表明Edgeworth和Saddle point在VaR的计算中相差无几,但在计算ES时,Edgeworth展开比Saddlepoint展开简单且具有更高的精确度。
设某个金融头寸在持有期L内的损失变量X的概率分布函数为FX(x)(本文用资产收益率γt刻画风险,空头用X=γt,多头用X=-γt),且E[|X|]<∞,给定尾部概率p(0<p<1),ES的定义为[6]

这里xq=F-1X (p)是X的q=1-p右侧分位数,从风险度量角度是VaR值xq=VaRp(X)。ES为损失超过VaR值的期望,也就是条件在险值(CVaR)。
1 主要结果
定理1 若损失随机变量X满足Cramer’s①如果sup t→∞ |E F(eitX)|<1,则X满足Cramer’s条件条件,则式(1)中I(xq)的估计值为

证明 如果连续型随机变量X前4阶矩存在,其q分位数的Cornish Fisher展开和概率密度函数的Edgeworth展开有如下形式[8]

式中

出I(xq)的值,通过Edgeworth展开得到一个不完全gamma函数的解析表达式,使尾部积分的计算得以实现。
定理2 设X1,X2,…,Xn是来自总体F(x)的iid样本,则式(1)中I(xq)的估计值为

证明 若iid样本X1,X2,…,Xn~f(x),记MX(t)=E[etX]和KX(t)=log MX(t)为X的矩母函数和累积量生成函数,Tn=(X1,X2,…,Xn,F)为某标准化的渐近正态统计泛函,记Fn是Tn的分布函数,Mn(t)为Tn的矩母函数,……p>
