190 likes | 202 Views
A kockázat becslése CLT, Markov határ , Chernoff határ. Ceffer Attila Pénzügyi Információs Rendszerek. A statisztikai cashflow management probléma.
E N D
A kockázat becsléseCLT, Markov határ,Chernoff határ Ceffer Attila Pénzügyi Információs Rendszerek
Astatisztikaicashflow management probléma • Adott egy S rendszer C erőforrással (pénzmennyiséggel) és N darab felhasználóval (betétessel), akik rendre h1, h2, …, hN erőforrást hívhatnak le p1, p2, …, pNvalószínűségekkel. A rendszer kockázatát a következők szerint definiáljuk:ahol yi jelzi az i-ik felhasználó pénzkivételi szándékát. • Adjuk meg a rendszer kockázatát, tehát a fenti valószínűséget!
Modell Bemenetileírás A felhasználók adott valószínűséggel ( ), adott mennyiségű készpénzt ( ) szeretnének kivenni. Definiáljuk yi változót a következőképp: A rendszert érő összesített terhelés: (yés h skaláris szorzata) Rendezzük vektorokba a változóinkat (p, h és y):
Modell Rendszerleírás Rendszer kapacitás: C Teljesítőképesség: Rendszer kockázat: A rendszerkockázat kiszámítása:
Módszerek • Brute-force (táblázatos módszer) • Pontosan megállapítható a kockázat, de • Farok-eloszlásbecslés realtimealgoritmusai • Központi Határeloszlás Tétel (CLT) • LargeDeviationTheory(és implementációja) • Markov határ • Chernoff határ • Statisztikai mintavételezés • Adaptív approximáció
Kockázat becslése CLT-vel Ha ξiegymástól független, azonos eloszlású v.v., akkor: • Központi határeloszlás tétel alapján: ahol
Kockázat becslése CLT-vel Továbbá: Azaz: DEMO
Kockázat becslése CLT-vel • Összefoglalva: • Nekünk annak a valószínűsége kell, hogy nagyobb egyenlő lesz:
Kockázat becslése CLT-vel • Alkalmazás: • Vesszük a megadott paraméterekkel (µ,σ) rendelkező normál eloszlás eloszlásfüggvényét; • Kiszámoljuk a C helyen, aminek az eredménye legyen r; • A megoldást az 1-r képzésével kapjuk. Ez csak egy becslés!
Kockázat becslése CLT-vel - teljesítmény Túlbecsül a CLT! Alulbecsül a CLT!
Felső határ a Markov egyenlőtlenséggel • CLT – Csak egy becslés, felső határ kellene, aminél a csődvalószínűség nem lehet nagyobb! • Markov egyenlőtlenség:
Felső határ a Markov egyenlőtlenséggel - példa Adott egy rendszer 3 darab betétessel, amelyben a három betétes rendre zérus, vagy • összeget hívhat le a következő valószínűségekkel: A rendszer kockázatát a valószínűség adja, ahol Leírás
Felső határ a Markov egyenlőtlenséggel - teljesítmény A Markov már legalább nem becsül alul… De nagyon távol van a valós kockázattól…
Felső határ a Chernoff módszerrel - Momentumgenerálófüggvények Momentumgenerálófüggvények: Momentumgenerálófüggvények logaritmusa: A log moment generálófüggvényadditív: Ha független, akkor Mi egymástól független Bernoulli eloszlású v.v.-k összegével dolgozunk!
Felső határ a Chernoff módszerrel – Largedeviationbound • Tétel (Largedeviationbound): Tetszőleges s>0-ra igaz, hogy Végtelen számú felső határt tudunk ezzel előállítani. Ebből nekünk a legkisebb kell! Mivel ξiBernoulli eloszlású:
Felső határ a Chernoff módszerrel – Teljesítmény A Chernoff sokkal jobb itt
A program Input: p,h,C End
Felső határ a Chernoff módszerrel - példa Adott egy rendszer 3 darab betétessel, amelyben a három betétes rendre zérus, vagy • összeget hívhat le a következő valószínűségekkel: A rendszer kockázatát a valószínűség adja, ahol Leírás 1) A log moment generálófüggvények az s=1 helyen:
Felső határ a Chernoff módszerrel - példa , ahol 2) Chernoff határ: Ez egy határ (s=1), nem biztos, hogy az optimális. A Markov 0.1333 volt! Az optimális határt az s>0 tartományon kell keresni.