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银行操作风险计量体系搭建:从数据采集到蒙特卡洛模拟的完整链路
2026/10/16 18:12:35 网站建设 项目流程

1. 项目缘起与整体设计思路

1.1 为什么银行必须认真对待操作风险计量

操作风险这个词,在外人听起来可能有点抽象。说白了,它就是“因为人、流程、系统或者外部事件出问题,导致银行亏钱”的风险。比如柜员操作失误打错金额、系统宕机导致交易失败、内部人员违规挪用资金、外部欺诈事件等等,这些都属于操作风险的范畴。

在巴塞尔协议框架下,操作风险被正式列为与信用风险、市场风险并列的三大风险之一。对于一家中等规模的商业银行来说,操作风险事件每年造成的直接损失可能达到数千万甚至上亿元。更关键的是,监管机构对操作风险的资本计提有明确要求,计量结果直接影响到银行的资本充足率和经营成本。

这个项目的核心目标,就是搭建一套能够量化操作风险的计量体系。具体来说,需要解决三个层面的问题:第一,如何系统地收集和分类操作风险事件数据;第二,如何选择合适的计量模型将数据转化为风险资本要求;第三,如何将计量结果应用到日常风险管理中,形成闭环。

适合阅读这篇文章的读者包括:银行风险管理条线的从业者、金融工程或金融数学方向的学生、正在准备FRM考试的考生,以及对银行风险计量感兴趣的技术人员。不管你是刚入行的新手还是有一定经验的从业者,我都会尽量把每个环节讲透,让你能直接参考落地。

1.2 三种主流计量方法的选择逻辑

操作风险计量在方法论上经历了从简单到复杂的演进,目前主流的方法有三种:基本指标法、标准法和高级计量法。选择哪种方法,取决于银行的规模、数据积累程度和风险管理成熟度。

基本指标法最简单,用过去三年总收入的平均值乘以一个固定比例(通常是15%)作为操作风险资本。这个方法的好处是实施成本极低,几乎不需要什么数据积累,但缺点也很明显——它完全不区分不同业务线的风险差异,对所有银行一视同仁。一般只有小型银行或者刚起步的机构才会用。

标准法的思路是把银行拆成八条业务线:公司金融、交易与销售、零售银行、商业银行、支付与结算、代理服务、资产管理和零售经纪。每条业务线对应不同的风险权重,比如公司金融的权重是18%,零售银行是12%,支付与结算高达18%。用每条业务线的总收入乘以对应权重,再求和,就得到总的操作风险资本要求。这个方法比基本指标法精细不少,但本质上还是“收入驱动”的,没有真正用到损失数据。

高级计量法才是真正意义上的“数据驱动”。它允许银行用自己的内部损失数据来建模,常见的有损失分布法、极值理论法等。用这种方法算出来的资本要求通常会更低,因为它是基于银行自身实际风险状况的。但门槛也很高——监管机构对数据质量、模型验证、治理架构都有严格要求。

实操心得:很多银行在推进过程中容易犯一个错误——一上来就想做高级计量法。实际上,从标准法过渡到高级计量法通常需要3到5年的数据积累和模型迭代。建议先把标准法的数据基础打牢,再逐步向高级方法演进。

1.3 整体架构设计:从数据到资本的完整链路

整个操作风险计量体系可以拆成四个核心模块,形成一条完整的数据链路。

第一个模块是数据采集与清洗。数据来源包括内部损失事件记录、外部损失数据库、风险与控制自我评估结果、关键风险指标数据等。这一步最耗时也最容易出问题,因为原始数据往往格式不统一、字段缺失、分类标准不一致。

第二个模块是风险分类与映射。需要把收集到的损失事件按照巴塞尔协议的事件类型(内部欺诈、外部欺诈、就业制度和工作场所安全、客户产品和业务活动、实物资产损坏、业务中断和系统失败、执行交割和流程管理)和业务线进行二维分类。这个映射过程需要业务部门深度参与,不能只靠风险管理部门闭门造车。

第三个模块是计量模型构建与校准。根据选择的方法论,构建相应的数学模型。如果用损失分布法,需要拟合频率分布和严重度分布,通常频率用泊松分布,严重度用对数正态分布或帕累托分布。然后用蒙特卡洛模拟生成年度损失分布,取99.9%分位数作为操作风险资本要求。

第四个模块是结果应用与反馈。计量结果要反馈到风险管理实践中,包括资本分配、风险限额设定、保险安排优化、业务流程改进等。同时要建立定期回溯机制,检验模型的准确性和稳定性。

2. 核心细节解析与实操要点

2.1 损失数据收集:最容易被低估的环节

很多团队在建模上花了大把精力,结果发现数据质量根本撑不起模型。损失数据收集有几个关键要点需要特别注意。

收集门槛的设定。不是所有损失事件都需要收集,通常银行会设定一个最低收集阈值,比如单笔损失超过1万元的事件必须记录。阈值设得太低会导致数据量爆炸且大量是噪音,设得太高又会遗漏重要信息。根据经验,对于中等规模银行,建议初始阈值设在5万到10万之间,运行一年后再根据数据分布情况调整。

数据字段的完整性。一笔完整的损失事件记录至少应包含以下字段:事件编号、发生日期、发现日期、会计日期、事件类型、业务线、损失金额(含回收)、事件描述、原因分析、整改措施、责任部门。其中“发生日期”和“发现日期”的差异很重要,它反映了银行发现风险事件的速度,是后续计算“发现周期”指标的基础。

数据质量的常见问题。我见过太多银行的数据集存在这些问题:同一事件被重复记录、金额单位不统一(有的填元有的填万元)、事件类型分类错误、业务线映射不一致。建议在数据入库前设置自动校验规则,比如金额字段不能为负、事件类型必须在预设枚举值范围内、发生日期不能晚于发现日期等。

注意:损失数据收集不是风险管理部门一个部门的事。柜员、客户经理、运营人员都是数据的第一接触点。如果前端人员没有意识到记录损失事件的重要性,后端拿到的数据永远是残缺的。

2.2 风险分类映射:业务线与事件类型的二维矩阵

巴塞尔协议把操作风险事件分为七类,业务线分为八类,形成一个56格的二维矩阵。每一格代表特定业务线上的特定类型风险。这个矩阵是后续计量和资本分配的基础。

实际操作中,分类映射最容易出问题的地方在于边界模糊。比如一笔因为客户经理误导销售导致的罚款,到底应该归入“客户产品和业务活动”还是“执行交割和流程管理”?再比如,内部人员利用系统漏洞盗取资金,是“内部欺诈”还是“系统安全失败”?这些边界情况需要制定详细的分类指引,并且定期组织案例讨论来统一认识。

我的建议是建立一个分类决策树。先判断事件是否涉及故意行为,如果是,再判断是内部人员还是外部人员,以此区分内部欺诈和外部欺诈。如果不涉及故意行为,再判断是流程问题、系统问题还是人员问题。这样层层递进,可以大幅减少分类分歧。

另外,业务线的映射也需要特别注意。很多银行的组织架构和巴塞尔八条业务线并不是一一对应的。比如一个部门可能同时做零售银行和资产管理业务,这就需要按照收入来源或客户类型进行拆分。建议在项目初期就完成组织架构到业务线的映射表,并且每年至少更新一次。

2.3 模型参数校准:频率与严重度的分布选择

如果采用损失分布法,核心工作就是分别拟合损失频率和损失严重度的概率分布,然后通过蒙特卡洛模拟合成年度损失分布。

频率分布通常用泊松分布。泊松分布只有一个参数λ(lambda),代表单位时间内的平均事件发生次数。比如某业务线过去三年共发生24次损失事件,那么λ=24/3=8次/年。泊松分布的优点是简单、参数少,适合事件发生相对独立的情况。但如果数据存在过度离散(方差远大于均值),可能需要考虑负二项分布。

严重度分布的选择更复杂。常用的有对数正态分布、威布尔分布、帕累托分布等。对数正态分布适合大多数中等规模的损失数据,它的尾部虽然厚但不算极端。帕累托分布则适合拟合极端损失事件,它的尾部更厚,对极端值的捕捉能力更强。

实际操作中,我通常建议先用对数正态分布拟合主体数据,然后对超过某个阈值(比如95%分位数)的尾部数据单独用广义帕累托分布拟合。这种方法叫“极值理论”方法,能更准确地估计极端损失。

参数估计方法主要有极大似然估计和矩估计。极大似然估计在统计性质上更优,但对数据质量要求更高。如果数据量较少或者存在异常值,矩估计可能更稳健。建议两种方法都跑一遍,对比结果差异,如果差异很大说明数据可能有问题。

2.4 蒙特卡洛模拟:从分布到资本要求

有了频率分布和严重度分布之后,下一步是通过蒙特卡洛模拟生成年度损失分布。具体步骤如下:

  1. 从频率分布中随机抽取一个年度事件次数n
  2. 从严重度分布中随机抽取n个损失金额
  3. 将这n个损失金额求和,得到一个年度总损失
  4. 重复上述过程10万次以上,得到年度总损失的分布
  5. 取该分布的99.9%分位数作为操作风险资本要求

这里有几个技术细节需要注意。第一,模拟次数要足够多,一般至少10万次,否则分位数估计不稳定。第二,随机数生成器的种子要固定,确保结果可复现。第三,如果严重度分布是厚尾的,模拟中可能出现极端值,需要检查是否合理。

实操心得:蒙特卡洛模拟的计算量很大,尤其是当组合复杂时。建议用Python的numpy和scipy库来做,向量化操作比循环快几十倍。如果数据量特别大,可以考虑用并行计算或者GPU加速。

3. 实操过程与核心环节实现

3.1 数据准备与清洗的完整流程

假设我们已经从各业务部门收集到了过去三年的内部损失数据,现在需要把它整理成可以建模的格式。以下是我在实际项目中总结的标准流程。

第一步:数据合并与去重。把来自不同部门的数据汇总到一张总表,然后按照事件编号去重。如果没有统一的事件编号,可以用“发生日期+损失金额+事件描述”的组合来识别重复记录。

第二步:字段标准化。统一金额单位(建议全部换算成元),统一日期格式(建议用YYYY-MM-DD),统一事件类型和业务线的编码。这一步最好写一个映射表,把各部门的不同叫法统一到标准编码。

第三步:异常值处理。检查金额字段是否有负数或极端大值。负数通常意味着回收金额被误填为损失,需要核实。极端大值需要确认是否真实,如果是数据录入错误要修正,如果是真实的大额损失则要保留,因为厚尾特征正是操作风险建模需要捕捉的。

第四步:缺失值处理。对于关键字段缺失的记录,能补则补,不能补的考虑剔除。比如事件类型缺失,可以根据事件描述文本用关键词匹配来推断。如果损失金额缺失,这条记录基本无法用于建模,只能剔除。

第五步:描述性统计。对清洗后的数据做基本的描述性统计,包括总事件数、总损失金额、平均损失、中位数损失、最大损失、各业务线和事件类型的分布等。这些统计量可以帮助判断数据是否合理,也为后续建模提供参考。

import pandas as pd import numpy as np # 读取清洗后的数据 df = pd.read_csv('operational_loss_data.csv') # 基本描述性统计 print(df['loss_amount'].describe()) print(df.groupby('event_type')['loss_amount'].agg(['count', 'sum', 'mean', 'median'])) print(df.groupby('business_line')['loss_amount'].agg(['count', 'sum', 'mean', 'median']))

3.2 频率与严重度分布的拟合与检验

数据准备好之后,就可以开始拟合分布了。以下以对数正态分布为例,展示完整的拟合和检验过程。

from scipy import stats import numpy as np # 假设loss_data是清洗后的损失金额数组 loss_data = df['loss_amount'].values loss_data = loss_data[loss_data > 0] # 去除零值 # 拟合对数正态分布 shape, loc, scale = stats.lognorm.fit(loss_data, floc=0) print(f"对数正态分布参数: shape={shape:.4f}, loc={loc:.4f}, scale={scale:.4f}") # 拟合优度检验:Kolmogorov-Smirnov检验 ks_stat, ks_pvalue = stats.kstest(loss_data, 'lognorm', args=(shape, loc, scale)) print(f"KS统计量: {ks_stat:.4f}, p值: {ks_pvalue:.4f}") # 如果p值大于0.05,说明不能拒绝数据服从对数正态分布的原假设

频率分布的拟合相对简单,通常直接用泊松分布。计算λ的方法是用总事件数除以观察年数。

# 频率分布拟合 total_events = len(df) observation_years = 3 # 假设观察了3年 lambda_freq = total_events / observation_years print(f"泊松分布参数λ: {lambda_freq:.2f}次/年") # 检验泊松分布拟合效果 from scipy.stats import poisson # 按年统计事件数 yearly_counts = df.groupby(df['occurrence_date'].dt.year).size().values # 计算期望频数 expected = poisson.pmf(range(len(yearly_counts)), lambda_freq) * observation_years print("实际频数:", yearly_counts) print("期望频数:", expected)

拟合完成后,一定要做拟合优度检验。常用的方法有KS检验、卡方检验、Q-Q图等。如果拟合效果不好,需要尝试其他分布或者对数据进行分段处理。

3.3 蒙特卡洛模拟的代码实现与参数设置

模拟环节是整个计量流程的核心。以下是一个完整的蒙特卡洛模拟实现,包含了10万次模拟和资本分位数计算。

import numpy as np from scipy import stats np.random.seed(42) # 固定随机种子,确保结果可复现 # 参数设置 n_simulations = 100000 # 模拟次数 lambda_freq = 8.5 # 年频率参数 shape_sev = 1.2 # 严重度分布形状参数 scale_sev = 50000 # 严重度分布尺度参数 # 存储每年的总损失 annual_losses = np.zeros(n_simulations) for i in range(n_simulations): # 从泊松分布抽取事件次数 n_events = np.random.poisson(lambda_freq) if n_events == 0: annual_losses[i] = 0 continue # 从对数正态分布抽取损失金额 losses = np.random.lognormal(mean=np.log(scale_sev), sigma=shape_sev, size=n_events) annual_losses[i] = losses.sum() # 计算资本要求(99.9%分位数) capital_requirement = np.percentile(annual_losses, 99.9) expected_loss = annual_losses.mean() unexpected_loss = capital_requirement - expected_loss print(f"预期损失(EL): {expected_loss:,.2f}元") print(f"99.9%分位数: {capital_requirement:,.2f}元") print(f"非预期损失(UL): {unexpected_loss:,.2f}元") print(f"操作风险资本要求: {capital_requirement:,.2f}元")

这段代码有几个关键点需要说明。第一,np.random.seed(42)确保每次运行结果一致,这在模型验证和监管审查时非常重要。第二,当n_events为0时直接跳过,避免对空数组求和报错。第三,对数正态分布的参数化方式:numpy的lognormal函数接受mean和sigma,分别对应对数均值和对数标准差,而scipy的lognorm.fit返回的是shape和scale,两者需要转换。

模拟完成后,建议画一张年度损失分布的直方图,直观检查分布形态是否合理。如果发现分布过于集中在低损失区域,可能是严重度参数设置偏小;如果尾部过于极端,可能是形状参数偏大。

3.4 结果验证与回溯测试

模型建好之后不能直接用,必须经过严格的验证。验证主要包括三个方面。

第一,逻辑验证。检查模型的假设是否合理,参数是否符合业务直觉。比如算出来的平均损失是否和实际观察到的平均损失接近,资本要求是否在合理范围内。

第二,统计验证。用KS检验、卡方检验等方法检验拟合优度。还可以做Q-Q图,如果数据点紧密围绕45度线分布,说明拟合效果好。

第三,回溯测试。用模型预测过去几年的损失分布,然后和实际发生的损失对比。如果实际损失经常超过模型的99%分位数,说明模型低估了风险,需要调整参数。

# 回溯测试示例 # 假设我们有过去3年的实际年度损失 actual_annual_losses = [450000, 620000, 380000] # 计算模型预测的年度损失分布的分位数 for year_loss in actual_annual_losses: percentile = stats.percentileofscore(annual_losses, year_loss) print(f"实际损失{year_loss:,.0f}元对应模型分位数: {percentile:.1f}%")

如果实际损失对应的分位数在50%到99%之间,说明模型基本合理。如果经常超过99%,说明模型需要重新校准。

4. 常见问题与排查技巧实录

4.1 数据质量问题的排查与修复

在实际项目中,数据问题是最常见的“拦路虎”。以下是我遇到过的典型问题及处理方法。

问题一:事件类型分类不一致。同一个事件,不同部门可能归入不同类型。比如“员工操作失误导致客户资金损失”,有的归入“执行交割和流程管理”,有的归入“客户产品和业务活动”。解决方法:制定详细的分类指引,附上典型案例,组织统一培训。对于历史数据,可以抽样复核,发现不一致的进行修正。

问题二:损失金额包含非直接损失。有些部门把声誉损失、业务机会损失也填进了损失金额。但操作风险计量通常只考虑直接财务损失。解决方法:在数据收集模板中明确说明只填直接损失,并给出示例。

问题三:数据时间跨度不足。高级计量法通常要求至少5年的内部损失数据。如果银行刚建立损失数据库,数据积累不够怎么办?解决方法:可以先用外部数据补充,或者采用标准法过渡,等数据积累够了再切换到高级法。

问题四:极端值处理。数据中偶尔会出现特别大的损失金额,可能是录入错误(比如多打了几个零),也可能是真实的大额事件。解决方法:设置金额上限校验规则,超过阈值的记录必须经过人工复核确认。

避坑技巧:建议在数据收集阶段就建立“数据质量评分卡”,对每条记录的关键字段完整性、准确性、及时性进行打分。评分低的记录退回补充,从源头保证数据质量。

4.2 模型不收敛或结果异常的调试方法

建模过程中经常遇到模型不收敛、参数估计失败、模拟结果异常等问题。以下是一些常见的排查思路。

问题一:极大似然估计不收敛。可能原因包括数据中存在零值或负值、初始参数设置不合理、分布选择不当。解决方法:先检查数据范围,确保所有值大于零;尝试不同的初始参数;换一种分布试试。

问题二:模拟结果波动太大。可能是模拟次数不够,或者严重度分布的尾部太厚导致极端值频繁出现。解决方法:增加模拟次数到50万甚至100万次;检查严重度分布参数是否合理,特别是形状参数是否过大。

问题三:资本要求异常高或异常低。如果资本要求远高于预期损失,可能是严重度分布的尾部太厚;如果远低于预期损失,可能是频率参数设置过低。解决方法:对比不同分布和参数下的结果,选择最符合业务直觉的。

问题四:不同业务线的结果差异过大。这可能是数据分布不均导致的。某些业务线数据多,模型拟合充分;某些业务线数据少,模型不稳定。解决方法:对于数据少的业务线,可以考虑合并相似业务线,或者采用行业基准数据补充。

4.3 监管审查中的常见关注点

如果计量结果需要提交监管机构审查,以下几个点是审查人员通常会重点关注的。

数据完整性。监管会检查损失数据是否覆盖了所有业务线和事件类型,是否存在系统性遗漏。建议准备一份数据覆盖情况说明,列出每个业务线的事件数量和损失金额。

模型假设的合理性。监管会质疑为什么选择某种分布而不是另一种,参数是如何估计的,是否考虑了相关性。建议准备详细的模型文档,记录每个假设的依据和敏感性分析结果。

结果的可解释性。监管希望看到计量结果和银行实际风险状况之间的逻辑联系。如果算出来的资本要求突然大幅下降,需要有合理的解释,比如业务流程改进导致损失事件减少。

治理架构。监管会检查模型开发和验证是否独立,是否有高级管理层的参与和审批,是否建立了定期回顾机制。

常见问题可能原因排查方法解决方案
数据分类不一致分类标准不明确抽样复核制定分类指引并培训
模型不收敛数据含零值或负值检查数据范围清洗数据或换分布
模拟结果波动大模拟次数不足增加模拟次数至少10万次
资本要求异常参数设置不当敏感性分析重新校准参数
监管质疑模型文档不完整检查模型文档补充假设依据

4.4 从计量结果到管理应用的落地经验

计量本身不是目的,把结果用起来才是。以下是我在实际工作中总结的几个应用方向。

资本分配。把操作风险资本按照业务线进行分配,让每个业务部门清楚自己占用了多少资本,从而有动力去降低风险。分配方法可以按损失金额占比,也可以按风险暴露指标占比。

风险限额设定。根据计量结果设定各业务线的损失限额,比如某业务线年度损失不能超过500万。一旦接近限额就触发预警,采取控制措施。

保险安排优化。操作风险资本要求可以通过购买保险来部分抵减。通过计量模型可以测算不同保险方案对资本要求的影响,从而优化保险组合。

流程改进优先级。通过分析损失数据的分布特征,识别高风险环节,优先安排流程改进资源。比如如果发现“执行交割和流程管理”类事件占比最高,就应该重点优化操作流程。

实操心得:计量结果的应用需要和业务部门充分沟通。如果只是风险管理部门自己算了一堆数字,业务部门不理解也不认可,那计量就白做了。建议定期组织计量结果宣讲会,用业务语言解释数字背后的含义。

5. 工具选型与技术栈建议

5.1 数据分析与建模工具的选择

操作风险计量涉及大量数据处理和统计建模,工具选择直接影响效率。

Python是目前最主流的选择。pandas用于数据处理,numpy和scipy用于统计计算,matplotlib和seaborn用于可视化。Python的生态丰富,社区活跃,遇到问题容易找到解决方案。而且Python代码可读性好,便于团队协作和监管审查。

R语言在统计建模方面也很强大,尤其是各种分布拟合和极值理论包非常成熟。如果团队里有统计背景较强的人员,R也是不错的选择。但R在数据处理和工程化方面不如Python灵活。

Excel适合小规模数据的快速分析,但不适合大规模蒙特卡洛模拟。如果数据量在几千条以内,用Excel做初步分析是可以的,但正式建模还是建议用Python或R。

商业软件如SAS、SPSS也有操作风险计量模块,优点是界面友好、文档齐全,缺点是成本高、灵活性差。对于大型银行,如果预算充足且需要监管认可,可以考虑商业软件。

我的建议是:核心建模用Python,数据展示和报告用Excel或BI工具,两者结合使用。

5.2 数据管理平台的搭建思路

如果银行需要长期持续地做操作风险计量,建议搭建一个专门的数据管理平台。平台至少应包含以下功能模块。

数据采集模块:提供标准化的数据录入界面,支持批量导入,自动校验数据格式和逻辑。

数据存储模块:用关系型数据库(如MySQL、PostgreSQL)存储损失数据,确保数据安全和可追溯。

数据查询模块:支持按时间、业务线、事件类型等维度灵活查询,方便分析和报告。

模型计算模块:集成Python或R的计算脚本,支持一键运行计量模型。

报表展示模块:自动生成计量报告,包括资本要求、损失分布图、趋势分析等。

平台搭建不需要一步到位,可以先用Excel和Python脚本过渡,等业务流程稳定后再逐步平台化。

5.3 模型版本管理与文档规范

操作风险计量模型需要定期更新,每次更新都要有完整的版本记录。建议采用以下规范。

版本编号:用“主版本号.次版本号”的格式,比如v1.0、v1.1、v2.0。主版本号变更表示模型方法论有重大调整,次版本号变更表示参数更新或数据刷新。

变更记录:每次更新都要记录变更内容、变更原因、变更日期、审批人。这些记录在监管审查时非常重要。

模型文档:每个版本都要有完整的模型文档,包括模型原理、数据来源、参数估计方法、验证结果、使用限制等。文档要用业务语言和技术语言分别写一份,方便不同背景的读者理解。

代码管理:用Git等版本控制工具管理建模代码,每次变更都有记录,可以随时回溯到历史版本。

注意:模型文档不是写完就完了,每次模型更新都要同步更新文档。我见过太多团队代码改了但文档没改,结果半年后自己都忘了当时为什么这么改。

6. 个人实操体会与建议

操作风险计量这个事,技术上的难点其实不是最难的,最难的是让整个组织重视并参与到这项工作中来。我经历过几个项目,最大的感受就是:数据质量决定模型上限,业务参与决定落地效果。

如果让我给刚接触这个领域的同行一个建议,我会说:先把数据基础打牢,不要急着上复杂模型。我见过太多团队花了大半年时间调模型参数,结果发现数据本身就有问题,白忙一场。先把损失数据的收集、清洗、分类映射做扎实,后面建模是水到渠成的事。

另外,监管沟通要趁早。不要等模型全部建好了才去和监管沟通,而是在方法论选择阶段就主动汇报,听取监管意见。这样后面审查会顺利很多。

最后分享一个小技巧:在做蒙特卡洛模拟时,可以先用较少的模拟次数(比如1万次)快速跑一遍,看看结果是否合理,确认无误后再增加到10万次或更多。这样能节省大量调试时间。

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