Since econophysics was stared in the mid 1990s, there has been a lot of effort to fully understand economic system. Physicists are able to explain many general economic phenomena, but there remain still many unknowns. Because economic systems are changed sensitively according to their kinds and environment, for example, they could be changed by the varying of the observation frequency. Thus, it requires to study various economic systems with varied conditions. In this thesis, three economic systems are investigated, focused on their predictabilities.
Firstly, we measure the conditional entropy of trade volume of stocks in order to discover whether or not the volume can be predicted. The direction and magnitude of past trade volume significantly affect future trade volume. As same schemes were repeated in the past, the predictability of future trade improves. Furthermore, additional information about past trade, for example, changes in the limit order book, can help us to predict future trade, although the effect of such additional information is limited.
Secondly, we study the cross-correlations of buy and sell volumes on the Korean stock market in high frequency. We observe that the pulling effects of volumes are as small as those of returns. The properties of the correlations of buy and sell volumes differ. They are explained by the degree of the synchronization of stock volumes. Further, the pulling effects on the minimal spanning tree are studied. In the minimal spanning trees with directed links, the large pulling effects are clustered to the center, not uniformly distributed. The Epps effect of buy and sell volumes are observed and the reversal of the cross-correlations of buy and sell volumes is also detected.
Lastly, we analyse credit default swap(CDS) which is one of the most important and complex financial instruments in credit market. We investigate the causalities and dynamics of CDS portfolios by using VAR model. There exist Granger-causalities between investable and speculative CDS portfolios, however, these causes and effects are reversed since the subprime crisis occurred. In the network analysis for changes of credit rates of individual CDS, it is observed that falling of the rates is coincided between neighboring entities on the network.
1990년대 금융물리학이 시작된 이래로, 경제시스템을 이해하기 위한 많은 노력이 있어 왔다. 이러한 노력으로 물리학자들은 어느 정도 경제현상들을 설명할 수 있게 되었지만, 여전히 연구되어지지 않은 부분들이 많이 존재하고 있다. 왜냐하면 경제시스템은 그것들이 다루고 있는 상품의 종류나 주변환경에 따라 매우 민감하게 변화되기 때문이다. 예를 들면, 경제 시스템에 대한 관측값을 측정하는 간격을 바꾸는 행위만으로도, 시스템의 특성이 바뀔 수 있기 때문이다. 그러므로, 다양한 환경에서 다양한 경제 시스템에 대한 연구가 필요하다. 이 논문에서는 3가지 경제 시스템에 대해 특히 그것들의 예측가능성에 초점을 맞추어 연구를 하였다.
첫째로, 주식거래량을 예측할 수 있는지 여부를 보기 위하여 주식거래량의 조건부 엔트로피를 측정하였다. 그 결과, 과거주식거래량의 방향과 크기는 미래의 주식거래량에 큰 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었고, 과거에 동일한 거래형태가 반복해서 나타났다면 미래주식거래량에 대한 예측력이 향상되는 것을 보았다. 또한, 과거거래에 대한 추가적인 정보, 그 중에서도 호가시스템의 변화에 대한 정보가 주식거래량을 예측하는데 도움이 되었다. 하지만 이러한 효과는 매우 제한적으로 나타났다.
둘째로, 우리는 초단기영역에서 주식 매도, 매수거래량의 선형상관관계를 연구하였다. 주식거래량에 대해서도 주식수익률에서와 같이 당김효과(pulling effect)가 존재했다. 하지만, 매도, 매수거래량의 선형상관관계의 특성들은 다르게 나타났다. 이러한 차이는 주식 매도, 매수거래량의 동기화 정도의 차이에 의해 설명되어진다. 추가적으로 최소신장트리(minimal spanning tree)위에서 당김효과가 고르게 분포치 않고, 중앙에 밀집해 있는 것을 관측하였다. 이러한 현상은 당김효과가 거시경제요소에 의해 생겨날 수 있음을 시사한다. 또한 엡스효과를 측정하였으며, 여기서 매도, 매수거래량의 선형상관관계가 관측간격에 따라 반전되는 것을 확인하였다.
마지막으로 우리는 신용시장에서 가장 중요하고 복잡한 상품중의 하나인 신용부도스왑에 대해서 연구하였다. 벡터자기회귀모형을 이용하여 신용부도스왑 포트폴리오의 인과성과 동역학을 조사하였다. 신용부도스왑의 투자적합 포트폴리오와 투자부적합 포트폴리오 사이에는 그랜저인과관계가 존재했지만, 서브프라임 이후에 이러한 인과관계가 뒤바뀌는 것을 볼 수 있었다. 또한 네트워크상에서의 신용부도스왑의 신용도 변화를 분석해보았으며, 신용부도스왑의 신용도 변화가 네트워크상에서 인접한 것들에서 동시에 발생하는 것을 관찰하였다.
