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Optimización de una cartera cuyo riesgo es el déficit esperado objetivo

Quiero maximizar el rendimiento de un $n$ -cartera de activos bajo riesgo conocido: $$\max_{\{w \in \mathbb{R}^{n}|w_{1}+...+w_{n}=1\}} \; \mathbb{E}\left[\sum_{i=1}^{n}w_{i}R_{i}\right]$$ bajo la restricción $$ES\left(\sum_{i=1}^{n}w_{i}R_{i}\right) \le r$$ donde $ES$ es el déficit esperado, también conocido como valor en riesgo condicional (CVaR) (en algún nivel $\alpha$ ) y $r$ es el nivel de riesgo deseado.

$R_{i}$ denota el rendimiento del activo $i$ y se considera una variable aleatoria discreta compuesta por $m$ escenarios.

Por desgracia, se trata de una optimización no lineal debido a la naturaleza del déficit esperado. Además, no puedo calcular un gradiente con respecto a $w$ para el déficit esperado, por lo que incorporar el gradiente en la optimización también será imposible. ¿Cómo puedo de manera eficiente implementar esta optimización?

Recordemos que el déficit esperado en el nivel $\alpha$ es el valor medio de la cartera en la parte inferior $\alpha$ Cuantil de todos los valores posibles de la cartera.

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Lie Ryan Puntos 15629

Este problema puede abordarse eficazmente mediante programación lineal.

Una referencia (en mi opinión) aún mejor que el artículo original de Uryasev y Rockafeller proporcionado por noob2 es "PORTFOLIO OPTIMIZATION WITH CONDITIONAL VALUE-AT-RISK OBJECTIVE AND CONSTRAINTS" de Pavlo Krokhmal, Jonas Palmquist y Stanislav Uryasev en The Journal of Risk, V. 4, # 2, 2002, 11-27. Está disponible aquí .

La idea básica se basa en la observación de que en lugar de controlar la condición $ \text{ES}_\alpha(\sum w_i R_i)$ directamente, es posible definir una función auxiliar (loc.cit. fórmula (4)):

$$ F_\alpha(w, \zeta) = \zeta + \frac{1}{1 - \alpha}\text{E}\left[\max\left(\sum w_i R_i - \zeta, 0\right)\right].$$

Lo bueno de $F$ se establecen en su Teorema 1.:

  1. $F$ es convexo y $C^1$
  2. El mínimo de $F$ con respecto a $\zeta$ es el ES en el nivel $\alpha$ .

La frontera entre lo que se puede hacer y lo que no se puede hacer no es tanto la optimización lineal frente a la no lineal, sino más bien la convexa frente a la no convexa. Este es un ejemplo de ello. En la sección 7, los autores muestran un ejemplo que debería cubrir el espíritu de su problema.

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