Network Topology, System Mechanics and Behavioral Dynamics in Interbank Payment Systems
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Doctoral thesis (article-based)
| Defence date: 2012-02-15
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2012
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
34 + app. 116
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 75
Abstract
The financial crisis of 2007-09 showed that financial institutions are highly interconnected and that the dynamic behavior of complex financial systems is hard to foresee. This Dissertation applies and develops new quantitative methods that describe the interbank payment functions of the financial system, both during normal circumstances and during times of crisis. First, it describes the topology of interactions among financial institutions using methods developed in network theory. Using empirical analysis of transaction data from the Fedwire interbank payment system of the Federal Reserve, it finds that the payment networks are complex with scale-free degree distributions and contain core banks that process a very high proportion of the total value. Second, it develops simulation models of the interbank payment systems and provides approximations of their liquidity flow mechanics. The simulation models are used to evaluate the efficiency and safety of alternative system designs. Third, it proposes an agent-based model of the interbank payment system and derives a liquidity demand function for it. The model is also used to forecast the collective behavior of banks when mechanisms that allow them to save liquidity are introduced to the system.Vuosien 2007-2009 finanssikriisi osoitti, että rahoituslaitokset ovat tiiviisti kytköksissä toisiinsa ja että kompleksisen rahoitusjärjestelmän dynaamista käyttäytymistä on vaikea ennustaa. Väitöskirjassa sovelletaan ja kehitetään uusia matemaattisen mallintamisen menetelmiä, jotka kuvaavat rahoitusjärjestelmän maksuliiketoimintoja sekä normaaliolosuhteissa että kriisiaikana. Ensiksi väitöskirjassa kuvataan rahoituslaitosten vuorovaikutussuhteita verkostoteorian avulla. Empiirinen analyysi Yhdysvaltain keskuspankin Fedwire -järjestelmän maksuliikeaineistolla osoittaa verkkojen olevan kompleksisia ja mittakaavasta riippumattomia. Verkkojen ytimenä toimivien pankkien havaittiin suorittavan suurimman osan maksuliikkeestä. Toiseksi väitöskirja kehittää maksujärjestelmien simulointimalleja ja approksimaatioita niiden likviditeettivirtojen mekaniikasta. Malleja käytetään erityyppisten maksujärjestelmien tehokkuuden ja turvallisuuden arvioimiseen. Kolmanneksi väitöskirjassa esitetään agenttipohjainen malli maksujärjestelmistä ja johdetaan sen avulla likviditeetin kysyntäfunktio. Mallia käytetäänlisäksi pankkien kollektiivisen käyttäytymisen ennustamiseen, kun järjestelmään lisätään likviditeettiä säästäviä toimintamekaniikkoja.Description
Supervising professor
Salo, AhtiThesis advisor
Salo, AhtiKeywords
network theory, complexity, interbank payment system, liquidity, financial stability, counterfactual simulations, agent-based modeling, verkostoteoria, kompleksisuus, pankkien väliset maksujärjestelmät, likviditeetti, finanssijärjestelmän vakaus, simulaatio, agenttipohjainen simulointi
Other note
Parts
- [Publication 1]: Soramäki K., M. Bech, J. Arnold, R.J. Glass and W.E. Beyeler (2007). The topology of interbank payment flows, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 379(1), pp. 317-333. © 2007 Elsevier. By permission.
- [Publication 2]: Johnson K., J. McAndrews and K. Soramäki (2004). Economizing on liquidity with deferred settlement mechanisms, Federal Reserve Bank of New York Economic Policy Review 10(3), pp. 51-72. © 2004 Federal Reserve Bank of New York. By permission.
- [Publication 3]: Beyeler W.E., R.J. Glass, M. Bech, and K. Soramäki (2007). Congestion and cascades in payment systems, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 384(2), pp. 693-718. © 2007 Elsevier. By permission.
- [Publication 4]: Galbiati M. and K. Soramäki (2011). An agent-based model of payment systems, Journal of Economic Dynamics and Control 35(6), pp. 859-875. © 2010 Elsevier. By permission.
- [Publication 5]: Galbiati, M. and K. Soramäki (forthcoming). Liquidity-saving mechanisms and bank behavior in payment systems, In: B. Alexandrova-Kabadjova, S. Martinez-Jaramillo, A.L. Garcia-Almanza and E. Tsang (eds.), “Simulation in Computational Finance and Economics: Tools and Emerging Applications”, IGI Global, Hershey, USA. © 2012 IGI Global. By permission.