Submitted by Amanda Pimenta Carlos (amanda@fgvmail.br) on 2011-06-14T02:39:45Z No. of bitstreams: 1 tese_Amanda_Pimenta.pdf: 1830345 bytes, checksum: e85958771d08d6f916d835aa6a261359 (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Virginio Machado(andrea.machado@fgv.br) on 2011-06-14T11:34:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_Amanda_Pimenta.pdf: 1830345 bytes, checksum: e85958771d08d6f916d835aa6a261359 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-13T12:15:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_Amanda_Pimenta.pdf: 1830345 bytes, checksum: e85958771d08d6f916d835aa6a261359 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / This thesis encompasses five papers about two Brazilian infrastructure sectors: energy and road transportation. In the first paper, we model the bid in the Brazilian transmission lines auctions, in order to understand why the winning bids have been lower than one could expect. In the second paper, we estimate the electricity demand and the price and income elasticity of the consumers, using a new technique and including the 2001 Rationing period, which could have changed the consumers’ behavior. In the third paper, we study the evolution of the liquefied natural gas (LNG) market worldwide. The LNG could be a link to the natural gas markets and we test this hypothesis using time series and copulas analysis. In the fourth paper, we discuss the entrance of the LNG in the national electricity market. Finally, in the last paper, we analyze the Road concession experience in Brazil. We add new insights about the auction model used in this sector and also about the contract design. / A presente tese engloba cinco trabalhos sobre dois setores brasileiros de infraestrutura: setor de energia e de transportes. No primeiro trabalho, modela-se o lance dos leilões de linhas de transmissão de energia, buscando compreender porque os lances ganhadores têm se situado em níveis abaixo do que se espera. No segundo paper, estima-se a demanda de energia do Brasil e as elasticidades preço e renda que os consumidores apresentem em relação a essa demanda, usando uma técnica ainda não aplicada na literatura e incluindo o período da Crise do Racionamento – a qual pode ter mudado o padrão de consumo dos agentes. No terceiro trabalho, estuda-se a evolução do mercado de gás natural liquefeito (GNL) ao redor do mundo. O GNL pode ser o link que faltava entre os mercados de gás natural e essa hipótese é testada por meio de análises de séries de tempo e de cópulas. O quarto paper discute a entrada do GNL no sistema energético brasileiro e suas eventuais consequências. Por fim, o quinto paper analisa a experiência de leilões de rodovias no Brasil. O trabalho levanta relevantes insights a respeito do modelo de leilão utilizado e dos detalhes contratuais dessas licitações.

Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de la prise en compte des incertitudes des paramètres d’entrée d’un modèle éléments finis de structures spatiales. L’approche probabiliste a été utilisée pour quantifier l’influence de l’aléa sur les fonctions de transfert.Nous avons proposé une adaptation de la méthode de superposition modale au cadre probabiliste, basée sur l’identification de la loi de probabilité des variables des fonctions de transfert. Le verrou technologique que constitue la construction de lois de probabilité de grande dimension a été levé par l’utilisation de la théorie des copules. Finalement, la méthodologie proposée a été validée sur un exemple industriel et les perspectives offertes par l’étude des structures de dépendances entre variables d’une fonction de transfert sont prometteuses. / This PhD thesis aims at take into account input parameters uncertainty of space structures finite element models. To achieve this goal probabilistic approach is used to quantify the influence of randomness on transfer functions. An adaptation of modal superposition method to the probabilistic framework is proposed. This original approach is based on the identification of the probability distribution of transfer function variables. The main difficultyconcerns the construction of a large dimension probability distribution. This pointis tackled by the use of copula theory. Finally, the proposed methodology is validated onan industrial example. Moreover, the analysis of the dependence structures between the transfer function variables offers a lot of perspectives.

[pt] Nesta dissertação avalia-se o grau de associação entre pares de excessos de retornos, simultâneos e defasados no tempo, usando-se o conceito de cópulas. Cópulas assimétricas são ajustadas aos pares de distribuições de retornos e coeficientes de dependência de cauda, as medidas de interdependência e contágio baseadas nessas cópulas, são calculados para 10 pares de índices de mercados. Tais coeficientes balizam a escolha do par de ativos com melhor desempenho em períodos de estresse. Se excessos defasados são incluídos, então estes coeficientes também indicam a direção e intensidade de propagação das crises (contágio). Os resultados encontrados na nossa investigação mostram que a técnica utilizada é eficaz na montagem de carteiras em que se pretende aproveitar os ganhos extremos conjuntos dos ativos e, ao mesmo tempo, evitar perdas extremas conjuntas. O uso de retornos defasados, porém, foi um artifício pouco producente, refletindo possivelmente o contágio quase instantâneo entre os mercados financeiros mundiais, nos dias de hoje. / [en] In this dissertation we evaluate the degree of association between pairs of excess of returns, simultaneous and lagged, using the concept of copulas. Asymmetric copulas are fitted to 10 pairs of distributions of returns of world markets índices. From these copulas coefficients of tail dependence are obtained for the right and left tails. Isong those coefficients as measures of cross dependence and contagion between markets one can pick the pair of returns that show the best performance in periods of stress. If lagged excess of returns are included, then these coefficients provide information on the direction and intensity of the contagion spread. Our results have shown that such technique isd efficent in constructing a portfolio in which one wants to take advantage of joint extreme gains of pairs of returns and, simultaneously, avoid losses associated with the occurrence of joint negative extremes. The use of lagged returns in this context hás shown no extra gain, maybe reflecting the fact that, nowadays, the spread of contagion between world financial markets is almost instantaneous.

Nesta tese discutimos abordagens que utilizam cópulas para descrever dependências entre instrumentos nanceiros e avaliamos a performance destes métodos. Muitas crises nanceiras aconteceram desde o nal da década de 90, incluindo a crise asiática (1997), a crise da dívida da Rússia (1998), a crise da bolha da internet (2000), as crises após o 9/11 (2001) e a guerra do Iraque (2003), a crise do subprime or crise nanceira global (2007-08), e a crise da dívida soberana europeia (2009). Todas estas crises levaram a uma perda maciça de riqueza nanceira e a um aumento da volatilidade observada, e enfatizaram a importância de uma política macroprudencial mais robusta. Em outras palavras, perturbações nanceiras tornam os processos econômicos altamente não-lineares, levando os principais bancos centrais a tomarem medidas contrárias para conter a angústia - nanceira. Devido aos complexos padrões de dependência dos mercados nanceiros, uma abordagem multivariada em grandes dimensões para a análise da dependência caudal é seguramente mais perspicaz do que assumir retornos com distribuição normal multivariada. Dada a sua exibilidade, as cópulas são capazes de modelar melhor as regularidades empiricamente veri cadas que são normalmente atribuídas a retornos nanceiros multivariados: (1) volatilidade condicional assimétrica com maior volatilidade para grandes retornos negativos e menor volatilidade para retornos positivos (HAFNER, 1998); (2) assimetria condicional (AIT-SAHALIA; BRANDT, 2001; CHEN; HONG; STEIN, 2001; PATTON, 2001); (3) excesso de curtose (TAUCHEN, 2001; ANDREOU; PITTIS; SPANOS, 2001); e (4) dependência temporal não linear (CONT, 2001; CAMPBELL; LO; MACKINLAY, 1997). A principal contribuição dos ensaios é avaliar se abordagens mais so sticadas do que o método da distância e o tradicional modelo de Markowitz podem tirar proveito de quaisquer anomalias/fricções de mercado. Os ensaios são uma tentativa de fornecer uma análise adequada destas questões usando conjuntos de dados abrangentes e de longo prazo. Empiricamente, demonstramos que as abordagens baseadas em cópulas são úteis em todos os ensaios, mostrando-se bené cas para modelar dependências em diferentes cenários, avaliando as medidas de risco caudais mais adequadamente e gerando rentabilidade superior a dos benchmarks utilizados. / In this thesis we discuss copula-based approaches to describe statistical dependencies within nancial instruments and evaluate its performance. Many nancial crises have occurred since the late 1990s, including the Asian crisis (1997), the Russian national debt crisis (1998), the dot-com bubble crisis (2000), the crises after 9-11 (2001) and Iraq war (2003), the subprime mortgage crisis or global nancial crisis (2007-08), and the European sovereign debt crisis (2009). All of these crises lead to a massive loss of nancial wealth and an upward in observed volatility and have emphasized the importance of a more robust macro-prudential policy. In other words, nancial disruptions make the economic processes highly nonlinear making the major central banks to take counter-measures in order to contain nancial distress. The methods for modeling uncertainty and evaluating the market risk on nancial markets are now under more scrutiny after the global nancial crisis. Due to the complex dependence patterns of nancial markets, a high-dimensional multivariate approach to tail dependence analysis is surely more insightful than assuming multivariate normal returns. Given its exibility, copulas are able to model better the empirically veri ed regularities normally attributed to multivariate nancial returns: (1) asymmetric conditional volatility with higher volatility for large negative returns and smaller volatility for positive returns (HAFNER, 1998); (2) conditional skewness (AITSAHALIA; BRANDT, 2001; CHEN; HONG; STEIN, 2001; PATTON, 2001); (3) excess kurtosis (TAUCHEN, 2001; ANDREOU; PITTIS; SPANOS, 2001); and (4) nonlinear temporal dependence (CONT, 2001; CAMPBELL; LO; MACKINLAY, 1997). The principal contribution of the essays is to assess if more sophisticated approaches than the distance method and plain Markowitz model can take advantage of any market anomalies/ fricctions. The essays are one attempt to provide a proper analysis in these issues using a long-term and comprehensive datasets. We empirically show that copula-based approaches are useful in all essays, proving bene cial to model dependencies in di erent scenarios, assessing the downside risk measures more adequately and yielding higher profitability than the benchmarks.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:04:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4292.pdf: 1258858 bytes, checksum: c7d8d771d500d5ab8d54fbaae144001b (MD5) Previous issue date: 2012-02-07 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work we present a Bayesian analysis for bivariate survival data in the presence of a covariate and censored observations. We propose a bivariate distribution for the bivariate survival times based on the Farlie-Gumbel-Morgenstern (FGM) copula to model data with weak dependence. Some survival models with and without cure rate have been assumed for the marginal distributions. For inferential purpose a Bayesian approach via Markov Chain Monte Carlo (MCMC) was considered. Further, some discussions on model selection criteria are given and comparisons with other copula models were performed. To detect influential observations in the data we consider a Bayesian case deletion influence diagnostics based on the -divergence. The OpenBUGS and R systems were used to simulate samples of the posterior distribution. Numerical illustrations are presented considering artificial and real data sets. / Neste trabalho apresentamos uma análise bayesiana para dados de sobrevivência bivariados na presença de covariáveis e observações censuradas. Propomos uma distribuição bivariada para os tempos de sobrevivência baseada na cópula de Farlie- Gumbel-Morgenstern (FGM) para modelar dados com fraca dependência. Alguns modelos de sobrevivência com e sem fração de cura foram assumidos para as distribuições marginais. Para fins inferenciais foi considerada uma abordagem bayesiana usando métodos Monte Carlo em Cadeias de Markov (MCMC). Além disso, algumas discussões sobre os critérios de seleção de modelos são apresentadas e comparações com outras cópulas foram realizadas. A fim de detectar observações influentes nos dados analisados foi utilizado o método bayesiano de análise de influência caso a caso baseado na divergência. Os sistemas OpenBUGS e R foram utilizados para simular amostras da distribuição a posteriori de interesse. Ilustrações numéricas são apresentadas considerando conjunto de dados artificiais e reais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:06:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3023.pdf: 2559668 bytes, checksum: 9cf8ca3c2627a6f2d69856b231e8a0a4 (MD5) Previous issue date: 2010-04-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this dissertation we describe and implement procedures for nonparametric estimation of copulas and Sibuya function, and also procedures for bivariate analysis of dependence based on the behavior of their contours plot. Besisdes, we describe and implement the chiplot procedure and as well as a procedure for analising bivariate dependence in presence of censoring in the sample. Particularly, we propose a way to use it in a local correlation analysis. The performance of the proposed procedures are illustrated and evaluated in cases of very simple correlation, but also in a more complex correlation schemes. / Nesta dissertação descrevemos e implementamos procedimentos para estimação paramétrica da cópula e da função de Sibuya, e também procedimentos para análise de dependência bivariada, baseados no comportamento das suas curvas de nível. Também, descrevemos e implementamos o procedimento chi-plot e um procedimento para a análise de dependência bivariada com presença de censura na amostra. Particularmente, propomos formas de usá-los em análise de correlação local. O desempenho dos procedimentos propostos são ilustrados e avaliados em casos de estruturas de correlação simples, mas também em esquemas de correlação mais complexa.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5715.pdf: 2528313 bytes, checksum: 746d913fa84ee6f5f9d8b191ad1d8cce (MD5) Previous issue date: 2014-01-16 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this paper we propose a new method for the calculation of regulatory capital required for operational risk. This method is based on some important assumptions for calculation of this capital, for instance, expert opinion, dependence between loss variables considering the joint probability associated to two loss events. The copula theory is applied to determine this joint probability. Furthermore, we present two more methods, sum method proposed by Basel II Accord (2004) and non-perfect correlation method proposed by Frachot et al. (2004). Finally, we perform a simulation studies in order to compare all the methods presented in this dissertation. / Neste trabalho propomos um novo método para o cálculo do capital regulatório para o risco operacional. O método proposto é utilizado para calcular o capital regulatório para duas classes de risco e é baseado em alguns pressupostos considerados importantes no cálculo deste capital. Entre esses pressupostos se destacam a opinião de especialistas e a captação de dependência entre as variáveis perdas considerando a probabilidade dos eventos de perdas ocorrerem conjuntamente. Essa probabilidade é captada via cópula. Além disso, apresentamos mais dois métodos, o do somatório, proposto pelo Acordo de Basileia II (2004), e o da correlação não-perfeita, proposto por Frachot et al. (2004). Finalmente, realizamos um estudo de simulação com o objetivo de comparar os capitais regulatórios totais calculados em cada método.

Les tests de résistance, qui évaluent la capacité des banques à soutenir la détérioration de la situation économique et financière, sont devenus un outil qui aide les banques centrales à exercer leur nouveau pouvoir de supervision et à promouvoir un système financier stable. En outre, la récente crise financière mondiale a déplacé le centre d'attention de la supervision financière d'une perspective microprudentielle, basée sur la résilience des institutions individuelles, à une perspective plus macroprudentielle, qui englobe la résilience globale du système financier. Par conséquent, les tests de résistance microprudentiels mettent l'accent sur le rôle traditionnel du capital bancaire en tant que coussin de protection contre les pertes, tandis que les tests de résistance macroprudentiels se concentrent sur le système bancaire dans son ensemble. La crise financière mondiale a également souligné le rôle crucial du risque de liquidité dans la détérioration de la stabilité du système financier international. Le premier article passe en revue le premier test de résistance de la BCE, en le comparant à la littérature et aux autres tests de résistance effectués de par le monde, et contextualise ses résultats. Il donne un aperçu des tests de résistance et une liste d'améliorations potentielles. Le second article cherche à construire une méthodologie qui couvre certaines lacunes (effet de spillovers et interactions entre solvabilité et liquidité) identifiée dans le premier chapitre et l'utilise pour évaluer la fragilité actuelle du système bancaire de la zone euro selon différents scénarios. Enfin, le troisième chapitre analyse le lien entre la solvabilité et les coûts de financement. / Stress tests, which evaluate banks' capacity to withstand deteriorating economic and financial condition, have become a tool that helps central banks to fulfil their new supervisory power and promote a stable financial system. Additionally, the global financial crisis shifted the perspective of financial supervision from a microprudential perspective, based on the resilience of individual institutions, to a more macroprudential perspective, which encompasses the whole financial system resilience. Hence, microprudential stress tests emphasize the traditional role of bank capital as a buffer against loss, shielding the deposit insurance agency, while, macroprudential stress tests focus on whether the banking system as a whole has the balance, sheet capacity to support the economy. The global financial crisis also highlighted the crucial role of liquidity risk in undermining the stability of the international financial system. The first paper reviews the first ECB stress test, comparing it to the literature and other stress tests conducted, and contextualize its results. It provides an overview of stress tests as a tool and give a list of potential improvements. The second paper, seeks to construct methodology that covers some shortcomings (spillovers and interaction between solvency and liquidity) identified in the first chapter and uses it to assess the current fragility of the Eurozone banking system to various scenarios. Finally, the third chapter analyses the link between solvency and funding costs as a potential source of second round losses in the stress testing framework.

abstract: In two independent and thematically connected chapters, I investigate consumers' willingness to pay a price premium in response to product development that entails prosocial attributes (PATs), those that allude to the reduction of negative externalities to benefit society, and to an innovative participatory pricing design called 'Pay-What-You-Want' (PWYW) pricing, a mechanism that relinquishes the determination of payments in exchange for private goods to the consumers themselves partly relying on their prosocial preferences to drive positive payments. First, I propose a novel statistical approach built on the choice based contingent valuation technique to estimate incremental willingness to pay (IWTP) for PATs that accounts for consumer heterogeneity, dependence in the decision making processes, and incentive compatibility. I validate the approach by estimating IWTP for a variety of PATs and contrast the theoretical and managerial benefits of using the proposed approach over extant techniques used in the literature for this purpose. Second, I propose a general and flexible statistical modeling framework for estimating PWYW payments that exceed zero. It relies on the joint estimation of three types of consumer decision processes namely, the consumer propensity to default to an explicit price recommendation, the propensity to pay a least legitimate price, and the payment of a freely-chosen non-zero payment. Of particular interest is the model's ability to account for a wide variety of design constraints such as the setting of price bounds, explicit price recommendations, and the provision of a menu of discrete prices to choose from. I validate the approach by estimating PWYW payments for a variety of products such as music licenses, snacks, and sports tickets. I specifically examine and report the differential impact of three managerially controllable variables namely, 'payment anonymity', 'information on payment recipients' and 'information of product value/quality'. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Business Administration 2016

[pt] Muitos dos modelos de simulação de cenários de vazões, necessários para o planejamento e operação de setores elétricos, são construídos sob hipóteses rígidas. Isto pode restringir sua capacidade de representar dependências não-lineares e\ou distribuições não usuais. Cópulas superam estas limitações. Elas possibilitam que o comportamento marginal das variáveis seja modelado separadamente da estrutura de dependência do vetor aleatório. Além do mais, podem representar os mais diversos tipos de associações. Isto posto, esta tese apresenta 3 artigos onde modelos de cópulas são desenvolvidos visando a simulação de cenários de vazões. No primeiro artigo, propomos um modelo periódico de cópulas vine espaciais para simulação multivariada. As principais contribuições são a extensão para o caso periódico dos modelos de cópulas vine espaciais; a drástica redução do número de parâmetros; o desenvolvimento de um modelo não linear multivariado para simulação de cenários de vazões que incorpora a dependência temporal, a dependência espacial, a variação sazonal e o elevado número de usinas (alta dimensão). No segundo artigo, realizamos algumas modificações no modelo periódico espacial proposto que resultam em uma menor complexidade sem perda de performance. No terceiro artigo, propomos uma metodologia baseada em cópulas vine para modelar a dependência temporal de séries periódicas uni variadas de vazões. Dentre as contribuições destaca-se a construção de uma versão não-linear dos modelos periódicos autorregressivos (PAR(p)) onde a dependência temporal de qualquer ordem pode ser considerada; a possibilidade da incorporação de efeitos lineares e não-lineares; um modelo que não simula cenários com valores negativos; a flexibilidade para se modelar as distribuições marginais mensais. / [en] Many streamflow scenario simulation models, which are needed for the planning and operation of energy systems, are built on rigid assumptions. This may limit their ability to represent nonlinear dependencies and/or nonstandard distribution functions. Copulas overcome these drawbacks and represent a flexible tool for modeling multivariate distributions. They enable the modeling of the marginal behavior of variables separately from the dependence structure of a random vector. Moreover, they can represent any type of association. This thesis is composed of three working papers, wherein copula-based models are proposed, objectifying the simulation of streamflow scenarios. In the first working paper, a periodic spatial copula model is proposed to simulate multivariate streamflow scenarios. The main contributions include periodic extension of the spatial vine copulas; a distinct reduction in the number of parameters; and the development of a multivariate nonlinear model for streamflow scenario generation that incorporates time dependence, spatial dependence, and seasonal variation, and accounts for the dimensionality of the problem (high number of hydroelectric power plants). In the second working paper, some modifications are made to the periodic spatial model, resulting in lower complexity without the loss of performance. In the third working paper, a methodology based on the vine copula is proposed to model the temporal dependence structures in a univariate periodic streamflow time series. Among the contributions, the construction of a nonlinear version of the periodic autoregressive model (PAR(p)) is highlighted. The possibility of modeling linear and nonlinear effects and the flexibility of modeling the monthly marginal distributions are highlighted as well. This model does not simulate negative values.