Orientador: Celso Pascoli Bottura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T08:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giesbrecht_Mateus_D.pdf: 4188992 bytes, checksum: a2d91ff20132430d1389b8cd758b80bc (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesta tese é descrito como alguns problemas relacionados à identificação de sistemas discretos multivariáveis, à realização de séries temporais discretas multivariáveis e à modelagem de séries temporais discretas multivariáveis, podem ser formulados como problemas de otimização. Além da formulação dos problemas de otimização, nesta tese também são apresentadas algumas propostas imuno-inspiradas para a solução de cada um dos problemas, assim como os resultados e conclusões da aplicação dos métodos propostos. Os métodos aqui propostos apresentam resultados e performance melhores que aqueles obtidos por métodos conhecidos para solução dos problemas estudados, e podem ser aplicados em problemas cujas condições não sejam favoráveis para aplicação dos métodos conhecidos na literatura / Abstract: In this thesis it is described how some problems related to multivariable system identification, multivariable time series realization and multivariable time series modeling, can be formulated as optimization problems. Additionally, in this thesis some immune-inspired methods to solve each problem are also shown, and also the results and conclusions resultant from the application of the proposed methods. The performance and the results obtained with the methods here proposed are better than the results produced by known methods to solve the studied problems and can be applied even if the problem conditions are not suitable to the methods presented in the literature / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Élcio Lebensztayn / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-27T03:09:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UtriaValdes_JaimeAntonio_M.pdf: 525263 bytes, checksum: 3a980748a98761becf1b573639a361c1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O Resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The Abstract is available with the full electronic digital document / Mestrado / Estatistica / Mestre em Estatística

A informação sobre a dinâmica espaço-temporal de doenças de plantas é de importância fundamental em estudos epidemiológicos, podendo ser utilizada para descrever e entender o desenvolvimento das doenças, desenvolver planos de amostragem, planejar experimentos controlados e caracterizar perdas na produção ocasionadas pela doença. O estudo de padrões espaciais de doenças de plantas, que são reflexos do processo de dispersão dos patógenos, é importante em estudos epidemiológicos, como o de doenças dos citros, para se definirem estratégias mais adequadas para o controle das doenças, diminuindo os prejuízos causados. A Citricultura é uma das principais atividades agrícolas do Brasil e representa a principal atividade econômica de mais de 400 municípios do Triângulo Mineiro e do Estado de São Paulo, onde se encontra a maior área de citros do país e a maior região produtora de laranjas do mundo. Na avaliação do padrão espacial, diferentes métodos têm sido utilizados, dentre os quais incluem-se o ajuste de distribuições, como, por exemplo, a distribuição beta-binomial, o estudo da relação variância-média, o cálculo de correlação ao intraclasse, a utilização de técnicas de autocorrelação espacial, métodos de classes de distâncias e o ajuste de modelos estocásticos espaço-temporais. Diante da importância de se estudarem padrões espaciais da incidência de doenças em plantas e da necessidade de se conhecer melhor a epidemiologia da morte súbita dos citros e do cancro cítrico, uma técnica baseada em verossimilhança para o ajuste de modelos estocásticos espaço-temporais foi utilizada na caracterização de padrões espaciais. Modificações na metodologia original, buscando uma diminuição do tempo gasto nas análises, foram propostas nesse estudo. Os resultados mostram que as modificações propostas resultaram em uma diminuição significativa no tempo de análise, sem perda de acurácia na estimação dos parâmetros dos modelos considerados. / The information about the spatial-temporal dynamics is of fundamental importance in epidemiological studies for describing and understanding the development of diseases, for developing efficient sampling plans, for planning controlled experiments, for evaluating the effect of different treatments, and for determining crop losses. The Citriculture is the major economic activity of more than 400 municipalities in Minas Gerais and São Paulo States. This is the largest citrus area in Brazil, and the largest sweet orange production area in the world. Therefore, it is very important to study and to characterize spatial patterns of plant diseases, such as citrus canker and citrus sudden death. In the spatial dynamics study, many different methods have been used to characterize the spatial aggregation. These include the fitting of distributions, such as the beta-binomial distribution, the study of variance-mean relationships, the calculation of intraclass correlation, the use of spatial autocorrelation techniques, distance class methods and, the fitting of continuous time spatiotemporal stochastic models. In this work, an improved technique for fitting models to the spatial incidence data by using MCMC methods is proposed. This improved technique, which is used to investigate the spatial patterns of plant disease incidence, is considerably faster than Gibson’s methodology, in terms of computational time, without any loss of accuracy.

Bibliografia: p. 109-111 / Dissertação (mestrado) - Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada, Rio de Janeiro, 2014. / Estudamos a precificação de opções exóticas nos mercados de petróleo e de seus derivados. Iniciamos com uma análise exploratória dos dados, revisitando suas propriedades estatísticas e fatos estilizados relacionados às volatilidades e correlações. Subsidiados pelos resultados de tal análise, apresentamos alguns dos principais modelos forward para commodities e um vasto conjunto de estruturas determinísticas de volatilidades, bem como os respectivos métodos de calibragem, para os quais executamos testes com dados reais. Para melhorar o desempenho de tais modelos na precificação do smile de volatilidade, reformulamos o modelo de volatilidade estocástica de Heston para lidar com uma ou múltiplas curvas forward, permitindo sua utilização na precificação de contratos definidos sobre múltiplas commodities. Calibramos e testamos tais modelos a partir de dados reais dos mercados de petróleo, gasolina e gás, e comprovamos a sua superioridade frente aos modelos de volatilidade determinística. Para subsidiar a precificação de opções exóticas e contratos OTC, revisitamos dos pontos de vista teórico e prático assuntos como simulação de Monte Carlo, soluções numéricas para SDEs e exercício americano. Finalmente, por meio de uma bateria de simulações numéricas, mostramos como os modelos podem ser utilizados na precificação de opções exóticas que tipicamente ocorrem nos mercados de commodities, como as calendar spread options, crack spread options e as opções asiáticas. / We study the pricing of exotic options in the oil and its derivatives markets. We begin with a exploratory analysis of the data, revisiting statistical properties and stylized facts related to the volatilities and correlations. Based on this results, we present some of the main commodity forward models and a wide range of deterministic volatility structures, as well as its calibration methods, for which we ran tests with real market data. To improve the performance of such models in pricing the volatility smile, we reformulate the Heston stochastic volatility model to cope with one or multiple forward curves together, allowing its use for the pricing of multicommodity based contracts. We calibrate and test such models for the oil, gasoline and natural gas markets, confirming their superiority against deterministic volatility models. To support the tasks of exotic options and OTC contracts pricing, we also revisit, from the theoretical and practical points of view, tools and issues such as Monte Carlo simulation, numerical solutions to SDEs and American exercise. Finally, through a battery of numerical simulations, we show how the presented models can be used to price typical exotic options occurring in commodity markets, such as calendar spread options, crack spread options and Asian options.

Submitted by Rafael Azevedo (rafael.moura.a@gmail.com) on 2014-03-26T18:36:21Z No. of bitstreams: 1 tese_Rafael_Moura_Azevedo.pdf: 1521041 bytes, checksum: 078493b05d0fceff8f0e8f799ca2e683 (MD5) / Approved for entry into archive by ÁUREA CORRÊA DA FONSECA CORRÊA DA FONSECA (aurea.fonseca@fgv.br) on 2014-04-04T18:24:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_Rafael_Moura_Azevedo.pdf: 1521041 bytes, checksum: 078493b05d0fceff8f0e8f799ca2e683 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Almeida (maria.socorro@fgv.br) on 2014-04-09T14:55:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_Rafael_Moura_Azevedo.pdf: 1521041 bytes, checksum: 078493b05d0fceff8f0e8f799ca2e683 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-09T14:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_Rafael_Moura_Azevedo.pdf: 1521041 bytes, checksum: 078493b05d0fceff8f0e8f799ca2e683 (MD5) Previous issue date: 2013-10-11 / Esta tese é composta de três artigos sobre finanças. O primeiro tem o título 'Nonparametric Option Pricing with Generalized Entropic Estimators ' e estuda um método de apreçamento de derivativos em mercados incompletos. Este método está relacionado com membros da família de funções de Cressie-Read em que cada membro fornece uma medida neutra ao risco. Vários testes são feitos. Os resultados destes testes sugerem um modo de definir um intervalo robusto para preços de opções. Os outros dois artigos são sobre anúncios agendados em diferentes situações. O segundo se chama 'Watching the News: Optimal Stopping Time and Scheduled Announcements' e estuda problemas de tempo de parada ótimo na presença de saltos numa data fixa em modelos de difusão com salto. Fornece resultados sobre a otimalidade do tempo de parada um pouco antes do anúncio. O artigo aplica os resultados ao tempo de exercício de Opções Americanas e ao tempo ótimo de venda de um ativo. Finalmente o terceiro artigo estuda um problema de carteira ótima na presença de custo fixo quando os preços podem saltar numa data fixa. Seu título é 'Dynamic Portfolio Selection with Transactions Costs and Scheduled Announcement' e o resultado mais interessante é que o comportamento do investidor é consistente com estudos empíricos sobre volume de transações em momentos próximos de anúncios. / This thesis is comprised of three articles about finance. The first one has the title 'Nonparametric Option Pricing with Generalized Entropic Estimators' and studies a pricing method in incomplete markets. This method is linked to members in the Cressie-Read family function with each one providing one risk-neutral measure. Several tests are performed. The results suggest a way to define a robust intervals for option prices. The others two articles are about scheduled announcements in different settings. The second one is titled 'Watching the News: Optimal Stopping Time and Scheduled Announcements' and studies optimal stopping times problems in the presence of a jump at a fixed time. It provides results concerning the optimality to whether stop or not just before the news. It applies such results to the optimal time to exercise time of an American Option and to the optimal time to sell an asset. Finally the third article numerically studies an optimal portfolio problem with fixed cost when the price may jump at a fixed date. It is called 'Dynamic Portfolio Selection with Transactions Costs and Scheduled Announcement' and the most interesting result is that the trading behavior of the investor is consistent with empirical findings for trading volume around announcements.

Submitted by Livio Cuzzi Maya (liviomaya@gmail.com) on 2015-04-14T14:31:39Z No. of bitstreams: 1 dis_ref.pdf: 631490 bytes, checksum: d730ea4e26e9e8795547f24ea6da9284 (MD5) / Approved for entry into archive by BRUNA BARROS (bruna.barros@fgv.br) on 2015-04-17T14:05:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dis_ref.pdf: 631490 bytes, checksum: d730ea4e26e9e8795547f24ea6da9284 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcia Bacha (marcia.bacha@fgv.br) on 2015-05-04T12:20:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dis_ref.pdf: 631490 bytes, checksum: d730ea4e26e9e8795547f24ea6da9284 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-04T12:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dis_ref.pdf: 631490 bytes, checksum: d730ea4e26e9e8795547f24ea6da9284 (MD5) Previous issue date: 2015-04-07 / We develop an affine jump diffusion (AJD) model with the jump-risk premium being determined by both idiosyncratic and systematic sources of risk. While we maintain the classical affine setting of the model, we add a finite set of new state variables that affect the paths of the primitive, under both the actual and the risk-neutral measure, by being related to the primitive's jump process. Those new variables are assumed to be commom to all the primitives. We present simulations to ensure that the model generates the volatility smile and compute the 'discounted conditional characteristic function'' transform that permits the pricing of a wide range of derivatives. / Desenvolvemos um model afim com saltos com o prêmio pelo risco dos saltos determinado tanto por variáveis idiossincráticas quanto por variáveis sistêmicas. Mantemos a clássica estrutura linear do modelo, mas adicionamos um conjunto finito de novas variáveis de estado que afetam o caminho percorrido pelo primitivo, tanto no distribuição real quanto na distribuição neutra ao risco, por afetar o processo de saltos do primitivo. Assumimos que essas novas variáveis de estado são comuns a todos os primitivos. Apresentamos simulações que garantem que o modelo gere o sorriso da volatilidade e computamos a transformação da 'função característica descontada condicional' que permite a precificação de uma ampla gama de derivativos.

Esta tese apresenta um estudo sobre modelagem computacional onde são aplicadas meta-heurísticas de otimização na solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios unidimensionais com albedo dependente da variável óptica, e meios unidimensionais de duas camadas onde o problema inverso é tratado como um problema de otimização. O trabalho aplica uma meta-heurística baseada em comportamentos da natureza conhecida como algoritmo dos vagalumes. Inicialmente, foram feitos estudos comparativos de desempenho com dois outros algoritmos estocásticos clássicos. Os resultados encontrados indicaram que a escolha do algoritmo dos vagalumes era apropriada. Em seguida, foram propostas outras estratégias que foram inseridas no algoritmo dos vagalumes canônico. Foi proposto um caso onde se testou e investigou todas as potenciais estratégias. As que apresentaram os melhores resultados foram, então, testadas em mais dois casos distintos. Todos os três casos testados foram em um ambiente de uma camada, com albedo de espalhamento dependente da posição espacial. As estratégias que apresentaram os resultados mais competitivos foram testadas em um meio de duas camadas. Para este novo cenário foram propostos cinco novos casos de testes. Os resultados obtidos, pelas novas variantes do algoritmo dos vagalumes, foram criticamente analisados. / This thesis presents a study on computational modeling where optimization metaheuristics are applied to the solution of inverse radiative transfer problems in heterogeneous media: in one-layer media with space-dependent single scattering albedo, and two-layer media, where the inverse problem is formulated as an optimization problem. It is applied a metaheuristic based on the natural behavior of fireflies, known as the firefly algorithm. Initially, comparative studies of performance were made with two other classic stochastic algorithms. The results indicated that the choice of the firefly algorithm was appropriate. Then, it was proposed other strategies that have been inserted into the original firefly algorithm. A first case was proposed where all the strategies were investigated and tested. The strategies with the best results were investigated in other two different cases. All the three proposed cases involved one-layer media with space-dependent scattering albedo. The strategies have been tested and evaluated, and those which presented the best competitive results were then implemented for radiative problems in two-layer media. For this new scenario five test cases were investigated, and the results obtained with the new strategies developed in this work were critically analyzed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:05:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLEBS.pdf: 1626270 bytes, checksum: c18112f89ed0a1eea09a198885cf2c2c (MD5) Previous issue date: 2007-06-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / Abstract In this dissertation we will study how extended Poisson process can be applied to construct discrete probabilistic models. An Extended Poisson Process is a continuous time stochastic process with the state space being the natural numbers, it is obtained as a generalization of homogeneous Poisson process where transition rates depend on the current state of the process. From its transition rates and Chapman-Kolmogorov di¤erential equations, we can determine the probability distribution at any …xed time of the process. Conversely, given any probability distribution on the natural numbers, it is possible to determine uniquely a sequence of transition rates of an extended Poisson process such that, for some instant, the unidimensional probability distribution coincides with the provided probability distribution. Therefore, we can conclude that extended Poisson process is as a very ‡exible framework on the analysis of discrete data, since it generalizes all probabilistic discrete models. We will present transition rates of extended Poisson process which generate Poisson, Binomial and Negative Binomial distributions and determine maximum likelihood estima- tors, con…dence intervals, and hypothesis tests for parameters of the proposed models. We will also perform a bayesian analysis of such models with informative and noninformative prioris, presenting posteriori summaries and comparing these results to those obtained by means of classic inference. / Nesta dissertação veremos como o proceso de Poisson estendido pode ser aplicado à construção de modelos probabilísticos discretos. Um processo de Poisson estendido é um processo estocástico a tempo contínuo com espaço de estados igual ao conjunto dos números naturais, obtido a partir de uma generalização do processo de Poisson homogê- neo onde as taxas de transição dependem do estado atual do processo. A partir das taxas de transição e das equações diferenciais de Chapman-Kolmogorov pode-se determinar a distribuição de probabilidades para qualquer tempo …xado do processo. Reciprocamente, dada qualquer distribuição de probabilidades sobre o conjunto dos números naturais é pos- sível determinar, de maneira única, uma seqüência de taxas de transição de um processo de Poisson estendido tal que, para algum instante, a distribução unidimensional do processo coincide com a dada distribuição de probabilidades. Portanto, o processo de Poisson es- tendido se apresenta como uma ferramenta bastante ‡exível na análise de dados discretos, pois generaliza todos os modelos probabilísticos discretos. Apresentaremos as taxas de transição dos processos de Poisson estendido que ori- ginam as distribuições de Poisson, Binomial e Binomial Negativa e determinaremos os estimadores de máxima verossimilhança, intervalos de con…ança e testes de hipóteses dos parâmetros dos modelos propostos. Faremos também uma análise bayesiana destes mod- elos com prioris informativas e não informativas, apresentando os resumos a posteriori e comparando estes resultados com aqueles obtidos via inferência clássica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6520.pdf: 1838901 bytes, checksum: 35b2a71ea573764ae46492a67c0ef3d6 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this master's thesis we work with Cox-Ingersoll-Ross (CIR) process. This process was originally proposed by John C. Cox, Jonathan E. Ingersoll Jr. and Stephen A. Ross in 1985. Nowadays, this process is widely used in financial modeling, e.g. as a model for short-time interest rates or as volatility process in the Heston model. The stochastic diferential equation (SDE) which defines this model does not have closed form solution, so we need to approximate the process by some numerical method. In the literature, several numerical approximations has been proposed based in interval discretization. We approximate the CIR process by Euler-Maruyama-type method based in random discretization proposed by Leão e Ohashi (2013) under Feller condition. In this context, we obtain an exponential convergence order for this approximation and we use Monte Carlo techniques to compare the numerical results with theoretical values. / Nesta dissertação de mestrado nós trabalhamos com o processo de Cox-Ingersoll- Ross, que foi originalmente proposto por John C. Cox, Jonathan E. Ingersoll Jr. e Stephen A. Ross em 1985. Este processo é amplamente utilizado em modelagem financeira, por exemplo, para descrever a evolução de taxas de juros ou como o processo de volatilidade no modelo de Heston. A equação diferencial estocástica que define este processo não possui solução fechada, logo faz-se necessária a aproximação do processo via algum método numérico. Na literatura diversos trabalhos propõem aproximações baseadas em esquemas de discretização intervalar. Nós aproximamos o processo de Cox-Ingersoll-Ross através de um método numérico do tipo Euler- Maruyama baseado na discretização aleatória proposta por Leão e Ohashi (2013) sob a condição de Feller. Neste contexto, mostramos que esta aproximação possui uma ordem de convergência exponencial e utilizamos técnicas de simulação Monte Carlo para comparar resultados numéricos com valores teóricos.

O presente trabalho tem como objetivo final a verificação da aplicabilidade da Teoria das Opções Reais (TOR) em investimentos de papel e celulose, considerando o Movimento de Reversão à Média (MRM) nos fatores de risco, dado um modelo de gerenciamento de curto prazo, no âmbito de um estudo de caso da Fibria Celulose S.A. para o setor de papel e celulose no Brasil. Nesta dissertação, testa-se a aderência da série histórica de preços da celulose de fibra curta da Fibria, no período entre 2003 e 2013, a um modelo estocástico de reversão à média, sendo este modelo validado para o presente estudo. Uma vez o modelo validado, determinam-se os parâmetros para realização de cálculos e análises fundamentais para se chegar aos objetivos intermediários, etapa preliminar aos resultados do objetivo final. Dentre os cálculos e análises citados, ressaltam-se: determinação dos VPLs dinâmicos e os valores das Opções Reais europeias sequenciais para a Simulação de Monte Carlo com Processo Neutro ao Risco; construção e análise da Árvore Binomial com Processo Neutro ao Risco; construção e análise das Regiões de Gatilho para preços e lucros marginais em um Processo Real; comparação das Regiões de Gatilho com as determinadas pelas Árvores Binomiais. Assim, com tais análises, confirma-se, nesta dissertação, a aplicabilidade da Teoria das Opções Reais na Análise de Investimento no setor celulósico-papeleiro. / The present work has the ultimate purpose of verifying the applicability of the Real Options Theory in the pulp and paper investment, considering the Mean Reversion Movement in the risk factors, given a short-term management model, within a study of Fibria Celulose S.A. for the pulp and paper industry in Brazil. This dissertation tests the adherence of Fibria's short fiber pulp historical price series, between 2003 and 2013 to a stochastic mean reversion model, being this model validated in the present study. Once the model is validated, the parameters for calculations and fundamental analyzes are determined to reach intermediate goals, preliminary step to the results of the final goal. Among the cited calculations and analyzes, it is emphasized: determination of dynamic NPVs and values of the sequential European Real Options for the Monte Carlo Simulation with Risk Neutral Process; construction and analysis of the Binomial Tree with Risk Neutral Process; construction and analysis of the Trigger Regions for prices and marginal profits in a Real Case; Comparison between Trigger Regions and those determined by the Binomial Trees.So with such analyzes, it is confirmed, in this work, the applicability of the Real Option Theory on Investment Analysis in pulp and paper industry. / Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica. Departamento de Engenharia Industrial, Rio de Janeiro, 2014. / Bibliografia: p. [109]-113.