基于复杂网络的银行系统的风险传染及其防范措施研究

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3.0 牛悦 2024-11-19 5 4 2.65MB 71 页 15积分

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摘要

随着科技的进步，经济全球化的不断深入，各国之间的金融联系愈发紧密，而

这无疑为金融风险的传染提供了更为迅速便捷的渠道。银行业作为金融业最重要

的组成部分，它的系统稳定性对整个金融系统的安全有着至关重要的作用。银行

系统的风险具有很强的传染性，如果不能得到恰当的处理则会不断蔓延，引起银

行系统危机，进而引发全球性金融危机。因此研究清楚单个银行风险传染给银行

系统的传导机制是十分重要的。

银行间的金融业务多种多样，本文主要是针对银行之间的风险交易进行建模，

运用一种针对银行系统层面的风险分析方法。银行会收到来自外部客户的远期合

约等一系列类似赌约的交易，这类交易双方对将来某一时刻发生的事件做出相反

的预测，在这一时刻到来之前，银行有一半的失败率，面临巨大的风险，这时银

行就会考虑与有交易连接的银行进行风险对冲，如果恰好有交易连接的另一家银

行对同一事件做出了与前一家银行相反的预测，则这两家银行可以对这一事件的

结果进行风险对冲。银行个体对于如何对冲风险可以采取两种策略：被动交易风

险策略和主动交易风险策略。规定主动交易风险的银行需要给接受银行支付一定

的手续费，而这会影响银行是否采取主动策略的意愿。采取主动交易风险策略的

概率与风险量呈正比，与银行资产和交易手续费成反比，但当银行的风险大到超

过巴塞尔协议规定的范围时，必须要主动交易风险。倒闭银行的债务由与它连接

的其他银行来分担，当某个到期业务有正的收入时，则可以使倒闭银行重新复活。

银行系统中的个体银行间存在金融业务的联系，可以将整个银行系统看成是一

个网络，银行个体是里面的节点，而有关联的银行间用边互相连接起来。银行网

络具有各种各样的拓扑结构，本文做的工作就是基于复杂网络的结构来研究银行

系统的风险传染及其防范措施。复杂网络理论的兴起使得各行各业对于它的研究

越来越多，复杂网络的一些特性被证明更加符合现实中的各种网络关系，银行网

络也不例外。文中将创新地分别对规则网络、随机网络、小世界网络和无标度网

络下的银行系统模型进行计算机模拟，统计大量数据，通过衡量结果的各种参数

来分析巴塞尔协议参数、外部风险比例、网络规模在不同的网络结构下对银行系

统风险传染的影响，得出这些结果参数在不同网络结构下的规律并进行相互比较。

本文研究的目的在于从理论上优化银行网络结构使得整个银行系统达到一个

更加稳定的状态。在研究方法上有所创新，加入了银行之间交易风险的手续费，

分别在各种不同复杂网络结构下研究个体银行间风险传染的特点，并给出了在银

行系统网络中防范风险传染的一些措施。结论认为巴塞尔协议参数和银行网络的

连接集中度对银行系统风险传染有比较大的影响，找准关键银行节点是防范风险

传染的关键之一。

关键词：银行系统风险传染交易风险复杂网络小世界网络无标度

网络

ABSTRACT

As technology advances, economic globalization, the deepening of financial links

between countries become more and more closely, which is undoubtedly provide a more

rapid and convenient channels for financial risk contagion. Banking as a most important

component of finance, its system stability plays a vital role in the entire financial system.

The risk of the banking system is highly contagious, if not adequately dealt with will

continue to spread, then causing the banking system crisis, thus sparking a global

financial crisis. Therefore, the study of transmission mechanism about an individual

bank risk transmitted to the banking system is very important.

There are various inter-bank financial services, this article is mainly directed

against the risk trading between banks modeling, using one for the banking system level

quantitative risk analysis. Bank will receive a client’s requests, such as forwards, swaps,

weather derivatives, etc. These are modeled by bets which depend on an external

random process which only has two opposite results with equal probabilities. The bet

will mature one day in future. In order to avoid the risk, banks will try to compensate or

share risk amongst each other. We introduce an iterative dynamical model where banks

can choose between different trading strategies: passive strategy and active strategy

depending on their need to reduce individual risk. Whenever a bank agrees to a risk

trading, the offering party is obliged to pay a spread to the accepting bank. The

probability of adopting an active strategy is increasing in risk and decreasing in wealth

and spread respectively. But the probability for adopting an active strategy is always

equal to one, whenever the total risk exceeds a certain percentage of wealth which is

regulated by Basle regulatory. A bank is said to be defaulted if its wealth falls below

zero. Any open payments of the defaulted bank to external customers will be shared by

all the remaining neighbor banks. If the defaulted bank wins a bet one day, it can revive.

In the banking system, there are financial businesses between the individual banks.

We can be the entire banking systems as a network. The banks can be seen as individual

nodes, while the inter-bank associated with the edges connected with each other. Risk

trading actions take place between players whose connections are characterized by an

exogenously specified graph topology. The emergence of complex network theory

makes all walks of life for its research-based, more and more complex network of some

of the features proved to be more in line with the relationship between the various

networks in reality, banking network is no exception. This article will model the

banking system under the computer simulation in respect of the regular networks,

random networks, small-world networks and scale-free network. Statistical large

amounts of data, by measuring the various parameters to analyze the results of Basel II

parameters, the proportion of external risks, the network size in a different network

structure of the banking system under the impact of the risk of infection, get the

regulation of results parameters under different network and make comparisons.

The purpose of this study is to optimize the banking network structure in theory,

making the whole banking system up to a more stable state. Be innovative in research

methods, add a fixed fee between banks, study a variety of complex network structures

the risk of transmission of the inter-bank characteristics. It gives some measures to

prevent the risk contagion in the network of banking system. The Basel II parameter and

the degree of concentration risk on the banking system has large impact in risk

contagion and identify appropriate key bank node is one of the keys to prevent the risk

transmission.

Key Word：Risk contagion of banking system, Risk trading, Complex

network, Small-world network, Scale-free network

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 .......................................................... 1

§1.1 研究背景及意义 ............................................. 1

§1.2 研究对象和方法 ............................................. 2

§1.2.1 研究对象 .............................................. 2

§1.2.2 研究方法 .............................................. 2

§1.3 论文框架和创新点 ........................................... 3

§1.3.1 论文框架 .............................................. 3

§1.3.2 论文创新点 ............................................ 4

§1.4 文献综述 ................................................... 4

§1.4.1 国外研究综述 .......................................... 5

§1.4.2 国内研究综述 .......................................... 7

第二章银行风险相关理论与复杂网络理论概述 ............................ 9

§2.1 银行系统性风险传染相关理论 ................................. 9

§2.1.1 系统性金融风险的概念及特征 ............................ 9

§2.1.2 银行危机的概念及特征 ................................. 10

§2.1.3 银行风险分类 ......................................... 10

§2.2 巴塞尔资本协议 ............................................ 12

§2.3 复杂网络理论概述 .......................................... 13

§2.3.1 复杂网络理论概念 ..................................... 13

§2.3.2 复杂网络参数 ......................................... 14

§2.3.3 复杂网络模型 ......................................... 15

§2.3.4 运用复杂网络研究传播现象 ............................. 16

第三章银行风险传染性研究 ........................................... 19

§3.1 银行风险传染性定义 ........................................ 19

§3.2 银行风险传染形式分析 ...................................... 19

§3.2.1 从信息方面对银行系统风险传染研究 ..................... 20

§3.2.2 从信用方面对银行系统风险传染研究 ..................... 24

第四章基于复杂网络分析银行网络结构 ................................. 27

§4.1 银行网络结构的构建 ........................................ 27

§4.2 随机银行网络结构模型 ...................................... 28

§4.2.1 随机银行网络的度分布 ................................. 29

§4.2.2 随机银行网络的群聚系数 ............................... 30

§4.2.3 随机银行网络平均最短路径 ............................. 30

§4.3 小世界银行网络结构模型 .................................... 30

§4.3.1 小世界银行网络的度分布 ............................... 31

§4.3.2 小世界银行网络的群聚系数和平均最短路径 ............... 31

§4.4 无标度银行网络结构模型 .................................... 32

§4.4.1 无标度银行网络的度分布 ............................... 33

§4.4.1 无标度银行网络的群聚系数和平均最短路径 ............... 34

第五章银行网络上风险传染动力学研究 ................................. 37

§5.1 构造模型的基本原理 ........................................ 37

§5.2 模型的具体架构和流程 ...................................... 38

§5.3 各种银行网络结构下相关参数的变化 .......................... 42

§5.3.1 规则银行网络 ......................................... 42

§5.3.2 随机银行网络和小世界银行网络 ......................... 47

§5.3.3 无标度银行网络 ....................................... 52

第六章基于复杂网络银行系统风险传染措施分析 ......................... 57

§6.1 基于复杂网络理论下的银行网络特性 .......................... 57

§6.2 银行系统网络防范风险传染措施 ............................... 57

第七章全文总结与展望 ............................................... 61

§7.1 本文的主要结论 ............................................ 61

§7.2 本文的研究不足与展望 ...................................... 63

参考文献 ............................................................ 65

在读期间公开发表的论文 .............................................. 67

致谢 .............................................................. 69

第一章绪论

§1.1 研究背景及意义

经济全球化正在以人们未曾预料的速度迅猛推进，使得全球各国经济联系越

来越紧密，大有牵一发而动全身之势。我们不得不更加重视金融系统和机构运行

的有效性和安全性两个非常关键因素。金融行业的管理可以归结为两个词:风险及

收益，只有很好地权衡和管理风险和收益这对孪生兄弟才能创造更多的利润。随

着金融市场全球化的进一步加深，金融管制也越来越放松，再加上高新技术的采

用，金融机构的产品丰富化，银行业务繁多化，使得影响金融市场动荡不稳定的

因素急剧增加，尤其是如今金融衍生工具的盛行致使全球金融体系危机爆发的可

能性越来越大，能否科学有效地防范和管理各种金融风险就显得愈发的重要了。

现代经济的核心是金融业，而金融业里最重要的组成部分就是银行业，银行

系统的稳定性对整个金融系统的安全有着至关重要的作用。银行的系统风险有个

重要而又可怕的特性——传染性，当单个银行的不良风险不能得到合适的处理，

就会传染给与之有关的其他银行，进而有可能引发整个银行系统危机，接着银行

危机很可能引起本国的货币危机，并会马上传染到他国，引发全球性的金融危机，

给世界各国或地区的经济带来巨大的冲击。

整个银行业的发展史就是一部银行危机灾难史，而银行系统风险的传染性则

在其中扮演着主要的破坏角色。2008年下半年由于美国次级房屋贷款危机所引起

的金融危机席卷全球，使得全球经济度过了自20世纪30年代以来最为寒冷的一个

冬天，许多国家、金融机构和大型企业都遭受危机，尤其是银行系统更是遭遇重

创，雷曼兄弟倒闭后，各国央行纷纷改变此前趋紧的货币政策，向金融市场注资，

即使如此，还是有许多银行出现危机和倒闭！至今，这场世界范围金融危机的乌

云都还未散去，各国经济犹如多米诺骨牌般纷纷的崩溃萧条，又一次见证了金融

风险传染的可怕。回顾上世纪90年代以来全球发生了多次金融危机，虽然每次金

融危机的表现各不相同，但结果都给当事国乃至全球造成了巨大的破坏。1997年

爆发的亚洲金融危机在地域上离我们最近，最能感同深受，以1997年7月2日泰国

爆发泰铢危机为始点，紧接着马来西亚、菲律宾和印尼都各自发生了货币危机，

10月份，新加坡、香港和台湾地区也无一幸免。11月份韩国也爆发货币危机，使

得韩元对美元的汇率急剧下降。接着1998年拉美、阿根廷、巴西和墨西哥货币汇

率也大幅度下降，最后俄罗斯也爆发了严重的货币危机，被迫宣布延期偿还外债。

随着金融全球化进程的加速，提供了更为便捷的风险传染渠道，不仅导致了

基于复杂网络的银行系统的风险传染及其防范措施研究

金融机构内在脆弱性的增加，金融市场波动性的加剧，而且使得国际金融的风险

传递机制也大大增强了。尤其是银行业的传染性非常的强大和迅速，研究清楚单

个银行不良风险传染给银行系统进而扩散到各个经济部门和金融机构的传导机制

是十分重要的，因为它对防止银行危机蔓延到其他金融机构，避免企业由于银行

清算倒闭所带来的经济损失有着重要的理论基础作用。并且，全球化使得各国的

经济联系日益紧密，整个世界的金融业已逐渐形成一张利益相关的网络，任何一

国的金融危机都会传染到其他国家，因此，要抑制金融危机、化解金融风险、保

障经济安全，就不能不对风险传染机制有所研究和防范，基于复杂网络理论来研

究银行系统的风险传染路径和条件对我们如何很好的应对日后的金融危机有着很

重要的理论指导意义。

§1.2 研究对象和方法

§1.2.1 研究对象

银行业危机无疑是金融危机中最主要的方面，按照国际货币基金组织的定义，

所谓银行危机是指现实或潜在的银行挤兑或银行失败导致银行被迫清算未到期业

务偿还负债或迫使政府通过提供大量援助进行干预以防止这种情况出现的情形。

如果银行危机导致整个支付系统失灵，并损害了实际经济，银行危机可以认为是

狭义的金融危机。引起银行业危机最主要的途径就是银行系统的风险传染，银行

风险的传染会对银行系统，甚至整个经济体系造成及其严重的后果。所以本文的

主要研究对象就是银行系统网络中的风险传染及其防范措施。

具体来讲，本文主要研究以下三个问题：一、如何模拟银行系统内银行主体对

风险交易的行为？二、不同的银行系统网络结构如何对银行系统内风险传染进行

影响？三、如何采取有效防范措施来增强银行系统的稳定性，降低银行系统风险

传染效应？

§1.2.2 研究方法

过去的几十年里，银行系统的风险管理研究主要是基于一些复杂的风险管理工

具，银行监管者也不断地尝试使用各种精确的管理风险的模型来达到降低单个银

行风险的目的。但是，站在整个银行系统这一层面来看，要降低银行系统风险并

增强银行系统的稳定性，仅仅靠改进那些针对银行个体的风险管理模型和维持一

定的资本充足率水平是远远不够的。原因在于，银行系统中由于存在流动性危机，

使得银行间维系着复杂的同业拆借关系，再加上各种衍生工具的盛行使得他们之

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摘要随着科技的进步，经济全球化的不断深入，各国之间的金融联系愈发紧密，而这无疑为金融风险的传染提供了更为迅速便捷的渠道。银行业作为金融业最重要的组成部分，它的系统稳定性对整个金融系统的安全有着至关重要的作用。银行系统的风险具有很强的传染性，如果不能得到恰当的处理则会不断蔓延，引起银行系统危机，进而引发全球性金融危机。因此研究清楚单个银行风险传染给银行系统的传导机制是十分重要的。银行间的金融业务多种多样，本文主要是针对银行之间的风险交易进行建模，运用一种针对银行系统层面的风险分析方法。银行会收到来自外部客户的远期合约等一系列类似赌约的交易，这类交易双方对将来某一时刻发生的事件做出相反的预测，在这...

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