Nonparametric Approach to Regression Modeling Based on Copula Functions: Application to Bivariate Models

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This paper explores a nonparametric approach to regression modeling based on copula functions, which overcomes the limitations of classical linear models. The study analyzes the advantages of the copula approach, including the ability to model complex nonlinear, asymmetric, and tail dependencies, as well as the separation of dependence structure and marginal distributions. The main classes of copulas (elliptical and Archimedean), their properties, and their application in bivariate models are discussed. Special attention is paid to practical examples of copula applications in economics and finance. The advantages of the approach, such as flexibility and universality, are highlighted, along with its limitations related to computational complexity and data quality requirements.

About the authors

Umar A. Bachaev

Financial University under the Government of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: UABachaev@fa.ru
ORCID iD: 0000-0003-4109-8596
SPIN-code: 8029-6668
Scopus Author ID: 996707
ResearcherId: AEB-0730-2022

Assistant of the Department of Information Technology; Financial University under the Government of the Russian Federation

Russian Federation, Moscow

References

  1. Fantazzini, D. (2008). Econometric analysis of financial data in risk management problems. Applied Econometrics, 2(10), 91–137.
  2. Fantazzini, D. (2011). Modeling multivariate distributions using copula functions. I. Applied Econometrics, 22(2), 98–134.
  3. Fantazzini, D. (2011). Modeling multivariate distributions using copula functions. II. Applied Econometrics, 23(3), 98–132.
  4. Fantazzini, D. (2011). Modeling multivariate distributions using copula functions. III. Applied Econometrics, 25(4), 100–130.
  5. Dißmann J., Brechmann E. C., Czado C., Kurowicka D. Selecting and estimating regular vine copulae and application to financial returns // Computational Statistics & Data Analysis. —2013. —Vol. 59. —P. 52–69.
  6. Masarotto G., Varin C. Gaussian copula marginal regression // Electronic Journal of Statistics. —2012. —Vol. 6. —P. 1517–1549.
  7. Masarotto G., Varin C. Gaussian Copula Regression in R // Journal of Statistical Software.—2017.—Vol. 77, No. 8.
  8. Wei Y., Wojtyś M., Sorrell L., Rowe P. Bivariate copula regression models for semi-competing risks // Statistical Methods in Medical Research. —2023.
  9. Yang L., Frees E. W., Zhang Z. Nonparametric Estimation of Copula Regression Models with Discrete Outcomes // Journal of the American Statistical Association. —2020. —Vol. 115, No. 530. —P. 707–720.
  10. Kraus D., Czado C. D-vine copula based quantile regression // Computational Statistics & Data Analysis. —2017.
  11. Dette H., Siburg K. F., Stoimenov P. A. A Copula-Based Nonparametric Measure of Regression Dependence : препринт 2010–03. —Technische Universität Dortmund, 2010.
  12. Parsa R. A., Klugman S. A. Copula Regression // Variance: Advancing the Science of Risk. —2011. —Vol. 5, No. 1. —P. 45–61.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Paired copula regression using a normal copula as an example.

Download (269KB)
3. Fig. 2. Paired copula regression using the Clayton copula as an example.

Download (229KB)
4. Fig. 3. Paired copula regression using the Gumbel copula as an example.

Download (264KB)
5. Fig. 4. Paired copula regression using the Frank copula as an example.

Download (289KB)


License URL: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».