On Probabilistic Rationing Methods

Rationing occurs if the demand for a certain good exceeds its supply. In such situations a rationing method has to be specified in order to determine the allocation of the scarce good to the agents. Moulin (1999) introduced the notion of probabilistic rationing methods for the discrete framework. In this paper we establish a link between classical and probabilistic rationing methods. In particular, we assign to any given classical rationing method a probabilistic rationing method with minimal variance among those probabilistic rationing methods, which result in the same expected distributions as the given classical rationing method.

Tőkeallokációs módszerek és tulajdonságaik a gyakorlatban (Methods of capital allocation and their characteristics in practice)

A pénzügyekben mind elméletileg, mind az alkalmazások szempontjából fontos kérdés a tőkeallokáció. Hogyan osszuk szét egy adott portfólió kockázatát annak alportfóliói között? Miként tartalékoljunk tőkét a fennálló kockázatok fedezetére, és a tartalékokat hogyan rendeljük az üzleti egységekhez? A tőkeallokáció vizsgálatára axiomatikus megközelítést alkalmazunk, tehát alapvető tulajdonságok megkövetelésével dolgozunk. Cikkünk kiindulópontja Csóka-Pintér [2010] azon eredménye, hogy a koherens kockázati mértékek axiómái, valamint a tőkeallokációra vonatkozó méltányossági, ösztönzési és stabilitási követelmények nincsenek összhangban egymással. Ebben a cikkben analitikus és szimulációs eszközökkel vizsgáljuk ezeket a követelményeket. A gyakorlati alkalmazások során használt, illetve az elméleti szempontból érdekes tőkeallokációs módszereket is elemezzük. A cikk fő következtetése, hogy a Csóka-Pintér [2010] által felvetett probléma gyakorlati szempontból is releváns, tehát az nemcsak az elméleti vizsgálatok során merül fel, hanem igen sokszor előforduló és gyakorlati probléma. A cikk további eredménye, hogy a vizsgált tőkeallokációs módszerek jellemzésével segítséget nyújt az alkalmazóknak a különböző módszerek közötti választáshoz. / === / Risk capital allocation in finance is important theoretically and also in practical applications. How can the risk of a portfolio be shared among its sub-portfolios? How should the capital reserves be set to cover risks, and how should the reserves be assigned to the business units? The study uses an axiomatic approach to analyse risk capital allocation, by working with requiring basic properties. The starting point is a 2010 study by Csoka and Pinter (2010), who showed that the axioms of coherent measures of risk are not compatible with some fairness, incentive compatibility and stability requirements of risk allocation. This paper discusses these requirements using analytical and simulation tools. It analyses methods used in practical applications that have theoretically interesting properties. The main conclusion is that the problems identified in Csoka and Pinter (2010) remain relevant in practical applications, so that it is not just a theoretical issue, it is a common practical problem. A further contribution is made because analysis of risk allocation methods helps practitioners choose among the different methods available.

Determinisztikus és valószínűségi elosztási eljárások (Deterministic and probabilistic rationing methods)

Az életben számtalan olyan esettel találkozunk, amikor egy jószág iránti kereslet meghaladja a rendelkezésre álló kínálatot. Példaként említhetjük a kárpótlási igényeket, egy csődbement cég hitelezőinek igényeit, valamely szerv átültetésére váró betegek sorát stb. Ilyen helyzetekben valamilyen eljárás szerint oszthatjuk el a szűkös mennyiséget a szereplők között. Szokás megkülönböztetni a determinisztikus és a sztochasztikus elosztási eljárásokat, jóllehet sok esetben csak a determinisztikus eljárásokat alkalmazzák. Azonban igazságossági szempontból gyakran használnak sztochasztikus elosztási eljárásokat is, mint például tette azt az Egyesült államok hadserege a második világháború végét követően a külföldön állomásozó katonáinak visszavonásakor, illetve a vietnami háború során behívandó személyek kiválasztásakor. / === / We investigated the minimal variance methods introduced in Tasnádi [6] based on seven popular axioms. We proved that if a deterministic rationing method satisfies demand monotonicity, resource monotonicity, equal treatment of equals and self-duality, than the minimal variance methods associated with the given deterministic rationing method also satisfies demand monotonicity, resource monotonicity, equal treatment of equals and self-duality. Furthermore, we found that the consistency, the lower composition and the upper composition of a deterministic rationing method does not imply the consistency, the lower composition and the upper composition of a minimal variance method associated with the given deterministic rationing method.

Páros összehasonlításon alapuló pontozási eljárások monotonitása: önkonzisztencia és önkonzisztens monotonitás. Adalékok a pontozási eljárások axiomatikus tárgyalásához = Monotonicity of paired comparison-based ranking methods: self-consistency and self-consistent monotonicity. Contributions to an axiomatic analysis of scoring methods

A cikk a páros összehasonlításokon alapuló pontozási eljárásokat tárgyalja axiomatikus megközelítésben. A szakirodalomban számos értékelő függvényt javasoltak erre a célra, néhány karakterizációs eredmény is ismert. Ennek ellenére a megfelelő módszer kiválasztása nem egy-szerű feladat, a különböző tulajdonságok bevezetése elsősorban ebben nyújthat segítséget. Itt az összehasonlított objektumok teljesítményén érvényesülő monotonitást tárgyaljuk az önkonzisztencia és önkonzisztens monotonitás axiómákból kiindulva. Bemutatásra kerülnek lehetséges gyengítéseik és kiterjesztéseik, illetve egy, az irreleváns összehasonlításoktól való függetlenséggel kapcsolatos lehetetlenségi tétel is. A tulajdonságok teljesülését három eljárásra, a klasszikus pontszám eljárásra, az ezt továbbfejlesztő általánosított sorösszegre és a legkisebb négyzetek módszerére vizsgáljuk meg, melyek mindegyike egy lineáris egyenletrendszer megoldásaként számítható. A kapott eredmények új szempontokkal gazdagítják a pontozási eljárás megválasztásának kérdését. _____ The paper provides an axiomatic analysis of some scoring procedures based on paired comparisons. Several methods have been proposed for these generalized tournaments, some of them have been also characterized by a set of properties. The choice of an appropriate method is supported by a discussion of their theoretical properties. In the paper we focus on the connections of self-consistency and self-consistent-monotonicity, two axioms based on the comparisons of object's performance. The contradiction of self-consistency and independence of irrel-evant matches is revealed, as well as some possible reductions and extensions of these properties. Their satisfiability is examined through three scoring procedures, the score, generalised row sum and least squares methods, each of them is calculated as a solution of a system of linear equations. Our results contribute to the problem of finding a proper paired comparison based scoring method.

Additive and multiplicative properties of scoring methods for preference aggregation

The paper reviews some additive and multiplicative properties of ranking procedures used for generalized tournaments with missing values and multiple comparisons. The methods analysed are the score, generalised row sum and least squares as well as fair bets and its variants. It is argued that generalised row sum should be applied not with a fixed parameter, but a variable one proportional to the number of known comparisons. It is shown that a natural additive property has strong links to independence of irrelevant matches, an axiom judged unfavourable when players have different opponents.

Növelhető-e a csőd-előrejelző modellek előre jelző képessége az új klasszifikációs módszerek nélkül? (Can the predictive capacity of bankruptcy forecasting models be increased without new classification methods?)

A Bázel–2. tőkeegyezmény bevezetését követően a bankok és hitelintézetek Magyarországon is megkezdték saját belső minősítő rendszereik felépítését, melyek karbantartása és fejlesztése folyamatos feladat. A szerző arra a kérdésre keres választ, hogy lehetséges-e a csőd-előrejelző modellek előre jelző képességét növelni a hagyományos matematikai-statisztikai módszerek alkalmazásával oly módon, hogy a modellekbe a pénzügyi mutatószámok időbeli változásának mértékét is beépítjük. Az empirikus kutatási eredmények arra engednek következtetni, hogy a hazai vállalkozások pénzügyi mutatószámainak időbeli alakulása fontos információt hordoz a vállalkozás jövőbeli fizetőképességéről, mivel azok felhasználása jelentősen növeli a csődmodellek előre jelző képességét. A szerző azt is megvizsgálja, hogy javítja-e a megfigyelések szélsőségesen magas vagy alacsony értékeinek modellezés előtti korrekciója a modellek klasszifikációs teljesítményét. ______ Banks and lenders in Hungary also began, after the introduction of the Basel 2 capital agreement, to build up their internal rating systems, whose maintenance and development are a continuing task. The author explores whether it is possible to increase the predictive capacity of business-failure forecasting models by traditional mathematical-cum-statistical means in such a way that they incorporate the measure of change in the financial indicators over time. Empirical findings suggest that the temporal development of the financial indicators of firms in Hungary carries important information about future ability to pay, since the predictive capacity of bankruptcy forecasting models is greatly increased by using such indicators. The author also examines whether the classification performance of the models can be improved by correcting for extremely high or low values before modelling.

Fogalmak, módszerek. Páros összehasonlításokon alapuló rangsorolási módszerek (Ranking methods based on paired comparisons)

A páronként összehasonlított alternatívák rangsorolásának problémája egyaránt felmerül a szavazáselmélet, a statisztika, a tudománymetria, a pszichológia és a sport területén. A nemzetközi szakirodalom alapján részletesen áttekintjük a megoldási lehetőségeket, bemutatjuk a gyakorlati alkalmazások során fellépő kérdések kezelésének, a valós adatoknak megfelelő matematikai környezet felépítésének módjait. Kiemelten tárgyaljuk a páros összehasonlítási mátrix megadását, az egyes pontozási eljárásokat és azok kapcsolatát. A tanulmány elméleti szempontból vizsgálja a Perron-Frobenius tételen alapuló invariáns, fair bets, PageRank, valamint az irányított gráfok csúcsainak rangsorolásra javasolt internal slackening és pozíciós erő módszereket. A közülük történő választáshoz az axiomatikus megközelítést ajánljuk, ennek keretében bemutatjuk az invariáns és a fair bets eljárások karakterizációját, és kitérünk a módszerek vitatható tulajdonságaira. _____ The ranking of the alternatives or selecting the best one are fundamental issues of social choice theory, statistics, psychology and sport. Different solution concepts, and various mathematical models of applications are reviewed based on the international literature. We are focusing on the de¯nition of paired comparison matrix, on main scoring procedures and their relation. The paper gives a theoretical analysis of the invariant, fair bets and PageRank methods, which are founded on Perron-Frobenius theorem, as well as the internal slackening and positional power procedures used for ranking the nodes of a directed graph. An axiomatic approach is proposed for the choice of an appropriate method. Besides some known characterizations for the invariant and fair bets methods, we also discuss the violation of some properties, meaning their main weakness.

Properties of risk capital allocation methods: Core Compatibility, Equal Treatment Property and Strong Monotonicity

In finance risk capital allocation raises important questions both from theoretical and practical points of view. How to share risk of a portfolio among its subportfolios? How to reserve capital in order to hedge existing risk and how to assign this to different business units? We use an axiomatic approach to examine risk capital allocation, that is we call for fundamental properties of the methods. Our starting point is Csóka and Pintér (2011) who show by generalizing Young (1985)'s axiomatization of the Shapley value that the requirements of Core Compatibility, Equal Treatment Property and Strong Monotonicity are irreconcilable given that risk is quantified by a coherent measure of risk. In this paper we look at these requirements using analytic and simulations tools. We examine allocation methods used in practice and also ones which are theoretically interesting. Our main result is that the problem raised by Csóka and Pintér (2011) is indeed relevant in practical applications, that is it is not only a theoretical problem. We also believe that through the characterizations of the examined methods our paper can serve as a useful guide for practitioners.

Incomplete pairwise comparison matrices and weighting methods

A special class of preferences, given by a directed acyclic graph, is considered. They are represented by incomplete pairwise comparison matrices as only partial information is available: for some pairs no comparison is given in the graph. A weighting method satisfies the property linear order preservation if it always results in a ranking such that an alternative directly preferred to another does not have a lower rank. We study whether two procedures, the Eigenvector Method and the Logarithmic Least Squares Method meet this axiom. Both weighting methods break linear order preservation, moreover, the ranking according to the Eigenvector Method depends on the incomplete pairwise comparison representation chosen.

On the additivity of preference aggregation methods

The paper reviews some axioms of additivity concerning ranking methods used for generalized tournaments with possible missing values and multiple comparisons. It is shown that one of the most natural properties, called consistency, has strong links to independence of irrelevant comparisons, an axiom judged unfavourable when players have different opponents. Therefore some directions of weakening consistency are suggested, and several ranking methods, the score, generalized row sum and least squares as well as fair bets and its two variants (one of them entirely new) are analysed whether they satisfy the properties discussed. It turns out that least squares and generalized row sum with an appropriate parameter choice preserve the relative ranking of two objects if the ranking problems added have the same comparison structure.