Essays in optimal resource allocation under uncertainty with capacity constraints

This thesis brings together four papers on optimal resource allocation under uncertainty with capacity constraints. The first is an extension of the Arrow-Debreu contingent claim model to a good subject to supply uncertainty for which delivery capacity has to be chosen before the uncertainty is resolved. The second compares an ex-ante contingent claims market to a dynamic market in which capacity is chosen ex-ante and output and consumption decisions are made ex-post. The third extends the analysis to a storable good subject to random supply. Finally, the fourth examines optimal allocation of water under an appropriative rights system.

Contributions to the theory of maximum entropy estimation for ill-posed models

As técnicas estatísticas são fundamentais em ciência e a análise de regressão linear é, quiçá, uma das metodologias mais usadas. É bem conhecido da literatura que, sob determinadas condições, a regressão linear é uma ferramenta estatística poderosíssima. Infelizmente, na prática, algumas dessas condições raramente são satisfeitas e os modelos de regressão tornam-se mal-postos, inviabilizando, assim, a aplicação dos tradicionais métodos de estimação. Este trabalho apresenta algumas contribuições para a teoria de máxima entropia na estimação de modelos mal-postos, em particular na estimação de modelos de regressão linear com pequenas amostras, afetados por colinearidade e outliers. A investigação é desenvolvida em três vertentes, nomeadamente na estimação de eficiência técnica com fronteiras de produção condicionadas a estados contingentes, na estimação do parâmetro ridge em regressão ridge e, por último, em novos desenvolvimentos na estimação com máxima entropia. Na estimação de eficiência técnica com fronteiras de produção condicionadas a estados contingentes, o trabalho desenvolvido evidencia um melhor desempenho dos estimadores de máxima entropia em relação ao estimador de máxima verosimilhança. Este bom desempenho é notório em modelos com poucas observações por estado e em modelos com um grande número de estados, os quais são comummente afetados por colinearidade. Espera-se que a utilização de estimadores de máxima entropia contribua para o tão desejado aumento de trabalho empírico com estas fronteiras de produção. Em regressão ridge o maior desafio é a estimação do parâmetro ridge. Embora existam inúmeros procedimentos disponíveis na literatura, a verdade é que não existe nenhum que supere todos os outros. Neste trabalho é proposto um novo estimador do parâmetro ridge, que combina a análise do traço ridge e a estimação com máxima entropia. Os resultados obtidos nos estudos de simulação sugerem que este novo estimador é um dos melhores procedimentos existentes na literatura para a estimação do parâmetro ridge. O estimador de máxima entropia de Leuven é baseado no método dos mínimos quadrados, na entropia de Shannon e em conceitos da eletrodinâmica quântica. Este estimador suplanta a principal crítica apontada ao estimador de máxima entropia generalizada, uma vez que prescinde dos suportes para os parâmetros e erros do modelo de regressão. Neste trabalho são apresentadas novas contribuições para a teoria de máxima entropia na estimação de modelos mal-postos, tendo por base o estimador de máxima entropia de Leuven, a teoria da informação e a regressão robusta. Os estimadores desenvolvidos revelam um bom desempenho em modelos de regressão linear com pequenas amostras, afetados por colinearidade e outliers. Por último, são apresentados alguns códigos computacionais para estimação com máxima entropia, contribuindo, deste modo, para um aumento dos escassos recursos computacionais atualmente disponíveis.

Government policy under price uncertainty: a source of volatility in illegal immigration

In this paper we provide an alternative explanation for why illegal immigration can exhibit substantial fluctuation. We develop a model economy in which migrants make decisions in the face of uncertain border enforcement and lump-sum transfers from the host country. The uncertainty is extrinsic in nature, a sunspot, and arises as a result of ambiguity regarding the commodity price of money. Migrants are restricted from participating in state-contingent insurance markets in the host country, whereas host country natives are not. Volatility in migration flows stems from two distinct sources: the tension between transfers inducing migration and enforcement discouraging it and secondly the existence of a sunspot. Finally, we examine the impact of a change in tax/transfer policies by the government on migration.

Essays on the monetary aspects of the term structure of nominal interest rates

Interest rates are key economic variables to much of finance and macroeconomics, and an enormous amount of work is found in both fields about the topic. Curiously, in spite of their common interest, finance and macro research on the topic have seldom interacted, using different approaches to address its main issues with almost no intersection. Concerned with interest rate contingent claims, finance term structure models relate interest rates to lagged interest rates; concerned with economic relations and macro dynamics, macro models regress a few interest rates on a wide variety of economic variables. If models are true though simplified descriptions of reality, the relevant factors should be captured by both the set of bond yields and that of economic variables. Each approach should be able to address the other field concerns with equal emciency, since the economic variables are revealed by the bond yields and these by the economic variables.

Avaliação de Projetos de Investimento com Opções Reais: Cálculo de Valor de Opção de Espera de uma Unidade Separadora de Propeno

O tema central deste trabalho é a avaliação do valor da opção real de espera do investimento em uma Unidade Separadora de Propeno, em comparação com uma análise estática de Valor Presente Líquido. Para isso, foi exposta a teoria de opções reais, os processos estocásticos para a estimação das suas principais variáveis de incerteza (preço de produto e insumo), bem como a descrição das ferramentas de simulação a serem utilizadas. Com os instrumentos expostos, pretendemos demonstrar aos responsáveis por projetos de investimento que as incertezas podem ser medidas, levando a maior flexibilidade na tomada de decisões. Os resultados obtidos apontam para o exercício imediato da opção pela abordagem de ativos contingentes e resultados divergentes na análise de ativos contingentes em função do diferencial de preços, em função da taxa de dividendos adotada. A influência dos valores da volatilidade e da taxa de dividendos nos resultados também foi avaliada, levando à conclusão de que o primeiro gera impactos maiores no valor da opção do que o segundo.

Análise dos retornos e características da estratégia de risk arbitrage no Brasil

O presente trabalho tem o objetivo de analisar os retornos de um portfólio investido na estratégia de risk arbitrage no Brasil entre 2004 e 2014, determinando se esta estratégia proporciona retornos anormais. De setembro de 2004 a dezembro de 2014, o portfólio de risk arbitrage gerou, depois de deduzidos os custos, um retorno anualizado de 14,40%, enquanto que o ativo livre de risco gerou retornos de 11,60% e o Índice Bovespa gerou 12,62%. Os resultados indicam que, usando-se tanto o CAPM como o modelo de três fatores de Fama e French (1993), a estratégia proporciona retornos anormais. Um segundo objetivo desse estudo é analisar se a distribuição dos retornos dessa estratégia é assimétrica. As evidências apontam para assimetria na distribuição dos retornos. Em função disto, foi utilizada a metodologia de Contingent Claims, que controla o efeito da relação não linear com os retornos de mercado, para analisar se mesmo assim a estratégia oferece retornos anormais. Com essa metodologia, não foram encontrados retornos anormais estatisticamente significativos. Por fim, o último objetivo desse estudo é analisar se o payoff da estratégia de risk arbitrage é análogo ao payoff da venda de uma put. Não foram encontradas evidências de que o payoff seja análogo ao da venda de uma opção de venda.

The Optimal Capital Structure of Banks: Balancing Deposit Insurance, Capital Requirements and Tax-Advantaged Debt

The capital structure and regulation of financial intermediaries is an important topic for practitioners, regulators and academic researchers. In general, theory predicts that firms choose their capital structures by balancing the benefits of debt (e.g., tax and agency benefits) against its costs (e.g., bankruptcy costs). However, when traditional corporate finance models have been applied to insured financial institutions, the results have generally predicted corner solutions (all equity or all debt) to the capital structure problem. This paper studies the impact and interaction of deposit insurance, capital requirements and tax benefits on a bankÇs choice of optimal capital structure. Using a contingent claims model to value the firm and its associated claims, we find that there exists an interior optimal capital ratio in the presence of deposit insurance, taxes and a minimum fixed capital standard. Banks voluntarily choose to maintain capital in excess of the minimum required in order to balance the risks of insolvency (especially the loss of future tax benefits) against the benefits of additional debt. Because we derive a closed- form solution, our model provides useful insights on several current policy debates including revisions to the regulatory framework for GSEs, tax policy in general and the tax exemption for credit unions.

Essays on coordination problems in economics

No estudo da economia, há diversas situações em que a propensão de um indivíduo a tomar determinada ação é crescente na quantidade de outras pessoas que este indivíduo acredita que tomarão a mesma ação. Esse tipo de complementaridade estratégica geralmente leva à existência de múltiplos equilíbrios. Além disso, o resultado atingido pelas decisões decentralizadas dos agentes pode ser ineficiente, deixando espaço para intervenções de política econômica. Esta tese estuda diferentes ambientes em que a coordenação entre indivíduos é importante. O primeiro capítulo analisa como a manipulação de informação e a divulgação de informação afetam a coordenação entre investidores e o bem-estar em um modelo de corridas bancárias. No modelo, há uma autoridade reguladora que não pode se comprometer a revelar a verdadeira situação do setor bancário. O regulador observa informações idiossincráticas dos bancos (através de um stress test, por exemplo) e escolhe se revela essa informação para o público ou se divulga somente um relatório agregado sobre a saúde do sistema financeiro como um todo. O relatório agregado pode ser distorcido a um custo – um custo mais elevado significa maior credibilidade do regulador. Os investidores estão cientes dos incentivos do regulador a esconder más notícias do mercado, mas a manipulação de informação pode, ainda assim, ser efetiva. Se a credibilidade do regulador não for muito baixa, a política de divulgação de informação é estado-contingente, e existe sempre um conjunto de estados em que há manipulação de informação em equilíbrio. Se a credibilidade for suficientemente baixa, porém, o regulador opta por transparência total dos resultados banco-específicos, caso em que somente os bancos mais sólidos sobrevivem. Uma política de opacidade levaria a uma crise bancária sistêmica, independentemente do estado. O nível de credibilidade que maximiza o bem-estar agregado do ponto de vista ex ante é interior. O segundo e o terceiro capítulos estudam problemas de coordenação dinâmicos. O segundo capítulo analisa o bem-estar em um ambiente em que agentes recebem oportunidades aleatórias para migrar entre duas redes. Os resultados mostram que sempre que a rede de pior qualidade (intrínseca) prevalece, isto é eficiente. Na verdade, um planejador central estaria ainda mais inclinado a escolher a rede de pior qualidade. Em equilíbrio, pode haver mudanças ineficientes que ampliem a rede de qualidade superior. Quando indivíduos escolhem entre dois padrões ou redes com níveis de qualidade diferentes, se todos os indivíduos fizessem escolhas simultâneas, a solução eficiente seria que todos adotassem a rede de melhor qualidade. No entanto, quando há fricções e os agentes tomam decisões escalonadas, a solução eficiente difere ix do senso comum. O terceiro capítulo analisa um problema de coordenação dinâmico com decisões escalonadas em que os agentes são heterogêneos ex ante. No modelo, existe um único equilíbrio, caracterizado por thresholds que determinam as escolhas para cada tipo de agente. Apesar da heterogeneidade nos payoffs, há bastante conformidade nas ações individuais em equilíbrio. Os thresholds de diferentes tipos de agentes coincidem parcialmente contanto que exista um conjunto de crenças arbitrário que justifique esta conformidade. No entanto, as estratégias de equilíbrio de diferentes tipos nunca coincidem totalmente. Além disso, a conformidade não é ineficiente. A solução eficiente apresentaria estratégias ainda mais similares para tipos distintos em comparação com o equilíbrio decentralizado.

Price stabilization and the risk-averse firm

An analytically simple and tractable approach to firm-level welfare analysis of complete and partial mean-preserving price stabilization for producers with general risk-averse preferences facing a stochastic technology is developed. Necessary and sufficient conditions for price stabilization to be welfare enhancing are derived under different assumptions of the producer's preferences and the producer's technology. Existing stabilization results for the risk-averse firm are shown to be corollaries of these more general results.

Drought policy: a graphical analysis

The standard approach to modelling production under uncertainty has relied on the concept of the stochastic production function. In the present paper, it is argued that a state-contingent production model is more flexible and realistic. The model is applied to the problem of drought policy.

Invariant risk attitudes

Concepts of constant absolute risk aversion and constant relative risk aversion have proved useful in the analysis of choice under uncertainty, but are quite restrictive, particularly when they are imposed jointly. A generalization of constant risk aversion, referred to as invariant risk aversion is developed. Invariant risk aversion is closely related to the possibility of representing preferences over state-contingent income vectors in terms of two parameters, the mean and a linearly homogeneous, translation-invariant index of riskiness. The best-known index with such properties is the standard deviation. The properties of the capital asset pricing model, usually expressed in terms of the mean and standard deviation, may be extended to the case of general invariant preferences. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Judicial (in)activism in Australia's secular commonwealth

his article addresses two aspects of Australia's soft secular government. The first aspect explains how, and asks why, judges have been inactive in helping to draw the contours of secular government in Australia. The principal reason is that much of the social regulation that provokes the interest of faith-based groups is the constitutional concern of the States, and no State Constitution claims to coordinate relations between church and state. Moreover, the electorate has twice refused to pass referenda, in 1944 and 1988, for extending a constitutional demand of secular governance to the States. However, this is not so for the Commonwealth. It falls under the restrictions of section 116 of the federal Constitution, which states: The Commonwealth shall not make any law for establishing any religion ('the establishment clause') or for imposing any religious observance, or for prohibiting the free exercise of any religion ('the free exercise clause'), and no religious test shall be required as a qualification for any office or public trust under the Commonwealth. As will be explained, while methods of legal interpretation suggest that section 116's establishment clause could place mild demands of non-discrimination on the federal Parliament, judicial inactivity in policing such demands on the Commonwealth, paradoxically, has arguably been secured by judicial activism in the High Court. A second aspect of secular government addressed is the High Court's disposal of 'the separation of church and state' as a constitutional principle in Australia. The contrast, of course, is to the United States, where for sixty years 'separation' has been given uneven recognition as a rule of constitutional law, and has undoubtedly driven the development of hard forms of secular governance in that country. The centrepiece of American secular government is the 1971 decision in Lemon v Kurtzman, where the US Supreme Court held that valid legislation had to pass three tests, ie: First, the statute must have a secular legislative purpose; second, its principal or primary effect must be one that neither advances nor inhibits religion .. . finally, the statute must not foster 'an excessive government entanglement with religion. The third 'entanglement' prong of Lemon is the modern, less ambitious, form of the 'wall of separation', prohibiting too close an engagement between church and state. As this paper will demonstrate, 'entanglement's' destiny shows how unlikely it is that 'separation' can survive as a meaningful constitutional principle in the USA. And, it will also be argued that 'separation' has even poorer prospects for import to Australia.

Incentives and standards in agency contracts

This paper studies the structure of state-contingent contracts in the presence of moral hazard and multitasking. Necessary and sufficient conditions for the presence of multitasking to lead to fixed payments instead of incentive schemes are identified. It is shown that the primary determinant of whether multitasking leads to higher or lower powered incentives is the role that noncontractible outputs play in helping the agent deal with the production risk associated with the observable and contractible outputs. When the noncontractible outputs are risk substitutes and are socially undesirable, standards are never optimal. If the noncontractible outputs are socially desirable, standards are never optimal if the noncontractible outputs play a risk-complementary role.

Real options and multinational investments : an empirical study of risk, performance and organisational awareness

DUE TO COPYRIGHT RESTRICTIONS ONLY AVAILABLE FOR CONSULTATION AT ASTON UNIVERSITY LIBRARY AND INFORMATION SERVICES WITH PRIOR ARRANGEMENT This thesis is a cross-disciplinary study of the empirical impact of real options theory in the fields of decision sciences and performance management. Borrowing from the economics, strategy and operations research literature, the research examines the risk and performance implications of real options in firms’ strategic investments and multinational operations. An emphasis is placed on the flexibility potential and competitive advantage of multinational corporations to explore the extent to which real options analysis can be classified as best practice in management research. Using a combination of qualitative and quantitative techniques the evidence suggests that, if real options are explored and exploited appropriately, real options management can result in superior performance for multinational companies. The qualitative findings give an overview of the practical advantages and disadvantages of real options and the statistical results reveal that firms which have developed a high awareness of their real options are, as predicted by the theory, able to reduce their downside risk and increase profits through flexibility, organisational slack and multinationality. Although real options awareness does not systematically guarantee higher returns from operations, supplementary findings indicate that firms with evidence of significant investments in the acquisition of real options knowledge tend to outperform competitors which are unaware of their real options. There are three contributions of this research. First, it extends the real options and capacity planning literature to path-dependent contingent-claims analysis to underline the benefits of average type options in capacity allocation. Second, it is thought to be the first to explicitly examine the performance effects of real options on a sample of firms which have developed partial capabilities in real options analysis suggesting that real options diffusion can be key to value creation. Third, it builds a new decision-aiding framework to facilitate the use of real options in projects appraisal and strategic planning.

Letter from the acting Secretary of War, transmitting information relative to the claims of the State of Massachusetts for payment of the expenses of the militia ordered out by the executive authority of the state, during the late war. --

15th Congress, 1st session, 1817-1818, House. Doc. 81.