复杂金融网络动态演化行为与危机传染及其控制研究

In this project, we choose the financial market as the research object, and select the Asian crisis, the U.S. sub-prime crisis, and the European debt crisis as the study event. We analyze the behavior of dynamic evolution of the financial market and the financial crisis contagion and control from the double perspective of the time and space dimensions. First, we employ the methods of the DCC-GARCH or the DCC-Copula which from the financial time series analysis theory to construct the financial correlation matrix. We use the filtering methods of the complex network to construct the dynamical complex financial network. At the same time, we examine the topology statistical properties of the dynamical network to investigate the evolution behavior of the financial market. Next, based on the analysis of the mechanism of the financial crisis transmission and contagion and their influence factors in the complex financial network, we respectively employ the crisis energy diffusion model and the local world model to construct the global and local dynamic evolution models of the crisis transmission. Finally, based on the control theory of complex dynamical networks, we use the methods of the pinning control and flocking control which respectively from the global perspective and the local perspective to discuss the financial crisis control methods and coping strategies, which can provide the theoretical basis and practical guidance of the financial crisis early warning for the financial institutions and financial regulatory authorities.

本项目以金融市场为研究对象，以亚洲金融危机、美国次贷危机、欧洲债务危机等为研究事件，从兼有时间维度和空间维度的双重视角来分析金融市场的动态演化行为与金融危机传染及其控制。首先运用金融时间序列理论中的DCC-GARCH族或DCC-Copula族方法构建动态金融相关矩阵，并利用复杂网络滤波方法建立动态复杂金融网络，通过分析动态网络拓扑统计特性来考察金融市场的演化行为；然后在分析复杂金融网络中金融危机传导和传染机制及其影响因素的基础上，从危机能量扩散和局域世界模型出发，分别研究金融市场内在不稳定性以及金融群落结构对危机传播的影响，构建危机传播的全局和局部的动力学演化模型；最后基于复杂动态网络控制理论，从全局控制和区域控制两个方面分别采用牵制控制和蜂拥控制思想，探讨金融危机的控制方法和应对策略，从而为金融机构和监管当局进行金融危机预防和控制提供理论依据和实践指导。

本项目研究金融市场在金融危机背景下的动态演化行为与危机传染控制，主要取得四个方面的成果。.在金融市场演化行为研究方面：(1) 通过降趋势互相关分析以及DCCA系数考察人民币及其篮子货币之间的互相关性，发现其呈现弱持久性；(2) 利用多重分形降趋势移动平均互相关分析(MF-XDMA)，发现沪深300股指现货市场与期货市场之间的互相关性呈现多重分形与非线性特性；(3) 基于滑窗分析法动态分析互相关尺度指数的演化特征，发现市场间的互相关性呈现长程持久性。.在复杂金融网络的拓扑性质和演化特征研究方面：(1) 基于Person相关系数法建立证券市场的复杂网络，发现次贷危机对证券市场结构产生了重要的影响，随着危机的发生市场的中心节点发生改变；(2) 提出基于动态时间弯曲法与最小生成树法的互相关性网络构建方法，考察次贷危机下外汇市场的互相关性及其网络的拓扑特征，发现危机之后网络的拓扑结构相对于危机前变得更为稳健；(3) 提出基于时变Copula法与MST法的时变互相关性网络构建方法，发现外汇市场网络具有长程记忆性，且在大多数时候为无标度网络。.在金融风险传染及其控制研究方面发现：(1) 证券市场和外汇市场复杂网络中节点重要性、感染规模、网络约束条件以及金融危机等因素对风险传染都具有重要影响；(2) 证券市场和外汇市场中的某些金融主体对风险的传染起着关键作用，风险传染规模对传染源数量敏感；(3) 证券市场和外汇市场风险传染能力随着危机的爆发迅速增加，并且会在之后相当长的一段时间持续。.在金融市场冲击响应研究方面提出随机故障、蓄意攻击和金融风险传染三种度量方法，发现：(1) 金融风险的冲击能力与风险传染源密切相关。当最重要的节点发生危机时，会有18~40%的节点受到波及。在以度最小的节点为传染源和随机选取传染源的方式下，金融风险破坏市场的概率小于1%；(2) 外汇市场对偶发金融风险事件具有较强的抵御能力，而市场在蓄意攻击下表现得更脆弱，冲击响应更强烈。次贷危机和欧债危机的爆发破坏了市场的稳定，并导致其对风险传染更加敏感。