Técnicas de avaliação da confiabilidade em estruturas de concreto armado

Neste trabalho é dado ênfase à inclusão das incertezas na avaliação do comportamento estrutural, objetivando uma melhor representação das características do sistema e uma quantificação do significado destas incertezas no projeto. São feitas comparações entre as técnicas clássicas existentes de análise de confiabilidade, tais como FORM, Simulação Direta Monte Carlo (MC) e Simulação Monte Carlo com Amostragem por Importância Adaptativa (MCIS), e os métodos aproximados da Superfície de Resposta( RS) e de Redes Neurais Artificiais(ANN). Quando possível, as comparações são feitas salientando- se as vantagens e inconvenientes do uso de uma ou de outra técnica em problemas com complexidades crescentes. São analisadas desde formulações com funções de estado limite explícitas até formulações implícitas com variabilidade espacial de carregamento e propriedades dos materiais, incluindo campos estocásticos. É tratado, em especial, o problema da análise da confiabilidade de estruturas de concreto armado incluindo o efeito da variabilidade espacial de suas propriedades. Para tanto é proposto um modelo de elementos finitos para a representação do concreto armado que incorpora as principais características observadas neste material. Também foi desenvolvido um modelo para a geração de campos estocásticos multidimensionais não Gaussianos para as propriedades do material e que é independente da malha de elementos finitos, assim como implementadas técnicas para aceleração das avaliações estruturais presentes em qualquer das técnicas empregadas. Para o tratamento da confiabilidade através da técnica da Superfície de Resposta, o algoritmo desenvolvido por Rajashekhar et al(1993) foi implementado. Já para o tratamento através de Redes Neurais Artificias, foram desenvolvidos alguns códigos para a simulação de redes percéptron multicamada e redes com função de base radial e então implementados no algoritmo de avaliação de confiabilidade desenvolvido por Shao et al(1997). Em geral, observou-se que as técnicas de simulação tem desempenho bastante baixo em problemas mais complexos, sobressaindo-se a técnica de primeira ordem FORM e as técnicas aproximadas da Superfície de Resposta e de Redes Neurais Artificiais, embora com precisão prejudicada devido às aproximações presentes.

Estimating the term structure of volatility and fixed income derivative pricing

Estimating the parameters of the instantaneous spot interest rate process is of crucial importance for pricing fixed income derivative securities. This paper presents an estimation for the parameters of the Gaussian interest rate model for pricing fixed income derivatives based on the term structure of volatility. We estimate the term structure of volatility for US treasury rates for the period 1983 - 1995, based on a history of yield curves. We estimate both conditional and first differences term structures of volatility and subsequently estimate the implied parameters of the Gaussian model with non-linear least squares estimation. Results for bond options illustrate the effects of differing parameters in pricing.

Purchasing power parity and the unit root tests: a robust analysis

Empirical evidence suggests that real exchange rate is characterized by the presence of near-unity and additive outliers. Recent studeis have found evidence on favor PPP reversion by using the quasi-differencing (Elliott et al., 1996) unit root tests (ERS), which is more efficient against local alternatives but is still based on least squares estimation. Unit root tests basead on least saquares method usually tend to bias inference towards stationarity when additive out liers are present. In this paper, we incorporate quasi-differencing into M-estimation to construct a unit root test that is robust not only against near-unity root but also against nonGaussian behavior provoked by assitive outliers. We re-visit the PPP hypothesis and found less evidemce in favor PPP reversion when non-Gaussian behavior in real exchange rates is taken into account.

Testing unit root based on partially adaptive estimation

This paper proposes unit tests based on partially adaptive estimation. The proposed tests provide an intermediate class of inference procedures that are more efficient than the traditional OLS-based methods and simpler than unit root tests based on fully adptive estimation using nonparametric methods. The limiting distribution of the proposed test is a combination of standard normal and the traditional Dickey-Fuller (DF) distribution, including the traditional ADF test as a special case when using Gaussian density. Taking into a account the well documented characteristic of heavy-tail behavior in economic and financial data, we consider unit root tests coupled with a class of partially adaptive M-estimators based on the student-t distributions, wich includes te normal distribution as a limiting case. Monte Carlo Experiments indicate that, in the presence of heavy tail distributions or innovations that are contaminated by outliers, the proposed test is more powerful than the traditional ADF test. We apply the proposed test to several macroeconomic time series that have heavy-tailed distributions. The unit root hypothesis is rejected in U.S. real GNP, supporting the literature of transitory shocks in output. However, evidence against unit roots is not found in real exchange rate and nominal interest rate even haevy-tail is taken into a account.

A metodologia de análise de dados espaciais aplicada a plantas forrageiras

Dois experimentos e um levantamento por amostragem foram analisados no contexto de dados espaciais. Os experimentos foram delineados em blocos completos casualizados sendo que no experimento um (EXP 1) foram avaliados oito cultivares de trevo branco, sendo estudadas as variáveis Matéria Seca Total (MST) e Matéria Seca de Gramíneas (MSGRAM) e no experimento dois (EXP 2) 20 cultivares de espécies forrageiras, onde foi estudada a variável Percentagem de Implantação (%IMPL). As variáveis foram analisadas no contexto de modelos mistos, sendo modelada a variabilidade espacial através de semivariogramas exponencias, esféricos e gaussianos. Verificou-se uma diminuição em média de 19% e 14% do Coeficiente de Variação (CV) das medias dos cultivares, e uma diminuição em média de 24,6% e 33,3% nos erros padrões dos contrastes ortogonais propostos em MST e MSGRAM. No levantamento por amostragem, estudou-se a associação espacial em Aristida laevis (Nees) Kunth , Paspalum notatum Fl e Demodium incanum DC, amostrados em uma transecção fixa de quadros contiguos, a quatro tamanhos de unidades amostrais (0,1x0,1m; 0,1x0,3m; 0,1x0,5m; e 0,1x1,0m). Nas espécies Aristida laevis (Nees) Kunth e Paspalum notatum Fl, existiu um bom ajuste dos semivariogramas a tamanhos menores das unidades amostrais, diminuíndo quando a unidade amostral foi maior. Desmodium incanum DC apresentou comportamento contrario, ajustando melhor os semivariogramas a tamanhos maiores das unidades amostrais.

Algumas generalizações para o último teorema de Fermat

Neste trabalho estudamos três generalizações para o último Teorema de Fermat. A primeira generalização trata de expoentes negativos e de expoentes racionais. Além de mostrar em que casos estas equações possuem soluções, damos uma caracterização completa para todas as soluções inteiras não-nulas existentes. A segunda generalização também trata de expoentes racionais, porém num contexto mais amplo. Aqui permitimos que as raízes n-ésimas sejam complexas, não necessariamente reais. Na terceira generalização vemos que o último Teorema de Fermat também vale para expoentes inteiros gaussianos.

A gestão da estratégia mercadologica sob uma nova perspectiva: existe relação entre a física e a administração?

A Física e a Administração concentram suas pesquisas sobre fenômenos que, de certa forma, se assemelham, fazendo com que nos questionemos a respeito da grande integral do universo a que estamos submetidos. Em uma exploração por analogias, aproxima-se aqui o mundo organizacional ao dos sistemas UnIVerSaIS, instáveis e não-integráveis, onde a flecha do tempo é quem determina a evolução dos mesmos. Mostra-se que na Administração, como na Física, tudo parece convergir na direção de um inesgotável repertório de bifurcações e possibilidades para o destino mercadológico de produtos, serviços e marcas ao longo de um continuum. Para amenizar os efeitos dessas incertezas, é buscada uma simplificação desses complexos sistemas sociais através de uma proposta de modelo baseado em fatores consagrados pela literatura da gestão empresarial como norteadores das escolhas dos consumidores; um processo gaussiano da 'percepção do valor', que pode servir de ferramenta nas decisões estratégicas e gerenciais dentro das empresas.

Essays in macroeconomy and dynamic term-structure models

This thesis is composed of three articles with the subjects of macroeconomics and - nance. Each article corresponds to a chapter and is done in paper format. In the rst article, which was done with Axel Simonsen, we model and estimate a small open economy for the Canadian economy in a two country General Equilibrium (DSGE) framework. We show that it is important to account for the correlation between Domestic and Foreign shocks and for the Incomplete Pass-Through. In the second chapter-paper, which was done with Hedibert Freitas Lopes, we estimate a Regime-switching Macro-Finance model for the term-structure of interest rates to study the US post-World War II (WWII) joint behavior of macro-variables and the yield-curve. We show that our model tracks well the US NBER cycles, the addition of changes of regime are important to explain the Expectation Theory of the term structure, and macro-variables have increasing importance in recessions to explain the variability of the yield curve. We also present a novel sequential Monte-Carlo algorithm to learn about the parameters and the latent states of the Economy. In the third chapter, I present a Gaussian A ne Term Structure Model (ATSM) with latent jumps in order to address two questions: (1) what are the implications of incorporating jumps in an ATSM for Asian option pricing, in the particular case of the Brazilian DI Index (IDI) option, and (2) how jumps and options a ect the bond risk-premia dynamics. I show that jump risk-premia is negative in a scenario of decreasing interest rates (my sample period) and is important to explain the level of yields, and that gaussian models without jumps and with constant intensity jumps are good to price Asian options.

Estimating and forecasting the volatility of Brazilian finance series using arch models (Preliminary Version)

The goal of this paper is to present a comprehensive emprical analysis of the return and conditional variance of four Brazilian …nancial series using models of the ARCH class. Selected models are then compared regarding forecasting accuracy and goodness-of-…t statistics. To help understanding the empirical results, a self-contained theoretical discussion of ARCH models is also presented in such a way that it is useful for the applied researcher. Empirical results show that although all series share ARCH and are leptokurtic relative to the Normal, the return on the US$ has clearly regime switching and no asymmetry for the variance, the return on COCOA has no asymmetry, while the returns on the CBOND and TELEBRAS have clear signs of asymmetry favoring the leverage e¤ect. Regarding forecasting, the best model overall was the EGARCH(1; 1) in its Gaussian version. Regarding goodness-of-…t statistics, the SWARCH model did well, followed closely by the Student-t GARCH(1; 1)

Aumento da eficiência dos métodos següenciais de simulação condicional

O algoritmo de simulação seqüencial estocástica mais amplamente utilizado é o de simulação seqüencial Gaussiana (ssG). Teoricamente, os métodos estocásticos reproduzem tão bem o espaço de incerteza da VA Z(u) quanto maior for o número L de realizações executadas. Entretanto, às vezes, L precisa ser tão alto que o uso dessa técnica pode se tornar proibitivo. Essa Tese apresenta uma estratégia mais eficiente a ser adotada. O algoritmo de simulação seqüencial Gaussiana foi alterado para se obter um aumento em sua eficiência. A substituição do método de Monte Carlo pela técnica de Latin Hypercube Sampling (LHS), fez com que a caracterização do espaço de incerteza da VA Z(u), para uma dada precisão, fosse alcançado mais rapidamente. A técnica proposta também garante que todo o modelo de incerteza teórico seja amostrado, sobretudo em seus trechos extremos.

Ensaios sobre a estrutura a termo da taxa de juros

Esta tese é composta de três artigos que analisam a estrutura a termo das taxas de juros usando diferentes bases de dados e modelos. O capítulo 1 propõe um modelo paramétrico de taxas de juros que permite a segmentação e choques locais na estrutura a termo. Adotando dados do tesouro americano, duas versões desse modelo segmentado são implementadas. Baseado em uma sequência de 142 experimentos de previsão, os modelos propostos são comparados à benchmarks e concluí-se que eles performam melhor nos resultados das previsões fora da amostra, especialmente para as maturidades curtas e para o horizonte de previsão de 12 meses. O capítulo 2 acrescenta restrições de não arbitragem ao estimar um modelo polinomial gaussiano dinâmico de estrutura a termo para o mercado de taxas de juros brasileiro. Esse artigo propõe uma importante aproximação para a série temporal dos fatores de risco da estrutura a termo, que permite a extração do prêmio de risco das taxas de juros sem a necessidade de otimização de um modelo dinâmico completo. Essa metodologia tem a vantagem de ser facilmente implementada e obtém uma boa aproximação para o prêmio de risco da estrutura a termo, que pode ser usada em diferentes aplicações. O capítulo 3 modela a dinâmica conjunta das taxas nominais e reais usando um modelo afim de não arbitagem com variáveis macroeconômicas para a estrutura a termo, afim de decompor a diferença entre as taxas nominais e reais em prêmio de risco de inflação e expectativa de inflação no mercado americano. Uma versão sem variáveis macroeconômicas e uma versão com essas variáveis são implementadas e os prêmios de risco de inflação obtidos são pequenos e estáveis no período analisado, porém possuem diferenças na comparação dos dois modelos analisados.

Simulation-based smoothing and filtering in factor stochastic volatility models : two econometric applications

In this article we use factor models to describe a certain class of covariance structure for financiaI time series models. More specifical1y, we concentrate on situations where the factor variances are modeled by a multivariate stochastic volatility structure. We build on previous work by allowing the factor loadings, in the factor mo deI structure, to have a time-varying structure and to capture changes in asset weights over time motivated by applications with multi pIe time series of daily exchange rates. We explore and discuss potential extensions to the models exposed here in the prediction area. This discussion leads to open issues on real time implementation and natural model comparisons.

Simulation -based smoothing and filtering in factor stochastic volatility models : two econometric applications (July-2001)

The past decade has wítenessed a series of (well accepted and defined) financial crises periods in the world economy. Most of these events aI,"e country specific and eventually spreaded out across neighbor countries, with the concept of vicinity extrapolating the geographic maps and entering the contagion maps. Unfortunately, what contagion represents and how to measure it are still unanswered questions. In this article we measure the transmission of shocks by cross-market correlation\ coefficients following Forbes and Rigobon's (2000) notion of shift-contagion,. Our main contribution relies upon the use of traditional factor model techniques combined with stochastic volatility mo deIs to study the dependence among Latin American stock price indexes and the North American indexo More specifically, we concentrate on situations where the factor variances are modeled by a multivariate stochastic volatility structure. From a theoretical perspective, we improve currently available methodology by allowing the factor loadings, in the factor model structure, to have a time-varying structure and to capture changes in the series' weights over time. By doing this, we believe that changes and interventions experienced by those five countries are well accommodated by our models which learns and adapts reasonably fast to those economic and idiosyncratic shocks. We empirically show that the time varying covariance structure can be modeled by one or two common factors and that some sort of contagion is present in most of the series' covariances during periods of economical instability, or crisis. Open issues on real time implementation and natural model comparisons are thoroughly discussed.

A unit root test based on partially adaptive estimation

This paper constructs a unit root test baseei on partially adaptive estimation, which is shown to be robust against non-Gaussian innovations. We show that the limiting distribution of the t-statistic is a convex combination of standard normal and DF distribution. Convergence to the DF distribution is obtaineel when the innovations are Gaussian, implying that the traditional ADF test is a special case of the proposed testo Monte Carlo Experiments indicate that, if innovation has heavy tail distribution or are contaminated by outliers, then the proposed test is more powerful than the traditional ADF testo Nominal interest rates (different maturities) are shown to be stationary according to the robust test but not stationary according to the nonrobust ADF testo This result seems to suggest that the failure of rejecting the null of unit root in nominal interest rate may be due to the use of estimation and hypothesis testing procedures that do not consider the absence of Gaussianity in the data.Our results validate practical restrictions on the behavior of the nominal interest rate imposed by CCAPM, optimal monetary policy and option pricing models.

Wrong-way risk in stock swaps : measuring counterparty credit risk and CVA

Uma forma interessante para uma companhia que pretende assumir uma posição comprada em suas próprias ações ou lançar futuramente um programa de recompra de ações, mas sem precisar dispor de caixa ou ter que contratar um empréstimo, ou então se protegendo de uma eventual alta no preço das ações, é através da contratação de um swap de ações. Neste swap, a companhia fica ativa na variação de sua própria ação enquanto paga uma taxa de juros pré ou pós-fixada. Contudo, este tipo de swap apresenta risco wrong-way, ou seja, existe uma dependência positiva entre a ação subjacente do swap e a probabilidade de default da companhia, o que precisa ser considerado por um banco ao precificar este tipo de swap. Neste trabalho propomos um modelo para incorporar a dependência entre probabilidades de default e a exposição à contraparte no cálculo do CVA para este tipo de swap. Utilizamos um processo de Cox para modelar o instante de ocorrência de default, dado que a intensidade estocástica de default segue um modelo do tipo CIR, e assumindo que o fator aleatório presente na ação subjacente e que o fator aleatório presente na intensidade de default são dados conjuntamente por uma distribuição normal padrão bivariada. Analisamos o impacto no CVA da incorporação do riscowrong-way para este tipo de swap com diferentes contrapartes, e para diferentes prazos de vencimento e níveis de correlação.