2024/04/19 更新

写真a

シミズ ヤスタカ
清水 泰隆
所属
理工学術院 基幹理工学部
職名
教授
学位
論文博士(数理科学) ( 2007年10月 東京大学 )

経歴

  • 2017年04月
    -
     

    早稲田大学理工学術院 教授

  • 2014年04月
    -
    2017年03月

    早稲田大学理工学術院 准教授

  • 2011年10月
    -
    2014年03月

    大阪大学基礎工学研究科 准教授

  • 2007年04月
    -
    2011年09月

    大阪大学大学院基礎工学研究科 助教

  • 2005年04月
    -
    2007年03月

    大阪大学基礎工学研究科 助手

  • 1999年04月
    -
     

    第一生命保険相互会社

▼全件表示

学歴

  • 2001年04月
    -
    2005年03月

    東京大学   大学院数理科学研究科  

  • 1995年04月
    -
    1999年03月

    東京大学   理学部   数学科  

委員歴

  • 2023年08月
    -
    継続中

    日本金融・証券計量・工学学会  理事

  • 2021年12月
    -
    継続中

    日本アクチュアリー会  評議員

  • 2019年03月
    -
    継続中

    日本アクチュアリー会  客員

  • 2018年04月
    -
    継続中

    Japanese Journal of Statistics and Data Science  編集委員

  • 2016年04月
    -
    継続中

    Journal of the Japanese Association of Risk, Insurance and Pensions  Editor

  • 2016年04月
    -
    継続中

    日本年金保険リスク学会誌  編集委員

  • 2014年04月
    -
    継続中

    Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics  Associate Editor

  • 2016年10月
    -
    2018年09月

    日本数学会 社会連携協議会  幹事

  • 2013年04月
    -
     

    日本数学会  統計数学分科会運営委員

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    日本統計学会  監事

▼全件表示

所属学協会

  • 2023年08月
    -
    継続中

    日本金融・証券計量・工学学会

  •  
     
     

    日本保険・年金リスク学会

  •  
     
     

    日本統計学会

  •  
     
     

    日本数学会

研究分野

  • 応用数学、統計数学 / 数学基礎 / 金融、ファイナンス / 経済統計 / 統計科学

研究キーワード

  • 数理統計学

  • 漸近推測論

  • 確率過程

  • 金融・保険数理

受賞

  • 小川研究奨励賞

    2007年09月   日本統計学会  

  • コンペティション優秀報告賞

    2004年09月   日本統計学会  

 

論文

  • Threshold estimation for jump-diffusions under small noise asymptotics

    Mitsuki Kobayashi, Yasutaka Shimizu

    Statistical Inference for Stochastic Processes   26 ( 2 ) 361 - 411  2023年07月

     概要を見る

    We consider parameter estimation of stochastic differential equations driven by a Wiener process and a compound Poisson process as small noises. The goal is to give a threshold-type quasi-likelihood estimator and show its consistency and asymptotic normality under new asymptotics. One of the novelties of the paper is that we give a new localization argument, which enables us to avoid truncation in the contrast function that has been used in earlier works and to deal with a wider class of jumps in threshold estimation than ever before.

    DOI

    Scopus

  • Asymptotic inference for stochastic differential equations driven by fractional Brownian motion

    Shohei Nakajima, Yasutaka Shimizu

    Japanese Journal of Statistics and Data Science   6 ( 1 ) 431 - 455  2023年06月

     概要を見る

    We study a problem of parametric estimation for continuously observed stochastic processes involving fractional Brownian motion with Hurst index H∈ (1 / 2 , 1). Under some assumptions on the drift and volatility coefficients, we obtain the asymptotic normality and moment convergence of maximum likelihood type estimator of the drift parameter under the small noise asymptotics such that the driving noise vanishes.

    DOI

    Scopus

  • Survival energy models for mortality prediction and future prospects

    Yasutaka Shimizu, Kana Shirai, Yuta Kojima, Daiki Mitsuda, Mahiro Inoue

    ASTIN Bulletin   53 ( 2 ) 377 - 391  2023年05月

     概要を見る

    The survival energy model (SEM) is a recently introduced novel approach to mortality prediction, which offers a cohort-wise distribution function of the time of death as the first hitting time of a "survival energy" diffusion process to zero. In this study, we propose a novel SEM that can serve as a suitable candidate in the family of prediction models. We also proposed a method to improve the prediction in an earlier work. We further examine the practical advantages of SEM over existing mortality models.

    DOI

    Scopus

  • Asymptotic normality of least squares type estimators to stochastic differential equations driven by fractional Brownian motions

    Shohei Nakajima, Yasutaka Shimizu

    Statistics and Probability Letters   187  2022年08月

     概要を見る

    We study the problem of parametric estimation for discretely observed stochastic processes driven by fractional Brownian motion with Hurst index H∈(1/2,1). Under some assumptions on the drift coefficient, we obtain the asymptotic normality of the least square estimator of the drift parameter at special rate.

    DOI

    Scopus

  • Least-squares estimators based on the Adams method for stochastic differential equations with small Lévy noise

    Mitsuki Kobayashi, Yasutaka Shimizu

    Japanese Journal of Statistics and Data Science   5 ( 1 ) 217 - 240  2022年07月

     概要を見る

    We consider stochastic differential equations (SDEs) driven by small Lévy noise with some unknown parameters and propose a new type of least-squares estimators based on discrete samples from the SDEs. To approximate the increments of a process from the SDEs, we shall use not the usual Euler method but the Adams method, that is, a well-known numerical approximation of the solution to the ordinary differential equation appearing in the limit of the SDE. We show the consistency of the proposed estimators and the asymptotic distribution in a suitable observation scheme. We also show that our estimators can be better than the usual LSE based on the Euler method in the finite sample performance.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Parameter estimation of stochastic differential equation driven by small fractional noise

    Shohei Nakajima, Yasutaka Shimizu

    Statistics   56 ( 4 ) 919 - 934  2022年

     概要を見る

    We study the problem of parametric estimation for continuously observed stochastic processes driven by additive small fractional Brownian motion with the Hurst index (Formula presented.). Under some assumptions on the drift coefficient, we obtain the asymptotic normality and moment convergence of maximum likelihood estimator of the drift parameter when a small dispersion coefficient (Formula presented.).

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)
  • Why Does a Human Die? A Structural Approach to Cohort-Wise Mortality Prediction under Survival Energy Hypothesis

    Yasutaka Shimizu, Yuki Minami, Ryunosuke Ito

    ASTIN Bulletin   51 ( 1 ) 191 - 219  2021年01月

     概要を見る

    We propose a new approach to mortality prediction under survival energy hypothesis (SEH). We assume that a human is born with initial energy, which changes stochastically in time and the human dies when the energy vanishes. Then, the time of death is represented by the first hitting time of the survival energy (SE) process to zero. This study assumes that SE follows a time-inhomogeneous diffusion process and defines the mortality function, which is the first hitting time distribution function of the SE process. Although SEH is a fictitious construct, we illustrate that this assumption has the potential to yield a good parametric family of cumulative probability of death, and the parametric family yields surprisingly good predictions for future mortality rates.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Asymptotically normal estimators of the ruin probability for Lévy insurance surplus from discrete samples

    Yasutaka Shimizu, Zhimin Zhang

    Risks   7 ( 2 )  2019年06月

     概要を見る

    A statistical inference for ruin probability from a certain discrete sample of the surplus is discussed under a spectrally negative Lévy insurance risk. We consider the Laguerre series expansion of ruin probability, and provide an estimator for any of its partial sums by computing the coefficients of the expansion. We show that the proposed estimator is asymptotically normal and consistent with the optimal rate of convergence and estimable asymptotic variance. This estimator enables not only a point estimation of ruin probability but also an approximated interval estimation and testing hypothesis.

    DOI

    Scopus

    9
    被引用数
    (Scopus)
  • Estimation of a Concordance Probability for Doubly Censored Time-to-Event Data

    Kenichi Hayashi, Yasutaka Shimizu

    Statistics in Biosciences   10 ( 3 ) 546 - 567  2018年12月

     概要を見る

    Evaluating the relationship between a response variable and explanatory variables is important to establish better statistical models. Concordance probability is one measure of this relationship and is often used in biomedical research. Concordance probability can be seen as an extension of the area under the receiver operating characteristic curve. In this study, we propose estimators of concordance probability for time-to-event data subject to double censoring. A doubly censored time-to-event response is observed when either left or right censoring may occur. In the presence of double censoring, existing estimators of concordance probability lack desirable properties such as consistency and asymptotic normality. The proposed estimators consist of estimators of the left-censoring and the right-censoring distributions as a weight for each pair of cases, and reduce to the existing estimators in special cases. We show the statistical properties of the proposed estimators and evaluate their performance via numerical experiments.

    DOI

    Scopus

  • Dynamic risk measures for stochastic asset processes from ruin theory

    Yasutaka Shimizu, Shuji Tanaka

    Annals of Actuarial Science   12 ( 2 ) 211 - 232  2018年09月

     概要を見る

    This article considers a dynamic version of risk measures for stochastic asset processes and gives a mathematical benchmark for required capital in a solvency regulation framework. Some dynamic risk measures, based on the expected discounted penalty function launched by Gerber and Shiu, are proposed to measure solvency risk from the company's going-concern point of view. This study proposes a novel mathematical justification of a risk measure for stochastic processes as a map on a functional path space of future loss processes.

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)
  • Parametric inference for ruin probability in the classical risk model

    Takayoshi Oshime, Yasutaka Shimizu

    Statistics and Probability Letters   133   28 - 37  2018年02月

     概要を見る

    Consider the classical insurance surplus model with a parametric family for the claim distribution. Although we can construct an asymptotically normal estimator of the ruin probability from the claim data, the asymptotic variance is not easy to estimate since it includes the derivative of the ruin probability with respect to the parameter. This paper gives an explicit asymptotic formula for the asymptotic variance, which is easy to estimate, and gives an asymptotic confidence interval of ruin probability.

    DOI

    Scopus

  • Threshold Estimation for Stochastic Processes with Small Noise

    Yasutaka Shimizu

    Scandinavian Journal of Statistics   44 ( 4 ) 951 - 988  2017年12月

     概要を見る

    Consider a process satisfying a stochastic differential equation with unknown drift parameter, and suppose that discrete observations are given. It is known that a simple least squares estimator (LSE) can be consistent but numerically unstable in the sense of large standard deviations under finite samples when the noise process has jumps. We propose a filter to cut large shocks from data and construct the same LSE from data selected by the filter. The proposed estimator can be asymptotically equivalent to the usual LSE, whose asymptotic distribution strongly depends on the noise process. However, in numerical study, it looked asymptotically normal in an example where filter was chosen suitably, and the noise was a Lévy process. We will try to justify this phenomenon mathematically, under certain restricted assumptions.

    DOI

    Scopus

    3
    被引用数
    (Scopus)
  • Least squares estimators for stochastic differential equations driven by small Lévy noises

    Hongwei Long, Chunhua Ma, Yasutaka Shimizu

    Stochastic Processes and their Applications   127 ( 5 ) 1475 - 1495  2017年05月

     概要を見る

    We study parameter estimation for discretely observed stochastic differential equations driven by small Lévy noises. We do not impose Lipschitz condition on the dispersion coefficient function σ and any moment condition on the driving Lévy process, which greatly enhances the applicability of our results to many practical models. Under certain regularity conditions on the drift and dispersion functions, we obtain consistency and rate of convergence of the least squares estimator (LSE) of parameter when ε→0 and n→∞ simultaneously. We present some simulation study on a two-factor financial model driven by stable noises.

    DOI

    Scopus

    33
    被引用数
    (Scopus)
  • Estimating Gerber-Shiu functions from discretely observed Levy driven surplus

    Yasutaka Shimizu, Zhimin Zhang

    INSURANCE MATHEMATICS & ECONOMICS   74   84 - 98  2017年05月  [査読有り]

     概要を見る

    Consider an insurance surplus process driven by a Levy subordinator, which is observed at discrete time points. An estimator of the Gerber-Shiu function is proposed via the empirical Fourier transform of the Gerber-Shiu function. By evaluating its mean squared error, we show the L-2-consistency of the estimator under the assumption of high-frequency observation of the surplus process in a long term. Simulation studies are also presented to show the finite sample performance of the proposed estimator. (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    27
    被引用数
    (Scopus)
  • Applications of central limit theorems for equity-linked insurance

    Runhuan Feng, Yasutaka Shimizu

    Insurance: Mathematics and Economics   69   138 - 148  2016年07月

     概要を見る

    In both the past literature and industrial practice, it was often implicitly used without any justification that the classical strong law of large numbers applies to the modeling of equity-linked insurance. However, as all policyholders' benefits are linked to common equity indices or funds, the classical assumption of independent claims is clearly inappropriate for equity-linked insurance. In other words, the strong law of large numbers fails to apply in the classical sense. In this paper, we investigate this fundamental question regarding the validity of strong laws of large numbers for equity-linked insurance. As a result, extensions of classical laws of large numbers and central limit theorem are presented, which are shown to apply to a great variety of equity-linked insurance products.

    DOI

    Scopus

    13
    被引用数
    (Scopus)
  • Potential measures for spectrally negative Markov additive processes with applications in ruin theory

    Runhuan Feng, Yasutaka Shimizu

    INSURANCE MATHEMATICS & ECONOMICS   59   11 - 26  2014年11月  [査読有り]

     概要を見る

    The Markov additive process (MAP) has become an increasingly popular modeling tool in the applied probability literature. In many applications, quantities of interest are represented as functionals of MAPs and potential measures, also known as resolvent measures, have played a key role in the representations of explicit solutions to these functionals. In this paper, closed-form solutions to potential measures for spectrally negative MAPs are found using a novel approach based on algebraic operations of matrix operators. This approach also provides a connection between results from fluctuation theoretic techniques and those from classical differential equation techniques. In the end, the paper presents a number of applications to ruin-related quantities as well as verification of known results concerning exit problems. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    19
    被引用数
    (Scopus)
  • The YUIMA project: A computational framework for simulation and inference of stochastic differential equations

    Brouste, A., Fukasawa, M., Hino, H., Iacus, S.M., Kamatani, K., Koike, Y., Masuda, H., Nomura, R., Ogihara, T., Shimuzu, Y., Uchida, M., Yoshida, N.

    Journal of Statistical Software   57 ( 4 ) 1 - 51  2014年

     概要を見る

    The YUIMA Project is an open source and collaborative effort aimed at developing the R package yuima for simulation and inference of stochastic differential equations. In the yuima package stochastic differential equations can be of very abstract type, multidimensional, driven by Wiener process or fractional Brownian motion with general Hurst parameter, with or without jumps specified as Ĺevy noise. The yuima package is intended to offer the basic infrastructure on which complex models and inference procedures can be built on. This paper explains the design of the yuima package and provides some examples of applications.

    DOI

    Scopus

    52
    被引用数
    (Scopus)
  • Edgeworth type expansion of ruin probability under Levy risk processes in the small loading asymptotics

    Yasutaka Shimizu

    SCANDINAVIAN ACTUARIAL JOURNAL   2014 ( 7 ) 620 - 648  2014年  [査読有り]

     概要を見る

    This paper presents an asymptotic expansion of the ultimate ruin probability under Levy insurance risks as the loading factor tends to zero. The expansion formula is obtained via the Edgeworth type expansion for compound geometric distributions. We give higher-order expansion of the ruin probability, any order of which is available in explicit form, and discuss a certain type of validity of the expansion. We shall also give applications to evaluation of the VaR-type risk measure due to ruin, and the scale function of spectrally negative Levy processes.

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)
  • On a Generalization from Ruin to Default in a Lévy Insurance Risk Model

    Feng, R., Shimizu, Y.

    Methodology and Computing in Applied Probability   15 ( 4 ) 773 - 802  2013年12月

     概要を見る

    In a variety of insurance risk models, ruin-related quantities in the class of expected discounted penalty function (EDPF) were known to satisfy defective renewal equations that lead to explicit solutions. Recent development in the ruin literature has shown that similar defective renewal equations exist for a more general class of quantities than that of EDPF. This paper further extends the analysis of this new class of functions in the context of a spectrally negative Lévy risk model. In particular, we present an operator-based approach as an alternative analytical tool in comparison with fluctuation theoretic methods used for similar quantities in the current literature. The paper also identifies a sufficient and necessary condition under which the classical results from defective renewal equation and those from fluctuation theory are interchangeable. As a by-product, we present a series representation of scale function as well as potential measure in terms of compound geometric distribution. © 2012 Springer Science+Business Media, LLC.

    DOI

    Scopus

    15
    被引用数
    (Scopus)
  • Finite-time survival probability and credit default swaps pricing under geometric Lévy markets

    Hao, X., Li, X., Shimizu, Y.

    Insurance: Mathematics and Economics   53 ( 1 ) 14 - 23  2013年07月  [査読有り]

     概要を見る

    We study the first-passage time over a fixed threshold for a pure-jump subordinator with negative drift. We obtain a closed-form formula for its survival function in terms of marginal density functions of the subordinator. We then use this formula to calculate finite-time survival probabilities in a structural model for credit risk, and thus obtain a closed-form pricing formula for a single-name credit default swap (CDS). This pricing formula is well calibrated on market CDS quotes. In particular, it explains why the par CDS credit spread is not negligible when the maturity becomes short. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    10
    被引用数
    (Scopus)
  • Least squares estimators for discretely observed stochastic processes driven by small Levy noises

    Hongwei Long, Yasutaka Shimizu, Wei Sun

    JOURNAL OF MULTIVARIATE ANALYSIS   116   422 - 439  2013年04月  [査読有り]

     概要を見る

    We study the problem of parameter estimation for discretely observed stochastic processes driven by additive small Levy noises. We do not impose any moment condition on the driving Levy process. Under certain regularity conditions on the drift function, we obtain consistency and rate of convergence of the least squares estimator (LSE) of the drift parameter when a small dispersion coefficient epsilon -> 0 and n -> infinity simultaneously. The asymptotic distribution of the LSE in our general setting is shown to be the convolution of a normal distribution and a distribution related to the jump part of the Levy process. Moreover, we briefly remark that our methodology can be easily extended to the more general case of semi-martingale noises. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    50
    被引用数
    (Scopus)
  • Estimation of parameters for discretely observed diffusion processes with a variety of rates for information

    Yasutaka Shimizu

    Annals of the Institute of Statistical Mathematics   64 ( 3 ) 545 - 575  2012年06月

     概要を見る

    A specific form of stochastic differential equation with unknown parameters are considered. We do not necessarily assume ergodicity or recurrency, and any moment conditions for the true process, but some tightness conditions for an information-like quantity. The interest is to estimate the parameters from discrete observations the step size of which tends to zero. Consistency and the rate of convergence of proposed estimators are presented. The rate is deduced naturally from the rate for the information-like quantities. © 2010 The Institute of Statistical Mathematics, Tokyo.

    DOI

    Scopus

    7
    被引用数
    (Scopus)
  • Non-parametric estimation of the Gerber-Shiu function for the Wiener-Poisson risk model

    Yasutaka Shimizu

    Scandinavian Actuarial Journal   ( 1 ) 56 - 69  2012年03月

     概要を見る

    A non-parametric estimator of the Gerber-Shiu function is proposed for a risk process with a compound Poisson claim process plus a diffusion perturbation; the Wiener-Poisson risk model. The estimator is based on a regularized inversion of an empirical-type estimator of the Laplace transform of the Gerber-Shiu function. We show the weak consistency of the estimator in the sense of an integrated squared error with the rate of convergence. © 2012 Taylor and Francis Group, LLC.

    DOI

    Scopus

    34
    被引用数
    (Scopus)
  • Local asymptotic mixed normality for discretely observed non-recurrent Ornstein-Uhlenbeck processes

    Yasutaka Shimizu

    ANNALS OF THE INSTITUTE OF STATISTICAL MATHEMATICS   64 ( 1 ) 193 - 211  2012年02月  [査読有り]

     概要を見る

    Consider non-recurrent Ornstein-Uhlenbeck processes with unknown drift and diffusion parameters. Our purpose is to estimate the parameters jointly from discrete observations with a certain asymptotics. We show that the likelihood ratio of the discrete samples has the uniform LAMN property, and that some kind of approximated MLE is asymptotically optimal in a sense of asymptotic maximum concentration probability. The estimator is also asymptotically efficient in ergodic cases.

    DOI

    Scopus

    11
    被引用数
    (Scopus)
  • Estimation of the expected discounted penalty function for Lévy insurance risks

    Y. Shimizu

    Mathematical Methods of Statistics   20 ( 2 ) 125 - 149  2011年06月

     概要を見る

    We consider a generalized risk process which consists of a subordinator plus a spectrally negative Lévy process. Our interest is to estimate the expected discounted penalty function (EDPF) from a set of data which is practical in the insurance framework. We construct an empirical type estimator of the Laplace transform of the EDPF and obtain it by a regularized Laplace inversion. The asymptotic behavior of the estimator under a high frequency assumption is investigated. © 2011 Allerton Press, Inc.

    DOI

    Scopus

    23
    被引用数
    (Scopus)
  • Threshold selection in jump-discriminant filter for discretely observed jump processes

    Yasutaka Shimizu

    STATISTICAL METHODS AND APPLICATIONS   19 ( 3 ) 355 - 378  2010年08月  [査読有り]

     概要を見る

    Threshold estimation is one of the useful techniques in the inference for jump-type stochastic processes from discrete observations. In this method, a jump-discriminant filter is used to infer the continuous part and the jump part separately. Although there are several choices for the filter, statistics constructed via filters are often sensitive to the choice. This paper presents some numerical procedures for selecting a suitable filter based on observations.

    DOI

    Scopus

    9
    被引用数
    (Scopus)
  • Notes on drift estimation for certain non-recurrent diffusion processes from sampled data

    Yasutaka Shimizu

    Statistics and Probability Letters   79 ( 20 ) 2200 - 2207  2009年10月

     概要を見る

    Given discrete samples from Ornstein-Uhlenbeck processes, we consider two kinds of approximated MLE's for the drift parameter, which are asymptotically efficient in ergodic case. Our interest is the rate of convergence of those estimators when the process is non-recurrent. We add a remark when the underlying process has a slightly more general drift. © 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    14
    被引用数
    (Scopus)
  • A new aspect of a risk process and its statistical inference

    Yasutaka Shimizu

    Insurance: Mathematics and Economics   44 ( 1 ) 70 - 77  2009年02月

     概要を見る

    We introduce a new aspect of a risk process, which is a macro approximation of the flow of a risk reserve. We assume that the underlying process consists of a Brownian motion plus negative jumps, and that the process is observed at discrete time points. In our context, each jump size of the process does not necessarily correspond to the each claim size. Therefore our risk process is different from the traditional risk process. We cannot directly observe each jump size because of discrete observations. Our goal is to estimate the adjustment coefficient of our risk process from discrete observations. © 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    25
    被引用数
    (Scopus)
  • Model selection for Levy measures in diffusion processes with jumps from discrete observations

    Yasutaka Shimizu

    JOURNAL OF STATISTICAL PLANNING AND INFERENCE   139 ( 2 ) 516 - 532  2009年02月

     概要を見る

    We deal with parametric inference and selection problems for jump components in discretely observed diffusion processes with jumps. We prepare several competing parametric models for the Levy measure that might be misspecified. and select the best model from the aspect of information criteria. We construct quasi-information criteria (QIC), which are approximations of the information criteria based on continuous observations. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)
  • 飛躍型確率過程に対する離散観測による閾値推定法

       2009年

  • Functional estimation for Lévy measures of semimartingales with Poissonian jumps

    Journal of Multivariate Analysis   100  2009年

    DOI

    Scopus

    10
    被引用数
    (Scopus)
  • Thereshold estimation for jump-type stochastic processes from discrete observations

       2009年

  • Statistical specification of jumps under semiparametric semimartingale models

    Ya. Shimizu

    Mathematical Methods of Statistics   17 ( 3 ) 209 - 227  2008年09月

     概要を見る

    We consider a semimartingale with jumps that are driven by a finite activity Lévy process. Suppose that the Lévy measure is completely unknown, and that the jump component has a Markovian structure depending on unknown parameters. This paper concentrates on estimating the parameters from continuous observations under the nonparametric setting on the Lévy measure. The estimating function is proposed by way of nonparametric approach for some regression functions. In the end, we can specify jumps of the underlying Lévy process and estimate some Lévy characteristics jointly. © 2008 Allerton Press, Inc.

    DOI

    Scopus

  • A practical inference for discretely observed jump-diffusions from finite samples

    Shimizu Yasutaka, Division of Mathematical Science Graduate School of Engineering Science Osaka University

    Journal of The Japan Statistical Society   38 ( 3 ) 391 - 413  2008年

     概要を見る

    In the inference for jump-diffusion processes, we often need to get the information of the jump part and of the continuous part separately from the data. Although some asymptotic theories have been studied on this issue, a practical interest is the inference from finitely many discrete samples. In this paper we propose a numerical procedure to construct a filter to judge whether or not a jump occurred from finite samples. The paper includes a discussion about the validity of the procedure.

    DOI CiNii

  • Some remarks on estimation of diffusion coefficients for jump-diffusions from finite samples

    Bulletin of Informatics and Cybernetics    2008年

  • Consistency of penalized risk of boosting methods in binary classification

    New Trends in Psychometrics   87-96  2008年

  • Estimation of parameters for diffusion processes with jumps from discrete observations

    Yasutaka Shimizu, Nakahiro Yoshida

    Statistical Inference for Stochastic Processes   9 ( 3 ) 227 - 277  2006年10月

     概要を見る

    In this paper, we consider a multidimensional diffusion process with jumps whose jump term is driven by a compound Poisson process. Let a(x,θ) be a drift coefficient, b(x,σ) be a diffusion coefficient respectively, and the jump term is driven by a Poisson random measure p. We assume that its intensity measure q θ has a finite total mass. The aim of this paper is estimating the parameter α = (θ,σ) from some discrete data. We can observe n+1 data at t i n = ih n, 0 ≤ i ≤ n. We suppose h n → 0, nh n → ∞, nh n 2 → 0. © Springer 2006.

    DOI

    Scopus

    90
    被引用数
    (Scopus)
  • M-estimation for discretely observed ergodic diffusion processes with infinitely many jumps

    Yasutaka Shimizu

    Statistical Inference for Stochastic Processes   9 ( 2 ) 179 - 225  2006年07月

     概要を見る

    We study parametric inference for multidimensional stochastic differential equations with jumps from some discrete observations. We consider a case where the structure of jumps is mainly controlled by a random measure which is generated by a Lévy process with a Lévy measure f θ(z)dz, and we admit the case f θ(z)dz=∞ in which infinitely many small jumps occur even in any finite time intervals. We propose an estimating function under this complicated situation and show the consistency and the asymptotic normality. Although the estimators in this paper are not completely efficient, the method can be applied to comparatively wide class of stochastic differential equations, and it is easy to compute the estimating equations. Therefore, it may be useful in applications. We also present some simulation results for some simple models. © Springer 2006.

    DOI

    Scopus

    32
    被引用数
    (Scopus)
  • Density Type Estimation of Levy Densities for Discretely Observed DiffusionProcesses with Jumps

    Journal of Japan Statistical Society   36, no.1, 37-62  2006年

    DOI

▼全件表示

書籍等出版物

  • Asymptotic Statistics in Insurance Risk Theory

    清水泰隆( 担当: 単著)

    Springer  2022年01月

  • 統計学への確率論, その先へ (第2版)

    清水, 泰隆

    内田老鶴圃  2021年07月 ISBN: 9784753601257

  • 市場整合的ソルベンシー評価 : 金融リスクとアクチュアリアル・モデリング

    Wüthrich, Mario V, Merz, Michael, 田中, 周二, 清水, 泰隆

    共立出版  2020年08月 ISBN: 9784320096493

  • 統計学への確率論,その先へ : ゼロからの測度論的理解と漸近理論への架け橋

    清水, 泰隆

    内田老鶴圃  2019年04月 ISBN: 9784753601257

  • 保険数理と統計的方法

    清水, 泰隆

    共立出版  2018年10月 ISBN: 9784320113510

  • Asymptotic inference for stochastic differential equations with jumps from discrete observations and some practical approaches = 飛躍型確率微分方程式に対する離散的観測に基づく漸近推測理論, 及びその実際的方法

    清水, 泰隆

    東京大学数理科学研究科  2009年

▼全件表示

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 金融・保険リスク評価を目的とした統計・機械学習アプローチの革新的開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2022年04月
    -
    2026年03月
     

    塚原 英敦, 川崎 能典, 清水 泰隆, 小池 祐太

  • ジャンプを含む確率過程の複雑な観測データに対する統計解析と新しい学習理論への応用

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2026年03月
     

    荻原 哲平, 清水 泰隆, 深澤 正彰, 上原 悠槙

     概要を見る

    本年度の主な研究成果として以下が挙げられる。
    1.ジャンプ型拡散過程モデルに対して推定量の最適性を議論するための局所漸近正規性を示すため、Jeganathan (Sankhya 1982)において研究されている局所漸近正規性が成立するための十分条件を発展させ、ジャンプ型拡散過程モデルを扱える手法へと拡張した。
    この手法とShimizu and Yoshida (SISP 2006), Ogihara and Yoshida (SISP 2011)において研究されているジャンプ部分と連続部分を分離する技術をあわせて、ジャンプ型拡散過程モデルの局所漸近正規性を示した。この成果は論文にまとめ、投稿中である。
    2.ジャンプ型拡散過程の非同期観測モデルに対する最尤型推定量の性質を調べるため、まずはエルゴード型拡散過程モデルの最尤型推定量の漸近正規性の結果を示した。このモデルに対しては推定量の最適性を示すための局所漸近正規性の結果が成立することも期待され,さらに推定量の最適な漸近分散がジャンプ型拡散過程モデルの場合と同じになると期待されることからこれを示すことを目指していく。また、シンプルなジャンプ拡散の非同期モデルにおいても最尤型推定量の漸近正規性を確認した。
    3. 拡散過程モデルにおいて拡散係数が未知の場合に観測から近似してドリフト項のパラメータを推定する手法を開発した。この推定手法は拡散過程のドリフト構造だけわかっているようなモデルにおける推定を可能にする。
    4. 保険分野への応用として、死亡率予測に関して拡散過程のhitting time distribution を活用した全く新しい予測モデルを開発した他、クレーム件数とクレームの間に長期記憶的な相関がある場合の極限モデルとして現れるフラクショナルブラウン運動で駆動される確率微分方程式の統計推測の成果を出した。

  • 一般化確率変数の期待値型汎関数に対する推測誤差への漸近分布論的アプローチ

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2024年03月
     

    清水 泰隆

     概要を見る

    本年度は, 飛躍型の確率微分方程式モデルに従う確率過程に対する期待値汎関数をモンテカルロ計算する場合の誤差計算に対する理論的考察を行った. モデルは常に未知パラメータを含むため,その推定量を用いてモンテカルロ計算のためのパスを発生させる必要がある. しかし, 推定量が誤差を含むせいで正しいパスが生成できず,結果的にモンテカルロによる期待値は誤差を含むことになる. 従来の研究ではこのような統計誤差の混入は無視されてきたが,本課題はその問題を細かく解析し,モンテカルロ法によって求めた期待値の推定値に対する統計誤差を解析することを目的にしている.
    本年度の研究では,まず一般の距離空間に値をとる確率要素に対して,どうような誤差解析を行い, 対象となる期待値推定量に対する漸近分布導出のための十分条件について解析した.その後,具体的な例として飛躍型の確率微分方程式に視点を移し,その十分条件を満たすための条件の考察を行った.
    シミュレーションによる実験では, スモール・ノイズ型の拡散過程を離散観測するという設定の下で,ファイナンス等で用いられるコール・オプションの価格計算において,パラメータの推定誤差の影響を分析したが,ほぼ理論を裏付ける結果が得られている.
    また,次の段階への準備として,フラクショナル・ブラウン運動によって駆動される確率微分方程式に対する推測問題,および,拡散過程の新しいパラメータ推定法の開発にも取り組んだ.これらについては一定の成果を得て,国際誌への掲載が決定している

  • 確率微分方程式モデルに基づく数理・データ科学とシミュレーション科学の融合的研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2022年03月
     

    内田 雅之, 清水 泰隆, 林 高樹, 小池 祐太

     概要を見る

    今年度は,(i) 観測ノイズ付きエルゴード的拡散過程のハイブリッド型推測法の開発,(ii) Determinantal Point Process(DPP) の統計的推測および確率過程を用いた新しい死亡率予測のモデリング,(iv) 高頻度時系列データに基づく高次元共分散行列の統計推測,(v) 先行遅行関係の推定手法について研究を行った.詳細は次の通りである.(i) エルゴード的拡散過程から得られた観測ノイズ付きの高頻度データを用いて,初期ベイズ型推定量およびハイブリッド型推定量を導出し,その漸近的性質を証明した.(ii) DPPに対するある種の疑似尤度を用いたM-推定量に対する漸近正規性とその十分条件を与え,それに基づく情報量規準の構成を行った.また,人間の死亡時刻の分布が,拡散過程の初期到達時刻(停止時刻)によって近似できるという実証を与え,その理論式によって死亡時刻の分布のパラメトリック族を与え,確率微分方程式のパラメータ推定とその推移予測を通して死亡率予測を行った.(iii) 高次元高頻度データの精度行列(共分散行列の逆行列) に対する統計推測について研究した. 独立同一分布データにおいて精度行列を推定するための標準的な手法の1 つであるgraphical Lasso が, 金融高頻度データ解析の文脈でも正当化できることを示した.(iv) リード・ラグ関係の統計的有意性を検定する検定統計量の帰無分布を導出するために必要となる,多数の二次形式の最大値の分布を,Gauss過程の最大値で近似するための漸近理論を構築した.また,NASDAQ100指数の構成銘柄の異市場間での気配値間の先行遅行分析を行い,異なる時間スケールにおいて異なる種類の先行遅行関係が観察されることを確認した.観測ノイズ付きエルゴード的拡散過程のパラメトリック推測問題に対して,高頻度データから局所平均を算出して,縮小および間引きされた局所平均から,最適収束率を有しないが計算時間が短く比較的安定した初期ベイズ型推定量を導出した.具体的には,ボラテリティパラメータに対しては縮小データに基づくベイズ型推定量を導出し,ドリフトパラメータに対しては,間引きデータに基づくベイズ型推定量を構成した.その後,Kaino and Uchida (2018:SISP)で提案された間引きデータに基づいたマルチステップ推定法を応用して,ノイズ付きエルゴード的拡散過程モデルのハイブリッド型推定量を導出した.そして,観測ノイズ付き拡散過程に対する疑似尤度解析を整備して,観測ノイズ付き拡散過程に対するベイズ型推定量やハイブリッド型推定量の漸近的性質を証明した.本研究は初期ベイズ型推定量が重要な役割を果たすため,確率微分方程式のベイズ型推定量の算出のためのプログラムを開発して,大規模数値シミュレーションを実行し,提案した推定量の漸近挙動を検証した. 観測ノイズ付きエルゴード的拡散過程におけるハイブリッド型推定法を開発したことにより,最尤型推定量に比べて,数値的に安定した推定量を導出することが可能となった.これまでの研究によって,エルゴード的拡散過程や非エルゴード的拡散過程,観測ノイズ付き拡散過程に対して,高頻度データに基づく適合型推測法やハイブリッド型推測法が有効であることがわかった.今後は確率微分方程式モデルの適応型変化点検出問題や適応型統計的仮説検定問題に取り組む.具体的には,高頻度データに基づいてエルゴード的拡散過程のボラテリティパラメータやドリフトパラメータの変化を検出するために,最初にボラテリティパラメータに対する擬似尤度関数を用いて,ボラテリティパラメータの変化を検出するための検定統計量を導出する.ボラティリティパラメータに変化がなかった場合は,ドリフトパラメータに対する擬似尤度関数として,ボラティリティパラメータの推定量を代入した適応型擬似尤度関数を用いて,ドリフトパラメータの変化を検出するための適応型検定統計量を構成する.そして,得られた適応型検定統計量の漸近分布などの漸近的性質を証明する.さらに,計算機による大規模数値シミュレーションにより,提案した適応型検定統計量の漸近挙動を検証して,エルゴード的拡散過程の変化点検出問題や統計的仮説検定問題のための適応型検定法の有効性を確認する

  • 金融・保険分野におけるリスク管理のための統計的手法の展開

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

    塚原 英敦, 川崎 能典, 清水 泰隆, 小池 祐太

     概要を見る

    塚原は,まずリスク尺度のバックテストについて昨年度に得られた知見を発展させて,逐次予測分析のフレームワークを基礎としつつ,より一般に予測評価の一般理論として定式化した論文を現在まとめている最中であるが,それは2019年8月シンガポール国立大学での招待講演,同年11月大阪大学での招待講演,そして2020年3月Ecole polytechniqueでのミニ講義で高く評価された.接合関数に関するリサンプリング法の開発について,Anna Kiriliouk,Johan Segersとの共同研究は,渋谷政昭教授記念論文集に投稿・受理されている.さらに,雑誌『統計数理』招待論文として,「接合関数モデルにおける統計的推測」というタイトルで展望論文を執筆した.その論文は,セミパラメトリックモデルとして順位に基づく方法の妥当性や実際の推測方法について解説したものである.また,東北大の松田教授の助言を得て,接合関数を空間計量経済学のモデルに応用するという着想から,各国の証券・為替市場の空間パネル分析を行う研究計画が現在進行中である.9月にルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘンで開かれる CEQURA Conferenceで,清水はコホートごとの死亡率予測について,川崎はGARCHモデルと極値理論を融合したリスク計測アプローチについて発表した.その研究集会では,研究協力者のMittnik教授らと次年度日本で開催予定の国際会議の打ち合わせを行った.さらに,12月にイギリスのロンドン大学で開催されたCMStatistics 2019で塚原が企画セッションをオーガナイズし,Mittnik教授,McNeil教授,研究協力者のPaolella教授の大学院生P. Walkerに講演してもらい,バックテストや裾リスク,システミックリスクなど,定量的リスク管理分野における様々な話題について議論した.進捗状況を「やや遅れている」とした最大の原因は,新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の感染拡大による海外渡航規制である.本研究課題の研究計画策定時には,最終年度に中規模の国際研究集会を開催することを目指しており,2019年度にはある程度招聘すべき研究者を絞って来日の打診をしてきたが,2020年度にそれが実現できるかは現時点では不透明である.オンラインでの研究集会も可能ではあるが,新たな共同研究者の模索や交流推進のためには実会場・対面式の研究集会開催・参加は欠かせないと考えている.これについては,今後のCOVID-19感染状況を引き続き注視して判断していく.金融商品の多様化・複雑化・高度化,金融市場のグローバル化,そして取引手法の高度化に伴って,ファイナンスにおけるリスクも多様化している.その一方で,個々のリスク,あるいは複数のリスク間の関連性を的確に表現するモデルを構築し,それらを計量化するための統計的手法の改良・開発が本研究の主要な目的である.しかし,近年の市場のディジタル化や暗号資産の普及といった流れに追いついておらず,その対応に遅れが生じているため,その分野の理解と統計手法の展開が急務である.保険数理における統合的リスク管理についても,全体としての研究の具体的方向性を決めて進めていく必要がある.アルゴリズム取引から発生するリスクを高頻度データを用いて解析し,連続時間のリスクをモニターしようという試みも現時点では未熟なアイディアの段階である.その他,多変量極値理論や機械学習の手法という新たな道具・数理技法の基本的な事柄の習得は進んだが,本研究課題の様々なテーマにどう生かしていくは今後の課題である.川崎との共同作業である,定量的リスク管理の統計的方法に関する教科書の執筆も予定通りには進んでいないのが気掛かりである.経済変量予測の事後評価についての決定理論的な視点からのアプローチも取り入れることによって,バックテストの一般理論構築は引き続き重要な研究課題となる.また,塚原が長年研究してきた歪みリスク尺度に対する汎用的なバックテスト法,そして資本賦課の計算について,MATLAB,RやPythonでのコードの開発・改良を行うとともに,国内外の共同研究者や分担者らの協力を得て,本格的な実装および実データへの適用を行っていきたい.さらには,動学的リスク尺度(dynamic risk measure)の統計分析および連続時間でのリスク・モニタリング過程と呼べるようなものの提案を行っていきたい.多変量極値理論や機械学習の手法という新たな道具・数理技法の応用も視野に入れている.接合関数については,時系列モデルをうまく組み合わせた多変量時系列モデルを構築し,その理論的な性質の解明と実証分析を行い,さらに,複雑に絡み合って顕在化するリスク間の相互依存性を考慮に入れたモデリングを,接合関数を用いて行うことに取り組む予定である.具体的には,接合関数モデルのシステミックリスク計測のためのリスク尺度CoVaR への応用,信用リスクの1つである取引先(カウンターパーティ)リスクと,それに関連する誤方向リスクの分析,エクスポージャとデフォルト確率の間の相互依存性,市場リスクにおけるリスク因子間の依存関係のモデリングなどである.これらについて,単純に正規接合関数を用いてモデル化する既存の方法に変えて,ヴァイン接合関数や歪みt接合関数のなどの適用を試みたい.接合関数モデルにおける統計的モデル選択法の開発とRでの実装も現在進行中の研究課題である.日本での研究集会の開催や海外研究集会への参加等については,オンライン参加も検討するが,今後の情勢を見極めつつ対応していきたい

  • 時系列解析における分位点回帰推測論の構築とその応用

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2019年03月
     

    谷口 正信, 姚 峰, 白石 博, 加藤 賢悟, 清水 泰隆, 西山 陽一, 阿部 俊弘

     概要を見る

    定常過程のL_p loss による最適予測子、補間子の構成を行った。この場合、スペクトル構造に epsilon 混合がある場合、L_p loss での min-max 最適予測子、補間子の構成を行った。実際問題では、真のスペクトル構造は未知、あるいは誤特定化されているのが普通であるのでepsilon 混合スペクトルのモデリングは、むしろ自然であろう。また推測に関しては、L_p 型スペクトル密度関数の母数推定として局所 Whittle 尤度を導入し、推測論の展開をした。応用としては、周波数依存の指数型予測子を導入し、従来の指数平滑予測より勝る予測法の提案をした。また、分位点スコアを用いた時系列モデルや回帰モデルの判別、分類手法を提案し、その近接カテゴリーのもとでの誤判別確率の評価を行い、一致性を示した。さらには、気象データに適用し、豪州における地球温暖化傾向に言及した。金融解析におけるポートフォリオ手法は、金融だけでなく、遺伝子解析等、広汎な応用をもつ。 この流れでも、時系列価格過程に対する最適ポートフォリオ推測を LeCam 流の最適推測論の上に乗せ、推定、検定等の諸手法の提案を行い、諸成果は、もうすぐ Chapman and Hall 社からの英文著書として発刊予定で、本研究成果も含む形で、世界に知らしめる予定である。近年は、高次元データへの統計諸手法の需要が高まり、本研究でも、高次元時系列データの推測法の提案とその良さへの基礎研究を進めており、高次元時系列の共分散行列やスペクトル行列の推測を Whittle 尤度を用いて行うことを提案し、その漸近理論の構築も行った。この成果の応用は、非常に広汎なものになろう。また、高次元時系列の分散分析モデルへの基礎理論構築、あるいは、判別解析への基礎理論構築も行なっており、成果を得ている。時系列解析における分位点回帰を主題にそえ研究展開をしてきた。この流れで L_p 予測、補間を、epsilon 混合スペクトルを想定し、 min-max 予測子、補間子を求めた。またL_p スペクトル密度関数に対する局所 Whittle推定も行い、周波数に依存する指数平滑予測子を提案し、従来のものより、よいことを見た。 この流れはもとより、高次元時系列解析、時系列経験尤度解析、ポートフォリオ推測論の基礎理論構築等、膨大な研究推進をしてきた。研究成果は、仏誌:" Statistical Inference for Stochastic Processes" の Special Issue:" High Dimensional Statistical Analysis for Time Spatial Processes & Quantile Analysis for Time Series" として出版予定である。またポートフォリオ推測については、Chapman & Hall 社からの英文著書 " Statistical Portfolio Estimation" ( 約 400 pages ) として、もうすぐに出版される予定である。このように、本研究成果は、グローバルな媒体で発刊して、国際視点で可視化すべく進めている。 早稲田大学内では、近傍の若手研究者の研究成果を、「早稲田大学理工研報告特集号」として2017年3月に出版した。我が国の若手研究者育成の観点から、多数の先端的研究者を招聘し、研究交流を進めており、20代、30代の若手研究者が、米国のプリンストン大学、ボストン大学、ドイツのボーフム大学の大家達に招聘される機会も得ており、研究計画は順調に進展している。今後も研究主題として " High Dimensional Statistical Analysis for Time Spatial Processes & Quantile Analysis for Time Series" を据え、国際先端的な研究者を多数招聘し、国際シンポジュームを3回開催し、国際セミナーを2回開催し、我が国の研究者との研究交流を進め、国際共同研究として展開していく予定である。また、このプロセスの中で、我が国の若手研究者の育成もはかり、国際協業、相互招聘の機会を発展させる。研究成果は、グローバルな視点で可視化の方向ですすめ、成果を国際誌の1巻、特集号の形で出版したり、著名な出版社からの英文著書の形で表し、本研究成果を世界に知らしめる形にする。本研究の基本は、時系列解析の統計数理理論の構築であるが、理論成果は、金融、保険、医学、生体、遺伝子、年金数理、の研究者と交流し、理論と応用の協業をはかり、現象からの統計数理理論の輪廻的発展を目指す

  • 破産理論を応用した統計的ソルベンシー評価の総合的研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2018年03月
     

    清水 泰隆

     概要を見る

    ジャンプ型の確率微分方程式による資産モデルを用いた保険数理における破産確率、及びその一般化であるGerber-Shiu関数をによるリスク尺度の構築を行った。特に、経時的に変化するリスクを評価する動的リスク尺度の構築と、その数学的正当化を行った。次に、これらのリスク尺度に死亡リスク評価を含める目的で、死亡率予測モデルの予測精度改善に関する研究を行った。信頼性理論に基づいた小地域の死亡率推定に関する新しい方法論を提案したが、予測精度の向上については課題を残した。加えて、Gerber-Shiu関数に対する統計推測理論の研究も行った。これは上記で構築したリスク尺度の実務的応用のために必須のものである

  • 超高頻度データとリー ド・ラグ

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

    吉田 朋広, 増田 弘毅, 内田 雅之, 清水 泰隆, 鎌谷 研吾, 林 高樹

     概要を見る

    有限時間高頻度観測される点過程の強度過程が伊藤過程であるときに,その相関構造推定量を構成し,漸近挙動を解明した.これはリード・ラグ推定やプライスモデリングの基礎となる.点過程回帰モデルに対して,統計的確率場と多項式型大偏差不等式を基礎とする擬似尤度解析を構築し,とくにロングタームの場合にそれを与えた.オーダーブックのダイナミックスを表現するモデルを提案し,実証分析を行った

  • 経済リスクの統計学の新展開:稀な事象と再起的事象

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2017年03月
     

    国友 直人, 金子 隆一, 川崎 能典, 田中 周二, 大屋 幸輔, 塚原 英敦, 清水 泰隆, 沖本 竜義, 楠岡 成雄, 一場 知之, 大森 裕浩

     概要を見る

    この研究プロジェクトでは、マクロ経済リスク、ミクロ金融リスク、保険リスク、など現代経済に潜む様々な経済リスク・金融リスクの統計的分析において重要な課題について、特に確率過程(確率過程)・数理統計学的側面と統計的応用について検討した。主な研究内容としては、マクロ経済リスクについては確率過程計量モデルによる希な現象の統計分析、金融リスクについてはリスク尺度の理論と統計学、保険リスクについては人口・生命保険の応用及び損害保険の確率論と応用、などが挙げられる。特に高頻度金融データを用いたリスク評価のための新たな統計モデルの開発、マクロ経済リスク分析のための新たな点過程統計モデルを新たに開発した

  • 確率過程の理論統計と極限定理の研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2016年03月
     

    吉田 朋広, 増田 弘毅, 村田 昇, 内田 雅之, 清水 泰隆, 深澤 正彰, 鎌谷 研吾

     概要を見る

    有限時間高頻度観測における確率回帰モデルのボラティリティの疑似尤度解析において,確率場の非退化性を保証する解析的および幾何学的判定条件を与え,擬似最尤推定量および擬似ベイズ推定量の漸近混合正規性と積率収束を証明した.有限時間非同期高頻度観測下で疑似尤度解析を構成した.極限が混合正規となるマルチンゲールの漸近展開が確立した.これは伝統的な漸近展開理論の枠を越える新しい極限定理である.応用としてp-変動の漸近展開が導出された.マイクロストラクチャーノイズ除去を伴う分散推定量の漸近展開の研究が進展した.情報量規準sVICや,ソフトウエア開発のための基礎理論研究を行った.

  • 確率過程の理論統計と極限定理の研究

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2015年03月
     

     概要を見る

    有限時間高頻度観測における確率回帰モデルのボラティリティの疑似尤度解析において,確率場の非退化性を保証する解析的および幾何学的判定条件を与え,擬似最尤推定量および擬似ベイズ推定量の漸近混合正規性と積率収束を証明した.有限時間非同期高頻度観測下で疑似尤度解析を構成した.極限が混合正規となるマルチンゲールの漸近展開が確立した.これは伝統的な漸近展開理論の枠を越える新しい極限定理である.応用としてp-変動の漸近展開が導出された.マイクロストラクチャーノイズ除去を伴う分散推定量の漸近展開の研究が進展した.情報量規準sVICや,ソフトウエア開発のための基礎理論研究を行った

  • 保険破産リスクに対する確率解析と統計的推測理論

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2015年03月
     

    清水 泰隆

     概要を見る

    古典的保険破産解析の一般化として,レヴィ型リスクモデルに対する一般化Gerber-Shiu解析を展開した.主要結果としては,代表的な破産関連リスクであるGerber-Shiu関数を,サープラスの積分型汎関数として一般化し,その再生型積分方程式や,レヴィ過程のスケール関数による表現定理を導出した.また,インフレーション型リスクモデル(確率微分方程式モデル)に対する破産理論を展開し,破産確率評価や再保険戦略などの具体的問題を解いた.さらに統計的方法として,破産確率の漸近展開近似や,データに基づいた推測理論を構築し,推定量の誤差評価やその収束率を求めた.これらは数値実験によりその有効性が確認された

  • セミマルチンゲールに対する離散観測推定の理論と実装

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)

    研究期間:

    2009年
    -
    2011年
     

    清水 泰隆

     概要を見る

    金融や保険の資産モデルなどに応用される確率モデルに含まれる未知パラメータに対する,データに基づく実際的な推定手法を開発し,その理論的な正当性を数学的に証明した.その手法の計算機への実装も進行中である

  • 統計サマーセミナー2009

    統計数理研究所  共同研究集会

    研究期間:

    2009年09月
    -
     
     

    清水泰隆

  • 統計的因果推論の総合的研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    研究期間:

    2006年
    -
    2009年
     

    狩野 裕, 柳本 武美, 山本 英二, 佐藤 俊哉, 熊谷 悦生, 山口 和範, 渡辺 美智子, 宮川 雅巳, 黒木 学, 繁桝 算男, 植野 真臣, 本村 陽一, 戸田山 和久, 一ノ瀬 正樹, 出口 康夫, 足立 浩平, 唐沢 かおり, 南風原 朝和, 乾 敏郎, 盛山 和夫, 清水 泰隆, 宮本 友介, 市川 雅教, 柳原 宏和, 内藤 貫太

     概要を見る

    少人数の定例研究会の開催,中規模研究集会の計画と開催,そして国際研究集会の編成と開催を通じて,統計科学,情報科学,社会科学(特に科学哲学を含む)において情報交換を積極的に行った.具体的な研究成果として,共分散選択のロバスト推定法の開発,非正規性の利用による因果の方向の同定,2×2分割表と潜在変数モデルにおける無視不可能な欠測に対する新たな分析方法の開発,条件付き確率と科学的証拠の関係の明確化などが得られた

  • 飛躍型確率過程の実用的な統計推測手法の開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)

    研究期間:

    2007年
    -
    2008年
     

    清水 泰隆

     概要を見る

    飛躍構造が複合ポアソン的なジャンプ拡散過程に対する,離散観測に基づく種々の統計推測理論が構築された.飛躍判別フィルターのデータに基づく構成法がそれら理論の鍵となるが,ある特殊なモデルに対してその構成に関わる超パラメータの選択法と理論的正当性が得られた.これらの成果は,近年の金融保険数理で用いられる応用モデルの実装上,欠かせない結果であり,次のステップとなる無限ジャンプ型のモデルに対す推測論の考察の上で有益な成果と言える

▼全件表示

Misc

  • The Gerber-Shiu discounted penalty function: A review from practical perspectives

    Yue He, Reiichiro Kawai, Yasutaka Shimizu, Kazutoshi Yamazaki

    Insurance: Mathematics and Economics   109   1 - 28  2023年03月

    書評論文,書評,文献紹介等  

     概要を見る

    The Gerber-Shiu function provides a unified framework for the evaluation of a variety of risk quantities. Ever since its establishment, it has attracted constantly increasing interests in actuarial science, whereas the conventional research has been focused on finding analytical or semi-analytical solutions, either of which is rarely available, except for limited classes of penalty functions on rather simple risk models. In contrast to its great generality, the Gerber-Shiu function does not seem sufficiently prevalent in practice, largely due to a variety of difficulties in numerical approximation and statistical inference. To enhance research activities on such implementation aspects, we provide a comprehensive review of existing formulations and underlying surplus processes, as well as an extensive survey of analytical, semi-analytical and asymptotic methods for the Gerber-Shiu function, which altogether shed fresh light on its numerical methods and statistical inference for further developments. On the basis of an ambitious collection of 235 references, the present survey can serve as an insightful guidebook to model and method selection from practical perspectives as well.

    DOI

 

現在担当している科目

▼全件表示

 

他学部・他研究科等兼任情報

  • 理工学術院   大学院基幹理工学研究科

  • 商学学術院   大学院会計研究科

学内研究所・附属機関兼任歴

  • 2022年
    -
    2024年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

特定課題制度(学内資金)

  • 死亡率予測モデルへの新アプローチと新たなスタンダードの確立

    2023年  

     概要を見る

    本課題では,死亡率の新予測モデル提案と実データによるモデル評価を行った.従来の死亡率予測モデルは死亡事象が非斉時的ポアソン過程に従って起こると仮定することでポアソン回帰モデルを用いるのが一般的であった.本課題では,人間が仮想的な生命エネルギーを持つと仮定し,そのエネルギーが消滅することで死亡事象が発生するという仮設のもと,エネルギー過程を確率微分方程式によって記述することで,ゼロへの初期到達時刻を死亡時刻と定めた.このエネルギーモデルをSurvival Energy Model (SEM) と名付け,いくつかのSEMにおける初期到達時刻の確率分布を推定し,また推定された過去の推移から将来の分布を予測することにより,拡散過程SEMや,逆ガウス過程SEMが,長期的な死亡率予測を行う上で良い予測分布族のパラメトリックモデルを与えることを実証した.しかしながら,SEMの中の各種未知関数に対するパラメトリックモデルを与えることは,しばしば難しく,そのため,ノンパラメトリックな手法も提案した.そこでは,関数データ解析の手法を援用し,スプライン関数を用いて未知関数の推定を行うことで,より柔軟な関数推定が可能となり,長期予測において精度を高めることが示された.

  • 一般化確率変数の期待値型汎関数に対する推測誤差への漸近分布論的アプローチ

    2022年  

     概要を見る

    確率過程の期待値型汎関数の推定において,期待値の形が陽に書ける場合には,推定量を直接プラグインした期待値に対する推定量はデルタ法を用いることにより,その期待値のパラメータ微分を計算することにより漸近分布を特定できるが,期待値が陽に書けない場合には,直接的な微分に変わる概念として「L2の意味での平均微分」を定義し,それによって汎関数型のデルタ法に持ち込むことができることを示した.例えば,確率過程がブラウン運動によって駆動される確率微分方程式の場合には,この微分はいわゆるマリアヴァン微分を用いて表現できるであろう

  • 死亡率予測モデルへの新アプローチと新たなスタンダードの確立

    2020年  

     概要を見る

    死亡率予測モデルとして全く新しいモデルを提案した.本研究では,死亡が起こる(根元的)原因をモデリングする.我々は人間に「生命エネルギー」なるものが存在すると仮定して,そのエネルギーの消滅によって死亡が起こると考え,その経時変化を確率過程によってモデリングすることで,死亡時刻の分布関数を陽に書き下すことにした.エネルギーモデルには,時間的に非一様な拡散過程を考え,そのゼロへの初期到達時刻の分布として,死亡時刻の分布族を提案した.モデルの良さはHuman Mortality Databaseを元に実証研究を行い,実際に長期予測に耐えられるモデルであることを実証した.この結果は国際誌ASTIN Bulletinに採択された.

  • 死亡率予測に対する確率解析的アプローチと統計的推測論

    2019年  

     概要を見る

    We proposed a quite new approach to the mortality prediction under the "Survival Energy Hypothesis (SEH)".We assume that a human is born with initial energy, which changes stochastically in time, and the human dies if the energy vanishes. Then, the time of death is represented by the first hitting time of the "survival energy (SE) processes" to zero. This paper assumes the SE follows a time-inhomogeneous diffusion process and define the mortality function, which is the first hitting time distribution function of the SE process. Although SEH is actually very fictitious hypothesis, we illustrated that such an assumption had a potential to give a good parametric family of cumulative probability of death, and the parametric family could give surprisingly good prediction for distant future's mortality rate. 

  • アクチュアリアル・データ・サイエンスへの挑戦

    2018年  

     概要を見る

    保険会社の資産過程を連続時間の確率過程モデルを用いてモデリングし,ある境界への到達時刻の分布に対する期待値型汎関数を用いてリスクを把握し,このリスク量を資産データを用いて統計的に推測するための理論的基盤をつくる研究を行った.資産モデルが一定のレヴィ過程に従うという状況において,リスク量の確率解析的評価が可能になり,その特徴量をデータから統計的に推定することで,リスク量全体の推定を行った.時に高頻度な観測設定の下で,モデルにおける種々のパラメータ推定とその漸近的な一致性,漸近正規性などを数学的に証明し,これらを用いて,リスク量の信頼区間の構成や誤差評価などの統計的手法を与えた.

  • 保険数理における新しい動的リスク尺度の理論と応用

    2016年  

     概要を見る

    本研究では,保険の新しいソルベンシー基準に沿った,市場整合的なリスク評価のための新しいリスク尺度を提案した.この種の先行研究として破産確率をベースとしたリスク尺度の研究があるが,本研究では破産確率だけでなく,破産時の損害額や破産直前資産額など,実務的にも重要なリスク量を含めたリスク関数(Gerber-Shiu関数)の形で動的リスク尺度の一般化に成功した.この成果は保険数理に関する国際誌の特集号へ投稿中である.また,(c)の統計推測の理論と方法については,Gerber-Shiu関数のノンパラメトリック推定の枠組みで平均2乗の意味での一致性を持ち,最適収束率を達成する推定量の構成に成功した.これらは,保険数理の国際誌への掲載が決定している.

  • 保険リスク管理のための数学的・統計的リスク尺度の構築

    2015年  

     概要を見る

    本年の主要研究において,連続時間型のマルコフ過程を保険資産のモデルとして用い,そのプロセスの破産直前の値,破産時損害,破産時刻といった破産関連リスクに対する割引罰則関数(Gerber-Shiu関数)を一定水準以下に抑えるような備金によってリスクを評価するような新しいリスク尺度を定義し,それを資産過程がとるパス空間上におけるリスク尺度として数学的に良い性質を満たすことを証明.数学的正当化に成功した.これを基に,各時刻における条件付きバージョンが定義でき,破産リスクを経時的に評価できる新しいダイナミックリスク尺度を構築した.この成果は,日本大学の田中周二教授との共同研究として,保険数理関連の国際誌に投稿中である.

  • 保険数理における破産関連リスクの確率解析と統計科学の融合的研究

    2014年   Runhuan Feng

     概要を見る

    本研究では,損害保険数理に現れる保険ポートフォリオの破産問題の数学的一般化とその統計推測を主題として,(1) 資産モデルの一般化; (2) 一般化破産関連リスクの定式化と解析評価;(3)一般化破産リスクに対する統計推測理論の構築,に焦点を当てて研究を行った.これに対して,(1)では資産モデルを一般のレヴィ過程に拡張し,(2)ではGerber-Shiu関数を含むレヴィ過程の積分形汎関数を提案,その微分・積分方程式の導出に成功した.また(3)については,離散的な資産データによるノンパラメトリック推定量を提案し,そのL2誤差評価を与えた.

▼全件表示