1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів...

28
122 Література 1. Виленский П. Л., Лившиц В. Н., Смоляк С. А. Оценка эффективно- сти инвестиционных проектов. Теория и практика. — М.: Дело, 2008. — 1104 с. 2. Емельянов А.А., Власова Е.А., Дума Р.В. Имитационное модели- рование экономических процессов. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 368 c. 3. Попов В.М., Ляпунов С.И., Касаткин Л.Л. Бизнес-планирование: анализ ошибок, рисков и конфликтов. — М.: КноРус, 2003. — 448 с. 4. Тарасюк Г.М. Бізнес-план: розробка, обгрунтування та аналіз. — К.: Каравела, 2008. — 280 с. Стаття надійшла до редакції 25.10.2012 р. УДК 330.4:336.7 Є.Б. Долінська, канд. екон. наук, Національний університет біоресурсів та природокористування України ОЦІНЮВАННЯ НАДІЙНОСТІ КУПОННИХ ОБЛІГАЦІЙ І МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ЇХ ПОГАШЕННЯ ЗА ОБМЕЖЕНОЇ ВХІДНОЇ ІНФОРМАЦІЇ АНОТАЦІЯ. Розглядаються актуальні питання розробки комплексу моделей для визначення часових та ймовірнісних показників оціню- вання надійності (кредитного ризику) купонних облігацій з припус- тимим простроченням оплати на кожному етапі в умовах обмеже- ної вхідної інформації . Розроблені з використанням математичного апарату поглинаючих ланцюгів Маркова моделі дозволяють визна- чити низку показників оцінювання надійності купонної облігації , що надають інвесторові важливу інформацію щодо кредитно-інвес- тиційної якості боргового цінного паперу та дозволяють прийняти обґрунтоване рішення щодо доцільності інвестування у певний фі - нансовий інструмент. КЛЮЧОВІ СЛОВА: купонна облігація, прострочення виплат, де- фолт, поглинаючий ланцюг Маркова, стани ланцюга Маркова, ймо- вірності переходу, матриця ймовірнісних переходів, фундаменталь- на матриця. Поточна економічна ситуація в Україні має сприяти розвитку ринку облігаційних позик, адже використання боргових цінних паперів як альтернативного джерела фінансування діяльності під- © Є. Б. Долінська, 2012

Upload: others

Post on 17-Jul-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

122

Література

1. Виленский П. Л., Лившиц В. Н., Смоляк С. А. Оценка эффективно-сти инвестиционных проектов. Теория и практика. — М.: Дело, 2008.— 1104 с.

2. Емельянов А.А., Власова Е.А., Дума Р.В. Имитационное модели-рование экономических процессов. — М.: Финансы и статистика, 2002.— 368 c.

3. Попов В.М., Ляпунов С.И., Касаткин Л.Л. Бизнес-планирование:анализ ошибок, рисков и конфликтов. — М.: КноРус, 2003. — 448 с.

4. Тарасюк Г.М. Бізнес-план: розробка, обгрунтування та аналіз. —К.: Каравела, 2008. — 280 с.

Стаття надійшла до редакції 25.10.2012 р.

УДК 330.4:336.7

Є.Б. Долінська, канд. екон. наук,Національний університет біоресурсівта природокористування України

ОЦІНЮВАННЯ НАДІЙНОСТІ КУПОННИХ ОБЛІГАЦІЙІ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ЇХ ПОГАШЕННЯЗА ОБМЕЖЕНОЇ ВХІДНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

АНОТАЦІЯ. Розглядаються актуальні питання розробки комплексумоделей для визначення часових та ймовірнісних показників оціню-вання надійності (кредитного ризику) купонних облігацій з припус-тимим простроченням оплати на кожному етапі в умовах обмеже-ної вхідної інформації. Розроблені з використанням математичногоапарату поглинаючих ланцюгів Маркова моделі дозволяють визна-чити низку показників оцінювання надійності купонної облігації, щонадають інвесторові важливу інформацію щодо кредитно-інвес-тиційної якості боргового цінного паперу та дозволяють прийнятиобґрунтоване рішення щодо доцільності інвестування у певний фі-нансовий інструмент.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: купонна облігація, прострочення виплат, де-фолт, поглинаючий ланцюг Маркова, стани ланцюга Маркова, ймо-вірності переходу, матриця ймовірнісних переходів, фундаменталь-на матриця.

Поточна економічна ситуація в Україні має сприяти розвиткуринку облігаційних позик, адже використання боргових ціннихпаперів як альтернативного джерела фінансування діяльності під-

© Є. Б. Долінська, 2012

Page 2: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

123

приємств є актуальним в умовах нестачі у них власних фінансо-вих ресурсів і дефіциту доступних банківських кредитів. Однак,суттєвою перешкодою на шляху розвитку ринку облігацій вУкраїні є висока ризикованість капіталовкладень в ці фінансовіінструменти та, як наслідок, досить низький рівень довіри до нихз боку потенційних інвесторів і відповідне зниження їх ліквід-ності.

У зв’язку з цим першочерговим завданням інвестора на ринкуборгових цінних паперів має бути ретельне оцінювання наявнихфінансових інструментів з позицій кредитного ризику (або нав-паки — надійності). У сучасній кредитно-інвестиційній політиціна передній план має вийти не питання дохідності, а питання на-дійності капіталовкладень. Однак, питання моделювання та оці-нювання кредитного ризику за облігаціями в межах загальної те-орії економічного ризику розкриті недостатньо. Тому науково-практичні дослідження, присвячені питанням оцінювання кредит-ного ризику (надійностіі) боргових цінних паперів, є актуальни-ми та своєчасними. На сьогодні серед відкритих (публічних) ви-пусків облігацій переважають відсоткові (купонні) облігації, то-му в межах даної статті розглядатимемо лише купонні облі-гації.

Зазначимо, що ця стаття є продовженням публікацій результа-тів авторських досліджень [1—2] у сфері моделювання надійнос-ті купонних облігацій з припустимими простроченнями пога-шення періодичних виплат. Адже, в практичній діяльності виник-нення прострочення при погашенні боргового зобов’язання хоча іє небажаним, однак досить часто є припустимим. Запропонова-ний у даній роботі підхід дозволить уникнути зайвої громіздкостімоделей при збільшенні кількості виплат і подовженні простро-чень оплати, а також дозволить обчислювати додаткові показни-ки оцінювання кредитного ризику за обмеженої вхідної інфор-мації.

Метою даної роботи є розбудова комплексу моделей для ви-значення часових і ймовірнісних показників оцінювання надійно-сті (кредитного ризику) купонних облігацій з припустимим про-строченням оплати на кожному етапі в умовах обмеженої вхідноїінформації. Створення відповідних моделей здійснюватиметьсяз використання математичного апарату поглинаючих ланцюгівМаркова.

Загальноприйнятий механізм погашення купонної облігаціїпередбачає погашення потоку купонних виплат (купонів) у ви-значені моменти часу або інколи протягом певного періоду часу.

Page 3: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

124

Всі купонні виплати є рівними між собою та здійснюються черезрівні проміжки часу. Остання виплата за облігацією відрізняєтьсявід усіх попередніх. Вона складається з купону та номінальноївартості (номіналу) облігації. Виплати за облігаціями є однако-вими для всього обсягу емісії цінного паперу.

У випадку виникнення прострочення оплати, на відміну відбагатьох інших кредитних інструментів, пеня за виплатами ненараховується. Виникнення прострочення при погашенні виплатза купонною облігацією є по суті технічним дефолтом. Однак, усучасних умовах інвестор (власник облігації) може піти на комп-ромісне рішення щодо пролонгації заборгованості та погодитисьна пізніше погашення емітентом виплати за цінним папером. Та-ким чином, технічний дефолт може бути врегульований «мирно»та не призвести до реального дефолту за цінним папером. У ви-падку ж реального дефолту виплати за купонною облігацієюприпиняються та погашення боргу здійснюється у судовому по-рядку.

Отже, в нашій роботі ми розглядатимемо купонні облігації,процес здійснення виплат за якими допускає прострочення пооплаті, причому на етапі кожної виплати можливе виникненнятехнічного дефолту, який може бути врегульований шляхом не-своєчасного здійснення простроченого платежу.

Наведений механізм погашення купонної облігації з допусти-мим простроченням оплати може бути описаний за допомогоюланцюгів Маркова [3]. Оскільки основні положення щодо обґрун-тування прийнятності апарату ланцюгів Маркова для опису подіб-них задач висвітлено в попередніх роботах [1, 4], у даній роботіми апріорно стверджуємо, що механізм оплати купонної облігаціїможе бути змодельований з використанням однорідних поглина-ючих ланцюгів Маркова.

Перейдемо до безпосереднього формулювання та розв’язаннязадачі оцінювання надійності купонних облігацій з використаннямматематичного апарату поглинаючих ланцюгів Маркова. Сформу-люємо задачу в загальному вигляді: інвестор розглядає доцільністьвкладення коштів у купонну облігацію, що передбачає здійснення nкупонних виплат (с) і погашення номіналу облігації (N) у кінцістроку. Відомі ймовірності погашення необхідних платежів, а такожпрострочення та дефолту на кожному етапі. Необхідно проаналізу-вати доцільність інвестування в дане боргове зобов’язання на основівизначення показників оцінки ступеня кредитного ризику (надійно-сті) даного цінного паперу з використанням математичного апаратупоглинаючих ланцюгів Маркова.

Page 4: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

125

Основними компонентами ланцюга Маркова є стани цього лан-цюга та відповідні ймовірності переходу процесу між цими ста-нами на кожному кроці. Визначимо спочатку перелік станів про-цесу погашення купонної облігації для здійснення моделювання звикористанням ланцюгів Маркова. Отже, механізм оплати купон-ної облігації передбачає такі стани:

стан певного періодичного платежу; стан повного погашення облігації, що передбачає погашення

всіх виплат за облігацією; стан дефолту за облігацією, що виникає в разі остаточного

непогашення будь-якої виплати за цінним папером.У термінах ланцюгів Маркова описані вище стани можна по-

ділити на дві групи: непоглинальні та поглинальні (поглиналь-ними є стани, потрапивши в які процес у них і залишиться). Здій-снення виплат за купонною облігацією передбачає наявність двохкінцевих (поглинальних) станів: стан повного погашення обліга-ції та стан дефолту. Усі інші стани, а саме стани настання пері-одичних платежів є непоглинальними та, крім того, неповорот-ними, адже здійснивши будь-який платіж, повернутися до ньоговже неможливо.

Досягнення кожного зі станів здійснення періодичних виплатвідбувається зі стану попередньої виплати за умови її погашення.Стан повного погашення досягається зі стану останньої виплатиза умови повної сплати всіх необхідних виплат за облігацією. Вразі виникнення несплати в будь-якому періоді вважається, щовідбувся дефолт за облігаційною позикою — таким чином дося-гається стан дефолту за облігацією.

Отже, в термінах ланцюгів Маркова ми маємо випадковийпроцес погашення періодичних виплат за купонною облігацією,що складається з m станів: 2 поглинальних стани: дефолт за облі-гацією та її повне погашення, а також n-непоглинальних станівперіодичних виплат. Таким чином, загальна кількість станів лан-цюга Маркова для нашої задачі 2 nm .

Введемо умовні позначення описаних станів для ланцюгаМаркова:

w1 — стан дефолту за облігацією (поглинальний);w2 — стан повного погашення облігації, що передбачає сплату

всіх купонів і номіналу цінного паперу (поглинальний);wі — стани періодичних платежів ( mi ,3 , де m — загальна

кількість станів ланцюга Маркова для даної облігації) — непо-глинальні, неповоротні.

Page 5: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

126

Зрозуміло, що процес погашення купонної облігації завждипочинається з першого періоду. В нашій задачі настанню першоїкупонної виплати відповідає стан w3, друга купонна виплата —відповідно стан w4 і так далі. Тому тут і далі для запобіганню не-порозумінь при визначенні номеру реального платежу за обліга-цією необхідно відняти 2 від і-го індексу стану ланцюга Маркова( 2 if , f — номер платежу за облігацією, і — номер стану лан-цюга Маркова). Зауважимо, що стани w1 та w2 є поглинальними,інші — непоглинальними та неповоротними. Наявність непово-ротних станів для ланцюга Маркова сприяє тому, що процес по-ступово рухається у напрямі до поглинальних станів. При роз-гляді поглинальних ланцюгів Маркова для подальшої зручності,зазвичай, стани процесу нумерують так, щоб поглинальні дісталиперші номери.

Визначимо тепер ймовірності переходу процесу погашеннякупонної облігації між описаними станами ланцюга Маркова.Спочатку проаналізуємо ймовірності переходу процесу зі станівздійснення періодичних виплат до інших можливих станів. Дляцього визначимо перелік подій, що можуть виникнути на кожно-му етапі погашення емітентом виплат за облігацією:

повне своєчасне погашення періодичної виплати; прострочення оплати (технічний дефолт) з майбутнім врегу-

люванням; однозначна неможливість здійснення емітентом необхідних

виплат (реальний дефолт).Описані події є випадковими. В роботах [1, 5, 6] було обґрун-

товано, що погашення кожної виплати за борговим цінним папе-ром носить випадковий характер і залежить від розміру необхід-ної виплати та обсягу коштів, який емітент може направити напогашення цієї виплати. Необхідно зауважити, що погашення ви-плат за облігаційною позикою передбачає здійснення необхіднихплатежів не лише за окремим цінним папером, а для всього обся-гу емісії облігацій. Тому при аналізі спроможності емітента здій-снити відповідні виплати необхідні враховувати можливість по-гашення ним платежів для всієї емісії.

Кожна з описаних подій визначає перехід процесу погашеннякупонної облігації зі стану здійснення кожної виплати до іншихможливих станів. При повному своєчасному погашенні певної і-ої періодичної виплати процес перейде до зі стану wі до стану wі+1наступного (і + 1)-платежу за цінним папером або до стану пов-ного погашення облігації w2, якщо перехід здійснюється післяпогашення останньої виплати. Тобто перехід процесу до погли-

Page 6: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

127

нального стану повного погашення облігації w2 можливий лишезі стану останнього платежу, який передбачає попередню сплатувсіх інших платежів. У випадку прострочення оплати і-ого пла-тежу процес залишиться в тому ж самому стані wі і-ого платежудо тих пір, доки емітент не погасить дану і-ту виплату. А за одно-значної неможливості погашення емітентом необхідного і-огоплатежу процес перейде до стану w1 дефолту за облігацією. Пе-рехід процесу до поглинального стану дефолту може відбутисьна будь-якому і-ому етапі. Що ж стосується поглинальних станівдефолту та повної оплати, то перехід з цих станів до будь-якихінших є неможливим, а відповідна ймовірність залишитись у кож-ному з цих станів дорівнює одиниці.

Для кожної з описаних подій існує відповідна ймовірність ре-алізації цієї події на кожному етапі погашення облігації. Підходидо визначення відповідних імовірностей виникнення вказанихподій на кожному етапі не є предметом розгляду даної статті, то-му для даної задачі ми будемо вважати їх апріорно заданими абонаперед визначеними величинами. Імовірності виникнення опла-ти, прострочення або дефолту можуть бути визначені експертнимшляхом або на основі статистичного дослідження для облігацій-них позик з подібними емітентами, а також схожими умовамиемісії. Крім того, можна використовувати підхід до визначенняймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований у роботах [5, 6].

Отже, перехід процесу зі стану wi до стану wk для ланцюгаМаркова характеризується ймовірностями переходу — Pik. Вве-демо умовні позначення описаних вище ймовірностей для нашо-го ланцюга Маркова:Рі(і+1) — імовірність погашення поточної і-ої виплати та відпо-

відного переходу до наступної (і + 1)-виплати;Ріі — імовірність виникнення прострочення на етапі і-ої виплати.

Іншими словами, ймовірність залишитись у і-оми стані процесу;Рі1 — імовірність виникнення дефолту за облігацією на і-ому

етапі та відповідного переходу до стану дефолту;Рm2 — імовірність погашення останнього платежу та переходу

до стану повного погашення облігації.Зрозуміло, що сума ймовірностей переходу з певного стану до

усіх інших можливих станів ланцюга Маркова має дорівнюватиодиниці:

m

kjkP

1

1, mj ,1 , mk ,1 . (1)

Page 7: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

128

Для кращого сприйняття наведемо графічне представленняланцюга Маркова для описаного вище процесу погашення ку-понної облігації (рис. 1).

w1

w4w3 … w2

P34

P31

1

1

P33

P41

wm

Pm1P44

P45

Pmm

Pm2P(m-1)m

Рис. 1. Ланцюг Марковадля опису процесу погашення купонної облігації

Зауважимо, що на відміну від попередніх робіт [1], представ-лення ланцюга Маркова без виділення окремих станів простро-чення оплати дозволяє нам запобігти зайвої громіздкості моделі.Адже за збільшенням кількості платежів та допустимих простро-чень за цінним папером у попередніх роботах значно ускладню-валось графічне представлення процесу погашення облігації, збіль-шувалось розмірність відповідних матриць перехідних імовір-ностей тощо.

Повертаючись до опису ймовірностей, зауважимо, що визначен-ня перехідних імовірностей на кожному етапі погашення облігації єдосить трудомісткою задачею та вимагає наявності великої кількос-ті статистичної інформації та адекватних даних про фінансовий станемітента. Така інформація на практиці часто відсутня, тому прогно-зування всієї картини ймовірнісних переходів є вкрай складним за-вданням. В таких умовах для інвестора є важливим отримати мак-симум інформації щодо надійності боргового зобов’язання за обме-женості вхідних даних. Тому далі в роботі ми розглядатимемо зада-чу оцінки надійності купонної облігації за обмеженої вхідної інфо-рмації з метою створення важливого інструментарію аналізу доці-льності інвестування в реальних умовах.

Для проведення подальшого аналізу надійності (чи кредитно-го ризику) купонної облігації з використанням математичного

Page 8: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

129

апарату ланцюгів Маркова нам буде достатньо мати лише тризначення ймовірностей, що є сталими на кожному етапі здійс-нення виплат.

Отже, для розв’язання поставленої задачі аналізу надійностікупонної облігації для даного типу емітента та купонної облігаціїз відповідними розмірами та періодичністю виплат необхіднознати такі ймовірності:

p — імовірність погашення поточної виплати та перехід до на-ступної;

g — імовірність прострочення поточної виплати та повернен-ня до неї;

d — імовірність дефолту, тобто неспроможності емітентаздійснити необхідні виплати.

На нашу думку, отримання сталих значень імовірностей єпростішим завданням у порівнянні з необхідністю прогнозуваннявідповідних імовірностей для всіх періодів здійснення виплат.Вони можуть бути визначені експертним методом або з викорис-танням статистичної інформації щодо погашення купонних облі-гацій подібних емітентів зі схожими розмірами та періодичністювиплат.

Отже, на етапі кожної виплати за купонною облігацією емі-тент може з імовірністю р погасити необхідний платіж, з імовір-ністю g прострочити оплату та з імовірністю d виявитись абсо-лютно неспроможним здійснити необхідні виплати. Такимчином, маємо такі сталі ймовірності для всіх періодів оплати:

pppp mii ...1 , mi ,3 ;

gggg mii ...1 , mi ,3 ;

dddd mii ...1 , mi ,3 . (2)

Відповідно до введених раніше позначень імовірностей мо-жемо записати:

pP ii )1( ; gPii ; dPi 1 , 1,3 mi . (3)

Аналогічно до виразу (1) можемо записати:

1 dgp . (4)

Зауважимо, що при аналізі ймовірностей здійснення відповід-них виплат за облігацією до уваги береться імовірність погашен-ня емітентом платежів за всім обсягом емісії облігацій.

Page 9: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

130

Необхідно відмітити, що остання виплата за купонною об-лігацією є більшою, оскільки включає в себе не тільки купон,а й номінал цінного паперу, тому ймовірність погашенняостанньої виплати та відповідні ймовірності прострочення тадефолту можуть відрізнятися від таких для попередніх пла-тежів. Однак, ми приймаємо гіпотезу про добросовісністьплатника, тобто ми вважаємо, що емітент свідомо буде нама-гатись накопичити більшу суму коштів для погашення остан-ньої виплати. Крім того, в загальному випадку запропонованазадача може бути розв’язана для різних значень ймовірностейу кожному періоді, тому відмінні від інших значення ймовір-ностей для останньої виплати не змінюють загального підхо-ду до розв’язання задачі.

Відповідно, тут і далі для m-го стану останньої виплати за об-лігацією:

pPm 2 ; gPmm ; dPm 1 . (5)

З урахуванням введених позначень імовірностей (p, g, d)можемо модифікувати формулювання висхідної задачі аналізунадійності купонної облігації. Отже, інвестор розглядає доціль-ність вкладення коштів у купонну облігацію, що передбачаєздійснення n купонних виплат (с) і погашення номіналу облі-гації (N) в кінці строку. З використанням експертної та статис-тичної інформації визначено, що емітент на кожному етапі по-гашення облігаційної позики з імовірністю р здійснить необ-хідний платіж, з імовірністю g прострочить оплату та з імовір-ністю d виявиться абсолютно неспроможним здійснити необ-хідні виплати. Необхідно проаналізувати надійність описаногоборгового інструменту з використанням математичного апара-ту ланцюгів Маркова.

Перш ніж визначати числові характеристики ланцюга Марко-ва для сформульованої задачі, необхідно записати матрицю ймо-вірнісних переходів π для описаного ланцюга. Ця матриця описуєзагальну імовірнісну картину всіх можливих переходів процесу зодного стану до всіх інших. Зауважимо, що попереднє позначен-ня поглинальних станів за допомогою перших індексів дозволяєнам отримати матрицю перехідних імовірностей відразу у кано-нічному вигляді. Для сталих імовірностей переходу (p, g, d), згід-но сформульованої нами задачі, матриця π у канонічній формімає вигляд:

Page 10: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

131

w1 w2 w3 w4 w5 … wm

gpd

gd

pgd

pgd

w

w

w

w

w

w

m ...000

....................

0...000

0...00

0...00

0000010

0000001

...5

4

3

2

1

. (6)

Для будь-якого ланцюга Маркова канонічна форма матриціперехідних імовірностей π має таку структуру:

w1 w2 … wk … wm

QR

OI

w

w

w

w

m

k

станиьніНепоглинал

станиіПоглинальн

...

...2

1

, (7)

де І — одинична матриця; О — нульова матриця; R — матрицяймовірностей переходу системи з непоглинальних станів до по-глинальних; Q — матриця ймовірностей переходів системи з не-поглинальних станів до непоглинальних.

Визначимо загальний вигляд матриці R для сталих імовірнос-тей (p, g, d), що описує ймовірності переходу системи з непогли-нальних станів до поглинальних, для нашої задачі:

w1 w2

pd

d

d

d

w

w

w

w

R

m

......

0

0

0

...5

4

3

. (8)

Page 11: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

132

Матриця ймовірностей переходів системи з непоглинальнихстанів до непоглинальних Q для сталих імовірностей переходу(p, g, d):

w3 w4 w5 … wm

g

g

pg

pg

w

w

w

w

Q

m ...000

...............

0...00

0...0

0...0

...5

4

3

. (9)

Записавши канонічну форму матриці ймовірнісних переходівπ і визначивши підматриці R і Q можна переходити до визначен-ня числових характеристик ланцюга Маркова, що описує процеспогашення купонної облігації. Визначення низки числових харак-теристик наведеного ланцюга дозволить отримати необхідні па-раметри оцінювання надійності (ступеня кредитного ризику) дляпідтримки прийняття рішення щодо доцільності інвестування упевну облігацію.

Основою оцінювання основних числових характеристик по-глинального ланцюга Маркова є визначення фундаментальноїматриці N:

1 QIN , (10)

де I — одинична матриця відповідної розмірності nn , де n —кількість виплат за облігацією, тобто кількість непоглинальнихстанів ланцюга Маркова.

Елементи фундаментальної матриці N задають математичнесподівання часу, що проводить процес у кожному з неповоротнихстанів ланцюга Маркова. Іншими словами, це середня кількістьмоментів часу (періодів), яку процес погашення облігації «про-водитиме» у стані кожної виплати, враховуючи можливість ви-никнення прострочення на відповідному етапі, або середній час,необхідний на погашення певної виплати. Отримана інформаціядозволяє проаналізувати надійність облігації з позицій виявленняетапів, на яких може відбутись досить довге прострочення ви-плат. Зрозуміло, якщо певний елемент отриманої матриці пере-вищує одиницю, то на цьому етапі можливе виникнення про-строчень у оплаті облігації. Якщо ж відповідний елемент матриціменший за одиницю, то, можливо, процес погашення не потра-

Page 12: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

133

пить до цього стану, а на попередніх етапах може відбутися де-фолт за облігацією. Проаналізувавши отримані дані, інвесторможе визначити найбільш ризиковані для себе етапи погашення,спираючись на суб’єктивно встановлений припустимий час здій-снення оплати на кожному етапі. Якщо значення середнього часуперебування у стані певної виплати є неприйнятним для інвесто-ра він може або відмовитись від придбання цінного паперу аборозробити стратегію його перепродажу до моменту настанняпроблемного етапу.

Не зменшуючи загальності, для виявлення деяких важливихособливостей розглянемо загальну структуру фундаментальноїматриці N відповідно до нашої задачі для ланцюга Маркова, якиймістить невелику кількість станів. Зауважимо, що всі отриманідалі результати та виявлені закономірності для всіх наведенихнижче числових характеристик є актуальними для ланцюга Мар-кова зі сталими ймовірностями переходів незалежно від кількіс-тю станів такого ланцюга.

Отже, розглянемо купонну облігацію (графічне представленнярис. 2), яка передбачає здійснення трьох платежів. На етапі кож-ної виплати емітент з імовірністю р здійснить необхідний пла-тіж, з імовірністю g прострочить оплату та з імовірністю d ви-явиться абсолютно неспроможним здійснити необхідні виплати( 1 dgp ). Умовні позначення станів оплати введено відпо-відно до визначених раніше у статті.

w1

w4w3w2

p

d

1

1

gd

w5

dg

p

g

p

Рис. 2. Приклад ланцюга Маркова для купонної облігаціїз трьома виплатами

Page 13: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

134

Матриця перехідних імовірностей у канонічній формі дляописаної задачі матиме вигляд:

w1 w2 w3 w4 w5

gpd

pgd

pgd

w

w

w

w

w

00

00

00

00010

00001

5

4

3

2

1

. (11)

Визначимо фундаментальну матрицю N, елементи якої зада-ють середній час, що проводить процес у певному неповоротно-му стані здійснення виплат (для здійснення перетворень нагадає-мо, що 1 dgp ):

dp

pdp

pdp

g

pg

pg

QI

00

0

0

00

0

0

100

010

001

;

платіж

платіж

платіж

dp

dp

p

dp

dp

p

dp

p

dp

dp

pdp

pdp

QIN

ій

ий

ий

3

2

1

100

10

1

00

0

0

2

3

2

21

1

(12)

Певний і-ий рядок отриманої фундаментальної матриціописує середню кількість часу, необхідну для погашення кож-ного платежу, починаючи, відповідно, з і-ої виплати. Зрозумі-ло, що процес погашення облігації однозначно розпочинаєтьсязі здійснення першої виплати та ніяк не може стартувати з ін-ших станів. Тому логічно було б проводити аналіз лише пер-шого рядку фундаментальної матриці N. Адже, саме першийрядок отриманої фундаментальної матриці описує середнійчас, необхідний на погашення відповідних виплат за облігаці-єю, починаючи з першого етапу. Однак, може скластися такаситуація, коли інвестор розглядає можливість придбання цін-ного паперу в середині строку його обігу. В такому випадкудля інвестора є більш цікавим майбутнє поводження процесупогашення облігації починаючи з певного поточного і-го ета-пу. В такому разі можна аналізувати не лише перший рядок

Page 14: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

135

матриці N, а й той рядок, що відповідає і-му поточному плате-жу за цінним папером. А відповідний аналіз рядків фундамен-тальної матриці, що передують поточному і-му етапу пога-шення боргового зобов’язання в такій ситуації може бутивикористаний з метою співставлення отриманих розрахунко-вих даних і реального минулого перебігу подій щодо здійснен-ня виплат за облігацією.

Незважаючи на можливість проведення аналізу надійності ку-понної облігації в середині строку її обігу, тут і далі в роботі, незменшуючи загальності, будемо вважати, що інвестор розглядаєможливість вкладення коштів у купонну облігацію на початко-вому етапі, тобто до моменту здійснення першої виплати. Відпо-відно, тут і далі ми розглядаємо всі показники, вважаючи, щопроцес погашення облігації починається з першого етапу (з пер-шого платежу). Зауважимо, що за необхідності, аналіз відповід-них показників для певного і-го етапу проводиться абсолютноаналогічно 1-му етапу.

Повернемося до аналізу отриманої фундаментальної матриці.Нульові елементи цієї матриці вказують на те, що зворотній рухпроцесу погашення купонної облігації є неможливим, тобто здій-снення 2-ої виплати означає, що перша виплата вже погашена таповернутись до неї неможливо.

Відповідно до наведених вище міркувань розглянемо деталь-ніше перший рядок отриманої матриці N, який описує середнійчас, необхідний на погашення певної виплати, починаючи з пер-шого етапу.

Отже, починаючи з першої виплати, процес проводитиме у

стані першого платежу dp

1 одиниць часу, у стані другого пла-

тежу 2dp

p

одиниць часу, у стані останнього платежу

32

dp

p

одиниць часу.

Як видно з отриманої матриці, середній час, який проводитьпроцес погашення купонної облігації у кожному з неповоротнихстанів здійснення виплат з кожним етапом змінюється у

dp

p

раз. Введемо змінну v :

Page 15: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

136

dp

pv

. (13)

Запишемо матрицю N, з урахуванням проведеної заміни:

100

10

11

2

v

vv

dpN . (14)

Змінну g

p

dp

pv

1 можна інтерпретувати, як умовну

ймовірність того, що процес погашення облігації перейде на на-ступний етап здійснення виплат (а не потрапить до стану дефол-ту) за умови, що він не залишиться у стані даної виплати. Зрозу-

міло, що оскільки 0p , 0d , то 1

dp

pv . Отримана

умовна ймовірність v надає додаткову інформацію щодо надій-ності боргового зобов’язання.

Отже, для нашої задачі при сталих ймовірностях на кожномуетапі, середній час перебування в стані кожної виплати буде змен-

шуватись з кожним етапом у dp

pv

раз. Таке спрощення мо-

делі виникає через визначення ймовірностей погашення, про-строчення та дефолту сталими на всіх етапах здійснення виплатза облігацією. У випадку ж різних імовірностей для кожного пла-тежу, така закономірність може не спостерігатись. Детальнішепитання розробки відповідних моделей оцінювання надійностікупонних облігацій з різними ймовірностями переходу для різ-них етапів з використанням ланцюгів Маркова буде розглянуто внаступній роботі. Зауважимо також, що отримана структура фун-даментальної матриці та виявлені закономірності є актуальнимидля ланцюга Маркова будь-якої розмірності.

З урахуванням визначеної закономірності, можемо сказати,що ми маємо свого роду спадну геометричну прогресію, що опи-сує зміну часу перебування процесу у кожному неповоротномустані під час погашення купонної облігації. Перший член цієї

прогресії dp

b

1

1 , знаменник прогресії 1

dp

pvq . Рів-

Page 16: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

137

ність 1

dp

pq досягається при 0d . Такий випадок є ви-

родженим для нашої задачі, тому ми його не розглядаємо. Вияв-лення описаної закономірності дозволяє визначити середній часперебування у певному k-ому неповоротному стані ланцюга Мар-кова без обчислення фундаментальної матриці. Саме певнийk-ий член геометричної прогресії буде відповідати k-ому елемен-ту першого рядка фундаментальної матриці N та описувати сере-дній час знаходження у відповідному стані, починаючи з першо-го стану і до моменту поглинання. Будь-який член геометричноїпрогресії може бути визначений так:

kkk

kk

kp

p

dp

p

dpqbb

11

11

1. (15)

У свою чергу, сума n перших членів такої прогресії може бутивизначена так:

,11

11

1

11

1

11 n

n

n

n

n vddp

p

ddp

p

dp

p

dp

q

qbS

1q , 0d .

(16)

Сума n членів даної геометричної прогресії (де n — кількістьплатежів за облігацією) являтиме собою загальний час перебу-вання у неповоротних станах здійснення виплат за борговим цін-ним папером. Зрозуміло, що ця сума буде відповідати сумі еле-ментів першого рядка фундаментальної матриці N. Вираз (16) єдосить простим у застосуванні та не потребує побудови матриціN для визначення загального середнього часу перебування у не-поворотних станах до моменту поглинання.

Виявлена закономірність і можливість сумування геометрич-ної прогресії стане нам у нагоді при розгляді вектора τ, компоне-нти якого саме визначають загальний час (загальну кількість пе-ріодів) перебування процесу в множині неповоротних станівздійснення виплат до моменту поглинання у будь-якому погли-нальному стані.

Теоретично при достатньо великій кількості виплат за обліга-цією (не менше 200), тобто при великих n, можна було б скорис-

Page 17: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

138

татися наближеним виразом обчислення суми геометричної про-гресії S як альтернативи (16) для отримання загального часу пе-ребування у неповоротних станах здійснення виплат за обліга-цією:

ddp

pdp

q

bS

n

1

1

1

1lim 1

, 1q , 1d . (17)

Отриманий вираз є дуже простим, однак його застосування упрактичній діяльності є дещо сумнівним, оскільки необхідна дляйого використання кількість виплат є скоріше теоретичною, аніжпрактичною. Однак велика кількість виплат може бути припус-тимою, наприклад, для державних боргових цінних паперів, якімають досить довгий строк існування, або для облігацій з частоювиплатою купонів. Однак надійність державних облігацій є до-статньо високою та не потребує проведення запропонованогоаналізу, а часті виплати за облігацією не набули поширення в су-часній економічній діяльності.

Отримані показники та визначені закономірності є важливи-ми, оскільки дозволяють отримати додаткову інформацію щодопроцесу погашення купонної облігації на етапі аналізу її надійно-сті та прийняття рішень щодо доцільності інвестування у такийборговий інструмент.

Для визначення можливих меж відхилення часу перебуванняпроцесу погашення купонної облігації у непоглинальних станахздійснення виплат від середнього визначають дисперсію цієї ве-личини:

sqdg NINNN )2(2 . (18)

де dgN — фундаментальна матриця N, всі елементи якої, окрімелементів головної діагоналі, дорівнюють нулю;

sqN — фундаментальна матриця N, всі елементи якої піднесе-ні у квадрат.

Отримані значення дозволяють оцінити розкид і побудуватидовірчі інтервали для коригування оціненого середнього часу пе-ребування у станах здійснення виплат за купонною облігацією.

Визначення середньої кількості періодів часу, що необхіднідля здійснення відповідних виплат за облігацією та дисперсії

Page 18: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

139

цього показника дозволяють виявити найбільш проблемні етапипогашення цінного паперу з точки зору можливості та довготри-валості виникнення прострочень оплати на певному етапі. З огля-ду на суб’єктивно встановлену інвестором припустимість кількостіперіодів прострочення оплати при погашенні облігації, можнарозробити стратегії перепродажу цінного паперу або відмовитисьвід інвестицій в такий фінансовий інструмент.

Для оцінювання загального часу перебування процесу в непо-воротних станах до моменту поглинання обчислюють суму серед-нього часу знаходження у всіх неповоротних станах. Такі сумизадаються вектором τ:

N . (19)

де — одиничний вектор-стовпець.У нашому випадку елементи вектора τ визначають загальний

час, протягом якого буде відбуватися погашення платежів за об-лігацією до моменту досягнення будь-якого поглинального стануабо середню кількість кроків (періодів), що проведе процес здій-снення виплат за облігацією до моменту поглинання. У даномувипадку диференціація поглинальних станів відсутня, тобто не-має поділу станів на дефолт чи повне погашення. В отриманомувекторі τ аналогічно до описаної вище фундаментальної матриціN нас цікавить лише елемент першого рядку. Саме перший рядоквектора τ описує загальну кількість моментів часу, що проведепроцес у неповоротних станах здійснення виплат до досягненнябудь-якого поглинального стану, починаючи з першого етапу.Відповідно, оцінивши значення першого елементу отриманоговектору необхідно порівняти його з загальною кількістю етапів(виплат) при погашенні облігації. Якщо отримане значення загаль-ного часу до поглинання значно менше за кількість платежів зацінним папером, то це вказує на можливість виникнення дефолтупід час здійснення виплат за облігацією. В тому ж випадку, якщовідповідне значення першого компоненту вектора τ перевищуєкількість етапів погашення боргового зобов’язання, то це вказуєна можливість виникнення прострочень при погашенні облігації.Близькість першого значення отриманого вектора до реальної кіль-кості виплат вказує на очікувану відсутність небажаних ситуаційпри погашенні аналізованого цінного паперу та є показником на-дійності даного боргового інструменту. Аналогічним чином про-водиться аналіз і в тому випадку, коли доцільність інвестування вцінний папір проводиться в середині строку його обігу.

Page 19: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

140

Аналогічно до опису фундаментальної матриці N, не зменшу-ючи загальності, наведемо загальний вигляд вектора τ для описа-ного вище прикладу погашення облігації, яке передбачає здійс-нення трьох виплат (для будь-якої довільної кількості виплат nусі закономірності зберігаються).

Отже, в загальному вигляді вектор τ для опису вказаної ку-понної облігації з трьома виплатами набуде такого вигляду:

v

v

v

d

dp

dp

p

dp

dp

p

dp

p

dp

N

1

1

11

1

1

1

100

10

1

2

3

2

3

2

2

. (20)

Як бачимо, значення першого елементу отриманого вектора(20) співпадає з виразом (16) для суми геометричної прогресії длятрьох членів (відповідно до кількості виплат за облігацією). Та-ким чином, виявлена закономірність відповідає дійсності. Призростанні кількості неповоротних станів здійснення виплат за об-лігацією, відповідному збільшенні розмірності матриць та усклад-ненні розрахунків, можна застосовувати вирази (15) і (16) дляспрощення розрахунків необхідних параметрів.

Для визначення меж коливання загального часу, протягомякого відбуватиметься погашення виплат за облігацією до мо-менту поглинання визначають відповідну дисперсію даного по-казника:

sqIN 22 , (21)

де sq — вектор , всі елементи якого піднесені у квадрат.Отримане значення дисперсії дозволяє скоригувати відповідне

значення загального часу перебування процесу в станах здійс-нення виплат та отримати відповідні можливі межі зміни цьогопараметра.

Якщо покласти 0 gPii для всіх неповоротних станів про-цесу, тобто унеможливити залишення процесу в одному і тому жстані, та нормувати кожний рядок матриці перехідних імовірнос-тей π, так щоб сума елементів в ньому дорівнювала одиниці, томожна отримати модифікацію розглянутих характеристик (19),

Page 20: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

141

(21). Визначений вектор для нових імовірностей переходу (при0 gPii ) буде задавати математичне сподівання кількості змін

станів висхідного процесу. Дисперсія ж цієї величини буде зада-ватися відповідною компонентою вектору 2 . Обчисливши новімодифіковані параметри можна порівняти середній час до погли-нання та середню кількість змін станів процесу, а також відповід-ні дисперсії та зробити висновки щодо можливості та тривалостівиникнення прострочень під час погашення купонної облігації, атакож щодо можливості виникнення дефолту за цінним папером.Визначення цих модифікованих параметрів дозволяє оцінити се-реднє значення кількості кроків, під час яких процес знаходитьсяв одних і тих же неповоротних станах, тобто знаходячись у пев-ному неповоротному стані не змінює свого положення. Дляотримання цього показника необхідно від значення середньогочасу до поглинання відняти відповідне значення середньої кіль-кості змін станів. Отриманий показник визначає середню кіль-кість кроків, протягом яких відбувається прострочення оплатипід час погашення купонної облігації. Цей параметр є важливимдля аналізу надійності боргового інструменту та прийняття рі-шень щодо доцільності інвестування.

Одними з найбільш інформативних показників, що характери-зують надійність купонної облігації та визначаються з викорис-танням математичного апарату поглинальних ланцюгів Маркова,є ймовірності досягнення поглинальних станів дефолту та повно-го погашення цінного паперу зі станів здійснення виплат за облі-гацією. Такі ймовірності потрапляння до кожного з поглинальнихстанів, виходячи з кожного неповоротного стану визначаєтьсяматрицею В:

RNB , (22)

згідно введених раніше позначень.Елементи матриці В є важливими показниками. Вони опису-

ють імовірності повного погашення купонної облігації, а такожімовірності виникнення дефолту за нею, починаючи з кожногоетапу здійснення виплат. Отримана матриця дозволяє побачитизагальну ймовірнісну картину можливого перебігу подій під часпогашення облігаційної позики та надає потенційному інвесторо-ві можливість проаналізувати доцільність вкладення коштів у пев-ну облігацію з огляду на отримані ймовірнісні показники щодоможливості настання дефолту або повного погашення облігаціїна етапі здійснення кожного платежу.

Page 21: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

142

Не зменшуючи загальності, розглянемо особливості форму-вання матриці ймовірностей досягнення поглинальних станів Вдля описаного раніше прикладу купонної облігації з трьома ви-платами та відповідного ланцюга Маркова (для будь-якої довіль-ної кількості виплат n усі закономірності зберігаються).

w1 w2

dp

p

dp

pdp

p

dp

pdp

p

dp

p

pd

d

d

dp

dp

p

dp

dp

p

dp

p

dp

RNB

1

1

1

0

0

100

10

1

2

2

2

2

3

3

3

3

2

3

2

2

, (23)

або з урахуванням заміни (13):

w1 w2

vv

vv

vv

RNB

1

1

122

33

, (24)

Отримане представлення матриці В дуже добре ілюструє ймовір-ності потрапляння до станів дефолту та повного погашення за облі-гацією. Адже дефолт і повна оплата боргового цінного паперу — цедва можливі кінцеві результати процесу його погашення. Відповід-но сума ймовірностей цих двох результуючих подій дорівнює оди-ниці. Як видно з отриманої матриці В, імовірності оплати та де-фолту за купонною облігацією залежать лише від відношення

dp

pv

. Розглянемо детальніше другий стовпчик отриманої мат-

риці, який описує ймовірності повної оплати облігації відповідно доетапів здійснення виплат. Послідовна зміна ступеню відношення

dp

pv

може мати досить просту інтерпретацію: це добуток

умовних імовірностей того, що на кожному етапі здійснення виплат,якщо процес залишає стан певної виплати, то він переходить до на-ступної, а не потрапляє до стану дефолту. Тобто ймовірність пога-шення купонної облігації залежить лише від імовірності переходупроцесу оплати до наступної виплати на кожному етапі, за умови,що він не залишиться у стані даної виплати.

Page 22: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

143

Таким чином, використання математичного апарату поглиналь-них ланцюгів Маркова в даному випадку дозволяє обійтись беззастосування логіко-ймовірнісного підходу та створення склад-них комбінаторних викладок для отримання ймовірностей кінце-вих результуючих подій повного погашення купонної облігаціїабо дефолту за нею.

Розглянемо тепер імовірності потрапляння до кожного з непо-воротних станів здійснення виплат, починаючи з певної іншої ви-плати. Такі ймовірності визначаються за допомогою матриці Н:

1 dgNINH . (25)

Елементи цієї матриці описують всю можливу картину імовір-ностей переходу процесу здійснення виплат за купонною обліга-цією від кожного платежу до будь-якого іншого. Розрахувавшитакі ймовірнісні показники, інвестор може проаналізувати мож-ливість досягнення процесом певного етапу, починаючи з будь-якого періоду погашення боргового зобов’язання, і тим самимвідповісти на важливе питання: чи дійде колись процес погашен-ня облігації до певної виплати. Оцінивши ймовірності досягнен-ня станів усіх наявних виплат, інвестор може виявити найбільшпроблемні етапи з точки зору можливості виникнення дефолту вцих періодах і відповідної низької ймовірності досягнення наступ-них платежів. Проведення такого аналізу є важливим з точки зо-ру оцінювання надійності цінного паперу та прийняття інвести-ційних рішень. Крім того, з огляду на отримані показники можнарозробити певну стратегію перепродажу цінного паперу, з ураху-ванням імовірностей досягнення певного етапу погашення ку-понної облігації.

Для кращого розуміння викладеного матеріалу розглянемоформування матриці Н для наведеного раніше прикладу купонноїоблігації з трьома виплатами та відповідного ланцюга Маркова(для будь-якої довільної кількості виплат n усі закономірностізберігаються):

1

2

3

2

2

100

01

0

001

100

010

001

100

10

1

dp

dp

dp

dp

dp

p

dp

dp

p

dp

p

dp

H

Page 23: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

144

g

vg

vvg

gdp

pg

dp

p

dp

pg

00

0

00

0

2

2

. (26)

З отриманої структури матриці Н добре видно те, що вонаскладається з відповідних імовірностей залишитись у даномустані, тобто виникнення прострочення, та умовних імовірностейдосягнення певного етапу здійснення виплат з будь-якого з попе-редніх етапів. Зрозуміло, що нульові елементи визначеної матри-ці вказують на те, що повернення до вже здійснених платежів єнеможливим. Використання математичного апарату ланцюгівМаркова для аналізу ймовірностей досягнення певних етапівздійснення виплат за купонною облігацією, так само, як і дляаналізу потрапляння до поглинаючих станів дефолту та повногопогашення, дозволяє обійтись без складного комбінаторного ана-лізу, що є особливо актуальним за великої кількості станів лан-цюга Маркова.

Отримані ймовірності досягнення стану певної виплати за об-лігацією (елементи матриці Н) разом із загальними ймовірностя-ми дефолту або погашення облігації (елементи матриці В) мо-жуть бути використані для визначення низки грошових харак-теристик кредитно-інвестиційної якості облігації, відповідногокоригування її реальної вартості із застосуванням підходів, за-пропонованих в роботах [5, 6] і розробки відповідних раціональ-них стратегій інвестування у такий борговий цінний папір. Ви-світленню цих та інших питань буде присвячено наступні роботиавтора.

Розглянемо тепер інше застосування розглянутої щойно мат-риці Н. З використанням цієї матриці можна обчислити ймовір-ність потрапляння до певного неповоротного стану рівно z раз.

Нехай jn — час, що проводить процес у стані jw ; ij — вклад

початкового стану (константа: .

;

,0

,1

ji

ji

при

приij

).

Тоді ймовірності iP потрапляння до певного j-го стану рівноz раз, починаючи з і-го стану, визначаються так:

Page 24: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

145

,0;0

,,

1

kk

припри

HIHHHE

znPdg

kdg

ijji (27)

де Е — квадратна матриця, всі елементи якої дорівнюють одини-ці, розмірності nn , де n — кількість виплат за облігацією, тоб-то кількість непоглинальних станів ланцюга Маркова.

Наведений вираз (27) отримується із таких міркувань: для то-го, щоб потрапити до даного неповоротного стану рівно z раз,необхідно досягти цього стану хоча б один раз, потім повернути-ся до нього (z–1) раз, а потім залишити цей стан назавжди. Зро-зуміло, що при 0k аналізується ймовірність недосягненняпроцесом стану певної виплати. Такі ймовірності отримуєтьсяшляхом елементарного віднімання відповідного значення ймовір-ності досягнення даного стану (елементи матриці Н) від одиниці,що ілюструє перший рядок виразу (27).

Отриманий параметр (27) дозволяє проаналізувати ймовірнос-ті виникнення прострочень оплати та їх довготривалості. Цей по-казник має використовуватись разом із фундаментальною матри-цею N, що визначає середній час перебування у кожному зі станівздійснення виплат. Проаналізувавши елементи матриці N інвес-тор може оцінити ймовірність виникнення відповідної тривалостіпрострочень за допомогою виразу (27) та виявити таким чиномпроблемні етапи погашення облігаційної позики.

Нарешті, останнім показником, що дозволяє оцінити надій-ність описаної купонної облігації, є середня кількість неповорот-них станів здійснення виплат за цінним папером, через які прой-де процес погашення, перш ніж досягне будь-якого з погли-нальних станів. Такі характеристики надійності облігації визна-чаються вектором μ:

1dgNN . (28)

Елементи отриманого вектора μ визначають відповідну серед-ню кількість етапів, що пройде купонна облігація перш ніж досяг-не стану повного виконання або розриву, починаючи з етапу ко-жного платежу. Відповідно до наведених вище міркувань щодорозгляду облігації до моменту настання першої виплати розгля-немо детальніше аналіз першого рядку визначеного вектора μ.Для здійснення аналізу надійності купонної облігації з викорис-танням елементів вектора μ необхідно порівняти отримане зна-чення елементу першого рядка вектора із загальною кількістю

Page 25: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

146

виплат за цінним папером. Якщо відповідний елемент одержано-го вектора (28) є меншим за кількість платежів за облігацією, тоце вказує на можливість настання дефолту за облігацією під час їїобігу.

Розглянемо структуру вектора μ для описаного вище прикладукупонної облігації з трьома виплатами для виявлення певних за-кономірностей її формування (для будь-якої довільної кількостівиплат n усі закономірності зберігаються):

1

1

1

100

01

0

001

100

10

11

2

3

2

2

dp

dp

dp

dp

dp

p

dp

dp

p

dp

p

dp

1

1

1

1

1

12

2

v

vv

dp

pdp

p

dp

p

. (29)

З отриманого виразу (29) можна побачити, що середня кіль-кість неповоротних станів ланцюга Маркова, в яких побуває про-цес погашення описаної облігації визначається як сума ймовірно-стей потрапити колись до різних станів відповідно до матриці Н,з урахуванням того, що до початкового стану процес потрапляєоднозначно. Відповідно до виразу (29) середня кількість станів,до яких потрапить процес погашення облігації залежить лише від

умовної ймовірності dp

pv

переходу процесу оплати до на-

ступної виплати на кожному етапі, за умови, що він не залишить-ся у стані даної виплати.

Не зменшуючи загальності, розглянемо більш детально пер-ший елемент вектора μ (29) для виявлення загальних закономір-ностей формування цього вектора. Отже, перший рядок даного

Page 26: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

147

вектора являє собою суму спадної геометричної прогресії. Пер-ший член цієї прогресії 11 b , знаменник прогресії

1

dp

pvq . Рівність 1

dp

pq досягається при 0d .

Такий випадок є виродженим для нашої задачі, тому ми його нерозглядаємо. Сума n перших членів такої прогресії може бути ви-значена так:

1

1

1

1

1

11

v

v

q

q

q

qbS

nnn

n , 1q , 1v , 0d . (30)

Виявлення описаної закономірності дозволяє визначити се-редню кількість неповоротних станів, в яких побуває процеспогашення купонної облігації, починаючи з першого етапу наоснові використання виразу (30) без спеціального обчисленнявектора μ. Аналіз відповідних показників, починаючи з будь-якого етапу в середині строку обігу цінного паперу проводить-ся аналогічно першому етапу. Зауважимо, що у описана зако-номірність спостерігається для ланцюга Маркова зі сталимиймовірностями пер ходуна кожному етапі, у випадку ж різнихімовірностей для кожного платежу, такої закономірності можене існувати.

Аналогічно до подібної закономірності для фундаментальноїматриці N можна було б скористатися наближеним виразом дляобчислення суми геометричної прогресії S як альтернативи (30)при достатньо великій кількості виплат за облігацією (не мен-ше 200):

vqq

bS

n

1

1

1

1

1lim 1 , 1q , 1v , 1d . (31)

Однак, використання цього виразу (31) є більш теоретичним,аніж практичним через надто велику кількість платежів за ціннимпапером.

При розгляді описаних числових характеристик ланцюга Мар-кова для купонних облігацій, необхідно враховувати, що ми роз-глядаємо раціонально діючого інвестора. Відповідно такий інвес-тор скоріше за все аналізуватиме лише такі цінні папери,ймовірність погашення за якими є досить високою та однозначноперевищуватиме 0,5. У такому випадку, рух процесу погашення вбік повної оплати боргового зобов’язання є більш імовірним, що

Page 27: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

148

ілюструватимуть числові значення отриманих показників. Крімтого, процес погашення облігації не може повернутися назад допопередніх виплат, тому відповідний рух процесу в лівий бік єнеприпустимим, отже процес погашення облігації являє собоюрух вправо.

Запропоновані часові та ймовірнісні показники оцінюваннянадійності для описаної купонної облігації з використанням ма-тематичного апарату поглинаючих ланцюгів Маркова надаютьінвесторові важливу інформацію щодо кредитно-інвестиційноїякості боргового цінного паперу та дозволяють прийняти обґрун-товане рішення щодо доцільності інвестування у такий фінансо-вий інструмент. Застосування розроблених показників має бутикомплексним, адже саме одночасний аналіз запропонованих па-раметрів дозволяє побачити цілісну картину перебігу подій підчас погашення купонної облігації з припустимим простроченнямвиплат.

Висновки. Запропонований підхід з використанням матема-тичного апарату поглинальних ланцюгів Маркова для оцінюван-ня надійності купонних облігацій із припустимим простроченнямвиплат дозволяє подолати недоліки попередніх робіт і розширитиколо моделей оцінювання кредитно-інвестиційної якості такихборгових цінних паперів. Такий підхід є актуальним в умовах не-стачі достовірної статистичної інформації щодо погашення облі-гаційної позики на кожному етапі, адже за допомогою запро-понованого інструментарію інвестор, маючі обмежену вхідну ін-формацію, може проаналізувати можливий перебіг подій під часпогашення боргового зобов’язання та прийняти адекватне рішен-ня щодо доцільності інвестування в такий фінансовий інстру-мент.

Визначення часових і ймовірнісних характеристик процесупогашення купонних облігацій з використанням математичногоапарату ланцюгів Маркова дозволяє проаналізувати важливі па-раметри надійності боргового зобов’язання та поповнити низкупоказників оцінки кредитного ризику (чи, навпаки, надійності)боргових цінних паперів. З використанням описаного підходуможна визначити середній і загальний час погашення кожної ви-плати за купонною облігацією, ймовірності досягнення певногоетапу здійснення виплат, загальну ймовірність погашення абодефолту за цінним папером, середню кількість погашених виплаттощо.

Крім того, запропоновані моделі та відповідні показникидають змогу розробити на їх основі адекватні моделі визна-

Page 28: 1. П ., . — .: , 2008. — 1104 · ймовірностей погашення платежів за борговими цінними папе-рами запропонований

149

чення вартісних характеристик оцінки надійності купоннихоблігацій і відповідні підходи до управління кредитним ризи-ком таких боргових цінних паперів з точки зору створення ра-ціональних консервативних або спекулятивних стратегій інве-стування у борговий цінний папір. Розробці моделей визначен-ня вартісних характеристик та створення раціональних страте-гій інвестування в купонні облігації буде присвячено наступнуроботу автора.

Запропонований підхід може також бути застосований дляінших боргових інструментів з подібною схемою погашення, атакож в умовах достатності достовірної статистичної інформаціїщодо ймовірностей погашення боргових зобов’язань на кожномуетапі здійснення виплат. Висвітленню цих питань будуть присвя-чені наступні роботи автора.

Література

1. Долінскька Є.Б., Долінський Л.Б. Марківські моделі оцінюваннякредитного ризику купонних облігацій // Моделювання та інформаційнісистеми в економіці: Міжвід. наук. зб. — К.: КНЕУ, 2011. —Вип. № 84. — С. 193—205.

2. Долінскька Є.Б., Долінський Л.Б. Оцінювання надійності купон-них облігацій з використанням теорії графів // Вісник Запорізького на-ціонального університету: Збірник наукових праць. Економічні науки.— Запоріжжя: ЗНУ, 2011. — С. 220—228.

3. Кемени Дж., Снелл Дж. Конечные цепи Маркова. — М.: Главнаяредакция физико-математической литературы издательства «Наука»,1970. — 272 с.

4. Долінська Є.Б. Моделі оцінки надійності лізингових операцій звикористанням ланцюгів Маркова // Модели управления в рыночнойэкономике: Сб. науч. тр. Общ. ред. и предисл. Ю.Г. Лысенко; Донецкийнац. ун-т. — Донецк: ДонНУ, 2005. — Вып. 8. — С. 67—80.

5. Долінський Л.Б., Галкін А.І. Імовірнісні моделі оцінки ризику не-платежу та визначення вартості облігацій // Вісник НБУ. — 2007. —№ 8. — С. 38—40.

6. Долінський Л.Б., Галкін А.І. Оцінка вартості векселів з ураху-ванням ризику неплатежу // Фінанси України. — 2009. — №6. —С. 68—76.

Стаття надійшла до редакції 13.11.2012 р.