[논문 리뷰] Network Topologies of Financial Market During the Global Financial Crisis

Ashadun Nobi, Seong Eun Maeng외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 07. 26.

Complex Systems and Time Series Analysis참고 문헌 19인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 2008년 글로벌 금융위기 기간 동안 한국의 KOSPI 시장 네트워크 구조를 상관계수 기반 복잡한 네트워크를 사용하여 분석한다. 주가 수익률 상관계수에서 유도된 임계치 네트워크(TN), 최소 스패닝 트리(MST), 계층적 네트워크(HN)를 구성함으로써, 위기 기간 동안 연결성과 상관계수가 증가한 것을 확인한다. 이는 더 두꺼운 尾部를 가진 차수 분포, 높은 군집 계수, 더 뚜렷한 계층적 구조를 통해 뒷받 underlined되며, 주식 간의 체계적 동조를 시사한다.

ABSTRACT

We consider the effects of the global financial crisis through a local Korean financial market around the 2008 crisis. We analyze 185 individual stock prices belonging to the KOSPI (Korea Composite Stock Price Index), cosidering three time periods: the time before, during, and after the crisis. The complex networks generate from the fully connected correlation network by using the cross-correlation coefficients among the stock price time series of the companies. We generate the threshold networks (TN), the minimal spanning tees (MST), and the hierarchical network (HN) from the fully connected cross-correlation networks. By assigning a threshold value of the cross-correlation coefficient, we obtain the threshold networks. We observe the power law of the degree distribution in the limited range of the threshold. The degree distribution of the largest cluster in the threshold networks during the crisis is fatter than other periods. The clustering coefficient of the threshold networks follows the power law in the scaling range. We also generate the minimal spanning trees from the fully connected correlation networks. The MST during the crisis period shrinks in comparison to the periods before and after the crisis. The cophenetic correlation coefficient increases during the crisis, indicating that the hierarchical structure increases during this period. When the crisis hit the market, the companies behave synchronously and their correlations become stronger than the normal period.

연구 동기 및 목표

• 글로벌 금융위기가 한국 금융시장의 네트워크 구조에 미친 영향을 조사하기 위해.
• 위기 이전, 위기 기간, 위기 이후 기간 동안 주식 상관계수 패턴의 변화를 분석하기 위해.
• 복잡한 네트워크 방법을 사용하여 차수 분포, 군집 계수, 계층성 등의 네트워크 성질의 변화를 평가하기 위해.
• 금융적 압박이 시장의 동조와 체계적 연결성 증가로 이어지는지 확인하기 위해.

제안 방법

• 185개의 KOSPI 주가 시간 시리즈 간의 상관계수를 사용하여 완전히 연결된 상관계수 네트워크를 구축하기 위해.
• 다양한 상관계수 임계치를 적용하여 유의미한 연결을 걸러내어 임계치 네트워크(TN)를 생성하기 위해.
• 상관계수 행렬에서 최소 스패닝 트리(MST)를 구성하여 시장의 계층적 구조를 드러내기 위해.
• 공형성 상관계수 기반으로 계층적 네트워크(HN)를 구축하여 구조적 안정성을 평가하기 위해.
• 차수 분포, 군집 계수, 공형성 상관계수를 분석하여 네트워크 구조의 변화를 정량화하기 위해.
• 위기 이전, 위기 기간, 위기 이후 세 시기 동안의 네트워크 성질을 비교하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2008년 글로벌 금융위기 기간 동안 한국 주식시장의 네트워크 구조는 정상 기간과 비교해 어떻게 변화했는가?
• RQ2 위기 기간 동안 주식 상관계수가 얼마나 증가했으며, 이는 네트워크 구조에 어떻게 반영되었는가?
• RQ3 위기 기간 동안 MST와 HN로 측정된 바탕으로 더 계층적이거나 중심화된 시장 구조로 전환되었는가?
• RQ4 위기 기간 동안 네트워크의 차수 분포와 군집 계수는 유의미하게 다를까?
• RQ5 공형성 상관계수는 위기 기간 동안 증가했는가? 이는 더 강한 계층적 구조를 의미하는가?

주요 결과

• 임계치 네트워크에서 최대 클러스터의 차수 분포는 위기 기간 동안 더 두꺼운 尾部를 보였으며, 이는 높은 연결성과 체계적 위험을 시사한다.
• 군집 계수는 스케일 범위에서 멱법칙 분포를 따르며, 위기 기간 동안 더 높은 값을 보여 지역 시장의 유대감 증가를 시사한다.
• 위기 기간 동안의 최소 스패닝 트리(MST)는 위기 이전 및 이후 기간보다 유의미하게 작았으며, 이는 시장 다양성 감소와 동조 증가를 의미한다.
• 공형성 상관계수는 위기 기간 동안 증가하여 네트워크 내 더 강한 계층적 구조가 있음을 확인한다.
• 주식들은 위기 기간 동안 더 높은 상관계수를 보였으며, 이는 시장 전반의 더 높은 동조 행동을 초래했다.
• 위기 기간 동안 네트워크 구조는 더 중심화되고 상호의존적인 구조로 이동했으며, 이는 체계적 스트레스를 반영한다.