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基于簇信息的分布式魯棒優(yōu)化的投資組合研究
33經(jīng)管學(xué)院
作品介紹

作者:王天宇 清華大學(xué)經(jīng)管學(xué)院

指導(dǎo)老師:王純 清華大學(xué)經(jīng)管學(xué)院

 

關(guān)鍵詞:魯棒優(yōu)化 投資組合 條件期望風(fēng)險(xiǎn)

 

摘要

魯棒優(yōu)化方法廣泛應(yīng)用于資產(chǎn)組合優(yōu)化,然而其參數(shù)選取往往對(duì)問(wèn)題最優(yōu)解有較大的影響。為合理估計(jì)不確定集參數(shù)以便減少保守程度,本研究使用分布式方法基于歷史數(shù)據(jù)的聚類得到收益簇不確定集的信息,并利用統(tǒng)計(jì)性質(zhì)選取參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,從而可將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為易于求解的錐優(yōu)化問(wèn)題,與其他優(yōu)化策略對(duì)比歷史表現(xiàn)較好。進(jìn)一步我們使用因子信息聚類構(gòu)建情景決策樹(shù),使得本方法更具有解釋性。

 

研究背景

最小化條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值(CVaR)是現(xiàn)代最優(yōu)投資組合選取的重要準(zhǔn)則,如圖1的一定概率水平下投資組合的期望損失。但實(shí)際僅從歷史收益數(shù)據(jù)中直接估計(jì)均值-協(xié)方差優(yōu)化樣本外表現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)較高。分布式魯棒優(yōu)化即從數(shù)據(jù)中最差可能的參數(shù)分布出發(fā),期望獲得更好的樣本外表現(xiàn)。但是這樣基于最差分布的方法,結(jié)果過(guò)于保守。

圖1 實(shí)證情況的CVaR和VaR定義闡釋

實(shí)際中我們采取的不同情況的決策樹(shù)構(gòu)建或是統(tǒng)計(jì)中聚類方法便是減弱保守程度。因此,這種情況下,我們便思考能否在多種情形下構(gòu)建均值-協(xié)方差拓展原來(lái)單一的最差分布。

 

模型方法

通過(guò)歷史收益來(lái)估計(jì)之前問(wèn)題里的均值協(xié)方差,我們希望能夠得到不同情況下的最差均值-協(xié)方差陣。因此我們構(gòu)建了如下不同情形的模糊分布集:

目標(biāo)是從可能的最差分布下,最小化CVaR最優(yōu)投資組合。給定這樣的集合,該問(wèn)題等價(jià)于下列一個(gè)錐優(yōu)化的目標(biāo)問(wèn)題,能夠保證計(jì)算執(zhí)行性。

另一方面,針對(duì)這樣多個(gè)簇的概率和矩信息,我們考慮其聚類方法的實(shí)現(xiàn)。一方面我們可直接由歷史收益聚類,然后計(jì)算得到作為簇信息的參數(shù);

圖2 基于直接聚類收益的方法闡釋

 

另一方面由于市場(chǎng)信息更為穩(wěn)定,我們選用因子模型如F-F 三因子/五因子等邊際信息聚類得到每個(gè)簇的所有時(shí)間點(diǎn),并因此投影計(jì)算到相應(yīng)時(shí)間的收益聚類。后者的聚類計(jì)算量維數(shù)較低,但需要額外的邊際信息。

圖3 基于因子邊際信息的方法闡釋

 

實(shí)證表現(xiàn)

我們?cè)贔rench網(wǎng)站上使用實(shí)際數(shù)據(jù)集上對(duì)方法進(jìn)行了滾動(dòng)窗口的測(cè)試,并選用其他基準(zhǔn)策略與簇信息方法相比較。

表1 實(shí)驗(yàn)中選取的不同策略的對(duì)比

在實(shí)際數(shù)據(jù)集中比較評(píng)價(jià)指標(biāo)為:夏普比率,即同等風(fēng)險(xiǎn)下超額收益的量;實(shí)證的風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值,如VaR / CVaR等;周轉(zhuǎn)率,即每次投資組合變動(dòng)的比率。以下是關(guān)于這些策略的比較結(jié)果:

 

表2 不同模型在評(píng)價(jià)指標(biāo)上的實(shí)證表現(xiàn)

 

圖1 不同模型在收益率上的實(shí)證表現(xiàn)

 

在與基準(zhǔn)策略比較時(shí),基于簇信息的方法會(huì)比目前的策略有明顯的提升,表現(xiàn)在可以提高收益并減小方差,同時(shí)能控制使得風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值變化不大。進(jìn)一步地使用帶有簇預(yù)測(cè)信息的規(guī)范性分析中,該模型仍然具有較好的表現(xiàn)。

表2 規(guī)范性分析的模型在評(píng)價(jià)指標(biāo)上的實(shí)證表現(xiàn)

外部鏈接:

作者聯(lián)系方式wangty.17@sem.tsinghua.edu.cn,

數(shù)據(jù)來(lái)源:

http://mba.tuck.dartmouth.edu/pages/faculty/ken.french/data_library.html

 

 

 

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