lunes, 23 de julio de 2018

Modelos de Backtesting para Expected Shortfall(ES)


A continuación, un resumen obtenido de dos trabajos relacionados con el tema y cuyos autores y títulos de trabajo se detallan abajo en las referencias.

Basilea propuso una transición desde el VaR con un nivel de significancia del 1% hacia el ES con un nivel de significancia del 2.5% como medida para la cuantificación del riesgo de mercado, sin embargo, no se planteó una definición formal de su backtesting (1).

Los modelos de backtesting para Expected Shortfall guardan diferencias con relación a las utilizadas para el Valor en Riesgo (VaR). En el post anterior se señaló que una de las principales diferencias es que el ES carecía de una propiedad matemática llamada elicatibilidad el cual el VaR sí lo cumplía, sin embargo, se pueden realizar las pruebas de backtesting del ES sin considerar esta propiedad.

Desde que Basilea ha anuciado la transición del VaR al ES,  en el aspecto del bactesting se han divulgado varios trabajos que abordan este tema recomendando diversas metodologías. Algunas de las metodologías hacen el uso tanto de modelos Garch como de Simulación de Montecarlo o ambos.

Aquí se muestran 3 metodologías que describen como se pueden aplicar:

1.      Aproximación de cuantiles de Emmer, Kratz y Tasche

El método de Emmer (2013) es una manera sencilla de hacer el backtest del Expected Shorfall basándose en la aproximación de backtesing a varios niveles de VaR. Aunque la aproximación que se consigue con este método no sea tan exacta como la obtenida con los otros dos métodos es el menos complejo y probablemente el que más se utilice en la práctica debido a su simplicidad (2)

La aproximación consiste en realizar pruebas de backtesting del VaR en un número seleccionado de cuantiles a un nivel de significancia, por ejemplo:

Si se supone que 𝛼 = 0.05 si se toman 4 puntos de cuantiles, se tiene que:

𝐸𝑆5%(𝑥) =≈ 1/4[𝑞1.25%(𝑋) + 𝑞2.5%(𝑋) + 𝑞3.75%(𝑋) + 𝑞5%(𝑋)]

Se puede asumir que se utiliza el mismo backtest para cada nivel de VaR, con un 95% de confianza al rechazar el modelo. Se aproxima el ES5% como la suma de 4 niveles distintos de VaR: 1,25%, 2.5%, 3.75% y 5%, asegurando que todos superan el backtesting del VaR.

2.      Modelo no paramétrico de Acerbi y Szekely

Acerbi y Szekely (2014) propusieron tres métodos distintos de backtesting para el Expected Shortfall. Los tres métodos son no-paramétricos, pero definen un test estadístico y utilizan simulaciones para encontrar la significación. La ventaja de estos métodos es que no se necesita hacer ningún supuesto paramétrico. (2)

Esta metodología necesita un mayor almacenamiento de información que el backtesting del VaR, pero resultan ser más potentes en cuanto a identificación estadística en momentos de alta volatilidad. Para las fronteras de significancia e identificación de potencia de los tests, Acerbi y Székely (2014) prueban las distribuciones Normal y t-Student (1)

Las simulaciones de Montecarlo se realizan dentro de una de las tres pruebas para encontrar los valores críticos con un nivel de significancia escogido.

3.      La distribución truncada de Rigui y Ceretta
Rigui y Ceretta propusieron una nueva forma de hacer el backtesting con el fin de mejorar los métodos ya existentes mencionados al principio. Las tres mejoras que propusieron son (1):

·         Utilizar la dispersión de la distribución truncada tomando como límite superior el VaR estimado, en vez de toda la función de probabilidad.

·         Permiten distribuciones de probabilidad distintas, hasta la distribución empírica, no se limitan a la Gaussiana. 

·         Permite verificar si cada violación individual del VaR es significativamente distinta del ES permitiendo verificar el error más rápidamente. 


¿Cuál método escoger?

Dependerá del método escogido para el cálculo del VaR y el ES. Si se utiliza el método de simulación de Montecarlo, el backtesting más adecuado es el método de Emmer, Kratz y Tasche o los métodos de Acerbi y Szekely.

Si se realizan métodos paramétricos para el cálculo del VaR y ES el método de Acerbi y Szekely será el más adecuado.

Si se utiliza simulación histórica para el cálculo del ES se recomienda la prueba de backtesting de Emmer, Kratz y Tasche.


REFERENCIAS

(1)    Sesma, Ana Maite. Expected Shortfall: Modelo de investigación de aplicación práctica y metodologías de Backtesting bajo FRTB. Trabajo de investigación, Universidad Complutense de Madrid. 06-2016
(2)    Backtesting Expected Shortfall: Una aplicación en acciones de energía tradicional y renovable. Daniel Velásquez, Andrés Mora-Valencia. Universidad EAFIT y Universidad de los Andes.