均值-方差模型下的VaR与CVaR限制比较.docx
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1、均值-方差模型下VaR和CVaR限制作用的投资组合选择的对比研究Gordon J.AlexanderAlexandre M.Baptista1引言随着3日成为最流行的风险度量工具,近些年风险控制吸引了很多金融从业者和管理者 的注意力。举例来说,Jorion,Linsemeier,Pearson,Alexandei和DBaptista,Hull,Chance指 出VaR已 经被公司财团,交易人,基金经理,金融机构和管理广泛应用。与之相反,很多研究者言辞 激烈的批评了作为风险控制工具的VaR。举例来说,Artzner et瓦指出因为不满足次可加性, 3日不是一个连续的风险度量。即,两个债券的组合的
2、VaR可能会大于各个债券VaR的和。 Basak和Shapiro指出,如果在一个连续时间序列的开始部分选择使用VaR,与不使用VaR相 比较,这个机构将会承担更大的风险。因为上述的原因,这些研究者提出使用CVaRW不是 VaR。这篇文章中我们主要讨论的问题有以下几个:1、使用VaR作为风险控制工具将会有什 么样的结果? 2、这些结果与使用CVaR有什么不同? 3、作为风险控制工具,有哪些情况下 CVaR可以支配VaR?为了找寻这些答案,我们查看一个周期的均值-方差模型。在一些特定的情况下,相比 较不使用VaR,VaR的使用会使slightly risk-averse选择带有更小标准差的投资组合
3、。可是, 也存在一些情形,VaR会使得highly risk-averse选择有较大标准差的投资组合。因为当CVaR 的边界和VaR边界重叠时,CVaR限制比VaR限制要严格这些组合选择结果是真实的。因 此,控制slightly risk-averse agent, CVaR限制比VaR更加有效,但是却对 highly risk-averse 有着更加perverse的作用。可是当组合中存在无风险债券或者CVaR的边界大于VaR边界的 时候,这些perverse结果会被削弱甚至消除。moreover,在后一种情形下,如果CVaR边界被 设定在一定水平下使得CVaR限制对highly risk-
4、averse有同VaR限制一样的perverse作用, 那么相比较与VaR,CVaR限制会导致slightly risk-averse选择带有更小标准差的组合。如果 CVaR边界被设定在一个更高的水平使得 CVaR限制像VaR限制一样降低了 slightly risk-averse的最优投资组合选择,那么相比较与VaR,CVaR限制将会允许highly risk-averse 选择带有更小标准差的投资组合。因此,当CVaR标准被设定在这两个水平之间时,CVaR 限制dominates VaR限制作为风险控制的工具。这篇文章是如下组织的:第二部分是均值-VaR、均值-CVaR边界和有效前沿的特征
5、。第 三部分是使用VaR限制和CVaR限制下的投资组合选择。第四部分是分析性的展现了两种 限制下的投资组合选择标准差的差异和不同。第五部分考虑了存在无风险债券的情况。第六 部分是结论。所有的证明在附录中给出了。2模型假设不存在无风险债券,有 -2的债券。R是期望收益率的向量,E 是回报率的矩X = x G Rn 苦 x = 1阵的协方差矩阵。i=1 为已经定义明确的投资组合。凡最为x的任意回ER CR F () R报率。EX ,气分别为期望回报率和期望方差。x为气的累积分布函数。 x , x。x假设一个投资期限和置信水平3 G (1/2,1),那么1003 %概率下VaR为v 3, Rx 三一
6、f-1(1-3)同理,那么1003 %概率下CVaR为璀,勺三-R V顶3,R假设投资组合中的债券回报率满足独立的正态分布。中(”为标准累积正态分布函数。(”标准正态密度函数。假设七3(1-3),有顷(gT-3v 3, R 三 R - ER 从而x 3 xxj -叩帅(x)dxL3, R 三 k R - ER % 三 一 k ZR同理 x 3 x x ,其中,332.1均值-VaR均值-CVaR边界当VaR,CVaR和方差作为风险度量标准时,风险-回报边界如下定义:E g R,X E 1 = x g X:ER =E对于任意的x定义1:当且仅当对于某些E G R,x满足minxGX(E) V3,
7、RG R,在1003 %置信水平下,投资组合x G X属于均值-VaR边界定义2:当且仅当对于某些E G R,x满足mmxgx(E),在1003 %置信水平下,投资组合x G X属于均值-CVaR边界定义3:当且仅当对于某些E e R ,元满足血1)4疽“,在100& %置信水平下,投资组合天e X属于均值-方差边界在方差-VaR边界的投资组合并不依赖3,因此我们可以得出以下结论:因为 ,当且仅当一个投资组合属于方差-均值边界,它属于均值-VaR边界。因为七,当且仅当一个投资组合属于方差-均值边界,它属于均值-CVaR边界。q R _ (ER - A / C)2 _ 1又Merton在1972
8、年证明当且仅当x满足1/ CD / C2,投资组合x属于均值-方差模型边界。其中 A _ lT 工-中,B = W Z,C _ It S_1 /,d _ BC _ A2,I e Rn 为 n 维 单位向量。q R _ (ER - A / C)2 _ 1那么满足1/ CD / C2的投资组合同时属于均值-VaR边界和均值-CVaR边界。2,.2均值-VaR,均值-CVaR的有效前沿* vER ER V 3, R ER L 3, R ER qR ER bR D / C,在100P %置信水平下最小VaR的投资组合存在。如果罕、D / C,那么D 2/ C 2minV(P) = g + (xminb
9、z - D / Cxminb )Y PV P, R = U:z厂 D / C )b R-E Rmin V (p)min bmin b在选择置信水平时要慎重,因为这关系到全局最小VaR是否有解。如果ZP D / C,在100 P %置信水平下最小C VaR的投资组合存在。x = g + h( E R +min L (P)x min bkD-DC R minb)PL P, Rx -min L (P )-D / C )c RXminbxmin I因为*pZp,所以,当最小VaR投资组合点存在时,最小C VaR投资组合点也存在。但是也有可能只有最小CVaR投资组合点存在。ER E R xxmin V
10、(P)min L (P)E七L(P) Ein。corollaryl在100P %置信水平下最小VaR的投资组合存在时,在100P %置信水平下最小CVaR的投资组合存在时,2.2.2 均值-VaR均值-CVaR的特点命题2(1)如果ZP JD/ C,那么在100P%置信水平下不存在均值-VaR有效的投资组合;如果ZP 、D/C,当且仅当投资组合x属于均值-VaR边界并且ER:-可日v(p) 时,投资组合:在100P %置信水平下是均值-VaR有效的(2)如果kP JD/ C,那么在100P%置信水平下不存在均值-CVaR有效的投资组合;如果k P D / C,当且仅当投资组合x属于均值-CVa
11、R边界并且ER x - ERXmin L (P) 时,投资组合x在100P %置信水平下是均值-CVaR有效的corollary2最小方差的投资组合在任何置信水平下都不是均值-VaR有效和均值-CVaR有效corollary3如果最小VaR的投资组合在100P %置信水平下存在,那么它在100P %置信水平下也 是均值-CVaR有效的corollary4如果kP JD/C,那么均值-VaR和均值-CVaR有效前沿是空集;如果* D/ C kP,那么均值-VaR有效前沿是空集,但是均值-CVaR有效前沿是 均值-方差有效前沿的一个非空真子集;如果/C ,当且仅当一个投资组合属于均值-CVaR有效
12、前沿并且 x-弗I,那么属于均值-VaR有效前沿,i.e.均值-VaR有效前沿是均值-VaR有效前沿的一个非空真子集总而言之,如果%,置信水平low;如果WC z bR V , ,A,一,e,、,一从而有 x L x ,为VaR限制和CVaR限制设定一个共同的置信水平,假设VaR和CVaR边界重合(L=V)。因为k Z,我们可以得到VaR限制与CVaR限制 相似,但是CVaR限制斜率更大,限制性更强。因为为了使两种限制等价,他们必须使用相 同的边界(VaR和CVaR边界重,合即L=V)和不同的置信水平。对于给定置信水平的 VaR限制,CVaR限制总有一个相对应的 ,,其中, L ,R Xmin
13、,那么边界为大;如果V B L , min,那么边界为适中;如果3,,那么边界为小3.3低置信水平Figure 1Effect aF VaR and CVaR CunEtrainlE on Ilia Efficient FiHitieir when the CanidencE Level Is Low,v u.jwjj i lu.-rujj |Sum de. rd IkvTcLm(i|i Large BiTtindStandard LkvnaHan (b i McdcraK BoundSwndiird UcviDbm l j Sm a ll Bcin-d3.3.1保守投资者如果是大边界。因为无
14、限制的最有投资组合位于R,无论是施加VaR限制或者CVaR限制都不会改变投资组合选择。 R如果是适中边界。假设无限制的最优投资组合位于 皤。和C点之间。那么施加VaR限 制不会改变投资组合选择;但是,如果施加CVaR限制,那么C点将会成为最优投资组合。 因此,CVaR限制下的最有投资组合标准差大于VaR限制下的最有投资组合标准差。如果是小边界。假设无限制的最优投资组合位于R孺。和f点之间。如果施加VaR限制, 那么f会成为最优投资组合;但是,如果施加CVaR限制,那么e点将会成为最优投资组合。 尽管两种限制都会增大最优组合的标准差,但是CVaR限制下的最有投资组合标准差大于 VaR限制下的最有
15、投资组合标准差。但是如果无限制的最优投资组合位于e和f点之间。只 有施加CVaR限制才会导致保守投资者选择e.3.3.2风险投资者因为无限制的最有投资组合选择在1(a)位于R,mm。之上,在1(b)位于c之上,在1(c) 位于e之上,因此无论施加那种限制都不会改变最有投资组合选择。3.4中度置信水平Fiium 2 Etfflct of VaR and CVaR Constrain L P, R假设置信水平是中度的,那么存在投资组合满足VaR限制。假设l(p),那么也存在满足CVaR限制的投资组合3.4.1保守投资者图2说明了在中度置信水平下在CVaR或者VaR限制下的投资组合选择与低置信水平下
16、 是类似的。可是对于一个给定的边界,当最优投资组合标准差增加了,这种增加大于在低置 信水平下的增加3.4.2风险投资者假设无限制条件下最优投资组合在g,以上,那么施加VaR限制不会改变最有投资组合 选择;但是如果施加CVaR限制,那么g,将会被选择成为最优投资组合。因此,在C VaR限制下的最优投资组合标准差小于VaR限制下的最优投资组合标准差。3.5高置信水平StiiridaiLd rU*EiM-iin 拓 I Larw BoundStzumjid DeLiCkin b I Md derate HoundFiDOdre 1Effeci VaS and CwaH ConsIraintE on
17、the E flic lent Frsnlier when In CDnlicencE Level Is我们假设L LP,R%l(p),那么存在满足CVaR限制的投资组合。因为kP %,那L P, R V P, R V P, R么有A L (P)A L (P)nV (P。因此也存在满足VaR限制的投资组合。3.5.1保守投资者图3说明了在高度置信水平下在CVaR或者VaR限制下的投资组合选择与中低置信水平 下是类似的。可是对于一个给定的边界,当最优投资组合标准差增加了,这种增加大于在中 低置信水平下的增加3.5.2风险投资者假设无限制条件下最优投资组合在n,和o之间,那么施加VaR限制不会改变
18、最有投资组合选择;但是如果施加CVaR限制,那么n,将会被选择成为最优投资组合。因此,只有 CVaR限制能够降低最有投资组合的标准差,在CVaR限制下的最优投资组合标准差小于VaR 限制下的最优投资组合标准差。假设无限制条件下的最优投资组合选择在o,以上,如果施加VaR限制,那么o,会成为最有投资组合选择;但是如果施加CVaR限制,那么几将会被选择成为最优投资组合。因此, 在CVaR限制下的最优投资组合标准差小于VaR限制下的最优投资组合标准差。3.6 CVaR边界大于VaR边界Fiyur 4 Efltet trf VaR and CTaR Cm职Inrte 邮 Ihe EIHcEairt F
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