金融波动风险的防范与控制,始终考验着市场参与者与监管者的智慧。准确描述和理解金融市场波动传染规律,有利于市场参与者与监管者捕捉市场信息,优化资产配置,制定管理政策,防范与化解金融危机。针对如何刻画股票市场中波动在时频域的传播机制问题,本文从金融市场之间溢出效应的研究角度切入,来揭示金融网络中波动风险的传播规律。利用学科交叉的优势,综合应用多分辨率小波分析方法、复杂网络理论,计量经济学方法和传播动力学模型等多种理论和方法,从时频演变的角度,以系统观的方法分析股票市场中存在的波动溢出效应及其在系统中的传播动力学机制。主要研究工作和创新性成果如下:(1)针对股市中系统性波动溢出效应研究问题,构建了波动溢出复杂网络模型的系统性分析方法,并从时域和频域分别展开对溢出网络的系统性拓扑特征演变的实证研究。将计量经济学GARCH-BEKK模型刻画出的股市之间的波动溢出关系抽象为复杂网络的连边,将每个股市抽象为复杂网络的节点,以此为基础构建基于溢出效应的国际股市溢出网络实证模型。研究结果表明,在时域分析中,大部分国家在溢出网络中的地位是频繁变化的,但是在波动溢出的发出和接收的两个极端,排名基本上保持了较高的稳定性。通常发达国家金融强国的股市波动会对发展中国家或地区不太健全的金融市场产生溢出效应。频域研究结果表明,从短期到长期的过程中,网络中的溢出关系逐渐增多,但是溢出效应强度却逐渐减弱。即溢出效应主要发生在短周期中,在长周期内存在较多的弱联系。此外,溢出效应在跨周期的网络中分布极不均匀,绝大多数的溢出关系发生在从相对的长期到相对的短期上,即发生在股市中长期上的波动变化会对短期市场的波动产生较大的影响。(2)针对股市溢出网络中的传播动力学问题,在对传统网络动力学模型研究的基础上,构建了符合金融市场溢出关系网络的动力学模型。在对复杂网络中的动力学问题进行研究的过程中,发现传统模型关注的主要是病毒、谣言等在网络中的扩散机制,而对这种网络中传播主体的影响大小则很少涉及,在股市网络中,这种受影响的大小程度又显得尤为重要,所以针对溢出网络的特点,构建了主体状态连续的动力学模型。模型主要从界定传播过程中股指主体的状态变化的问题展开,进而刻画主体间的传播机制与扩散规律,以及界定传播的终止条件,最后得出了传播模型的动力学方程组。此外,由于股市溢出关系网络形成的图密度较大,溢出关系复杂且紧密,为了剔除网络中冗余的弱联系信息,抽取网络中的主要拓扑结构,研究设计了适用于溢出关系网络的最小树形图提取算法。(3)为揭示溢出网络中的动力学机制,进行了多尺度周期上的实证研究。通过若干个反映传播结果的指标,来揭示股指波动所产生影响的范围、影响的速度、传播路径及路径上的影响程度大小。研究结果发现,波动冲击在传播过程中,在第2-3步传播的速度、波动的大小均会达到顶峰。以节点的传播属性指标来刻画节点在波动传导过程中所发挥的作用。通过情景设定,对传播源选取的不同进行区分来模拟随机攻击和重点攻击下的波动传播特征,将提出的传播模型应用到多尺度周期下的网络中,对比不同信息周期下的股指波动溢出的规律。并以美国三大股指和中国的上证指数为例,通过实证的方法具体研究在波动冲击下的系统响应机制,探索波动在传播路径上的关键节点和传播路径上的波动风险大小的变化。