姚海祥,李仲飛
(1.廣東外語(yǔ)外貿(mào)大學(xué)信息學(xué)院,廣東廣州510006;2.中山大學(xué)管理學(xué)院,廣東廣州510275)
所以基于非參數(shù)估計(jì)框架的期望效用最大化模型為:
基于非參數(shù)估計(jì)框架的期望效用最大化最優(yōu)投資組合
姚海祥1,李仲飛2
(1.廣東外語(yǔ)外貿(mào)大學(xué)信息學(xué)院,廣東廣州510006;2.中山大學(xué)管理學(xué)院,廣東廣州510275)
本文基于期望效用最大化和非參數(shù)估計(jì)框架研究了最優(yōu)投資組合選擇問(wèn)題。和以往大多文獻(xiàn)假定資產(chǎn)收益率服從某些特定分布不同資產(chǎn)收益率的分布類(lèi)型無(wú)需作任何假設(shè)。首先在一般效用函數(shù)下,利用組合收益率密度函數(shù)的非參數(shù)核估計(jì)給出了期望效用的基本非參數(shù)估計(jì)公式,并建立了期望效用最大化投資組合選擇問(wèn)題的基本框架。然后,在投資者具有冪效用函數(shù)的假定下,給出了期望效用具體的非參數(shù)計(jì)算公式,并給出了求解最大期望效用的數(shù)值算法。最后,利用中國(guó)證券交易所11支股票日收益率的真實(shí)數(shù)據(jù)給出了一個(gè)數(shù)值算例。本文提出的非參數(shù)估計(jì)框架具有一般性,還可以進(jìn)一步用來(lái)研究各種現(xiàn)實(shí)條件下(如各種現(xiàn)實(shí)不等式約束和具有交易成本)的投資組合管理問(wèn)題。
投資組合選擇;冪效用函數(shù);期望效用最大化模型;非參數(shù)估計(jì);最優(yōu)投資策略
目前關(guān)于投資組合選擇的研究主要以Neumann和Morgenstern[1]開(kāi)創(chuàng)的期望效用最大化模型及Markowitz[2]開(kāi)創(chuàng)的均值-方差模型(后來(lái)發(fā)展為一般的均值-風(fēng)險(xiǎn)模型)兩條主線進(jìn)行展開(kāi)。特別是期望效用最大化模型一直以來(lái)都是研究經(jīng)濟(jì)金融中的不確性決策問(wèn)題的基本框架。Arrow[3]首先介紹了利用期望效用最大化模型研究投資組合選擇問(wèn)題,并討論了最優(yōu)策略的有關(guān)性質(zhì)。Hart[4]和Cheng[5]研究了效用最大化模型的最優(yōu)策略隨著市場(chǎng)參數(shù)變化時(shí)的靜態(tài)比較分析。除了考慮投資策略外,Samuelson[6]和Merton[7]則同時(shí)考慮消費(fèi)策略,并采用隨機(jī)最優(yōu)控制和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法進(jìn)一步研究了多階段和連續(xù)時(shí)間的最優(yōu)投資-消費(fèi)問(wèn)題。很多學(xué)者則把Merton[7]和Samuelson[6]的工作推廣到其它各種現(xiàn)實(shí)條件情形。如Munk[8]利用連續(xù)時(shí)間效用最大化模型研究了具有隨機(jī)投資機(jī)會(huì)集及消費(fèi)習(xí)慣約束的投資和消費(fèi)問(wèn)題,Bensoussan[9]則考慮了通貨膨脹因素且真實(shí)價(jià)格只是部分可觀察情形下的最優(yōu)動(dòng)態(tài)投資-消費(fèi)問(wèn)題。Canakoglu和?zekici[10]利用效用最大化模型研究了隨機(jī)市場(chǎng)環(huán)境下的多階段投資組合選擇問(wèn)題。但這些研究大多是在資產(chǎn)收益率服從某些特定分布(如正態(tài)分布、離散狀態(tài)且已知概率分布、幾何布朗運(yùn)動(dòng)(連續(xù)時(shí)間情形))的假定下進(jìn)行的,或只討論模型和最優(yōu)策略的有關(guān)性質(zhì)。
眾所周知,經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)中的非參數(shù)估計(jì)不需事先設(shè)定要估計(jì)的模型具有特定形式,對(duì)先驗(yàn)信息的要求很低,計(jì)算結(jié)果完全由樣本數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),適應(yīng)于復(fù)雜多變的金融市場(chǎng)[11]。特別是,目前日益豐富的高頻金融數(shù)據(jù)庫(kù)也滿(mǎn)足非參數(shù)估計(jì)方法對(duì)樣本數(shù)據(jù)容量的要求。所以近年來(lái)有學(xué)者開(kāi)始利用非參數(shù)估計(jì)方法研究金融風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算,有興趣的讀者可參見(jiàn)Chen[12]、Jeong和Kang[13]和Yu Keming[14]等。但據(jù)作者所知,目前還沒(méi)發(fā)現(xiàn)有利用非參數(shù)估計(jì)方法結(jié)合期望效用最大化模型來(lái)研究投資組合選擇問(wèn)題。本文基于非參數(shù)估計(jì)框架利用期望效用最大化模型研究了最優(yōu)投資組合選擇問(wèn)題。
本章的余下部分是按以下方式組織的。首先,在一般效用函數(shù)下,我們通過(guò)組合收益率密度函數(shù)的非參數(shù)估計(jì)得到了期望效用的基本非參數(shù)估計(jì)公式,并建立了研究期望效用最大化投資組合選擇問(wèn)題的基本框架。然后,在投資者具有冪效用函數(shù)的假定下,我們給出了期望效用具體的非參數(shù)計(jì)算公式,并給出了求解期望效用最大化模型的具體數(shù)值算法。最后,利用中國(guó)股票市場(chǎng)真實(shí)數(shù)據(jù),給出了一個(gè)數(shù)值算例說(shuō)明了我們研究結(jié)果的可行性及有效性。
設(shè)市場(chǎng)上有n種資產(chǎn)(可以全是風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)也可以含有一種無(wú)風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)),它們的收益率向量為=(ξ1,ξ2,…ξn)′??紤]投資組合(比例向量)W=(w1,w2,…,wn)′,這里A′表示矩陣A的轉(zhuǎn)置。則投資組合的收益率為
其中,當(dāng)允許買(mǎi)空時(shí),有?=Rn;當(dāng)不允許買(mǎi)空時(shí),有:
?={W=(w1,w2,…,wn)′∈Rn|w1≥0,w2≥0,…,wn≥0}
為了保證最優(yōu)解存在,U(·)通常要滿(mǎn)足某些數(shù)學(xué)性質(zhì),如凹性和單調(diào)遞增性。
由于一般情況我們知道很少關(guān)于組合收益率ξp或資產(chǎn)收益率向量ξ→密度函數(shù)的信息,而非參數(shù)估計(jì)方法則不需要事先對(duì)分布類(lèi)型作假定,對(duì)先驗(yàn)信息的要求非常低。所以在本文,我們首先采用非參數(shù)估計(jì)方法來(lái)估計(jì)ξp或的分布,得到期望效用E[U(W′)]的非參數(shù)估計(jì),然后在此基礎(chǔ)上研究效用最大化投資組合選擇問(wèn)題。因?yàn)橘Y產(chǎn)收益率向量是多維的,如果我們利用非參方法估計(jì)它的多維密度函數(shù),其估計(jì)量的收斂速度會(huì)非常慢,即會(huì)出現(xiàn)所謂的“維數(shù)災(zāi)難”[11]。因此,在本文我們通過(guò)估計(jì)組合收益率ξp(一維)的密度函數(shù)得到E[U(W′)]的非參數(shù)估計(jì)。
其中k(·)是核函數(shù),而h=h(T)則為光滑參數(shù),通常稱(chēng)為窗寬(bandwidth或window width)。當(dāng)核函數(shù)k(·)和窗寬h(·)滿(mǎn)足如下條件(i)和(ii)時(shí),可以證明由(2)式所定義的非參數(shù)核估計(jì)量(x)是p(x)的一致估計(jì)量[11]。
所以基于非參數(shù)估計(jì)框架的期望效用最大化模型為:
但(4)和(5)式中窗寬h和核函數(shù)k(·)是需要待定選擇的,為了使模型更合理,下面我們介紹窗寬h(·)和核函數(shù)k(·)的選擇。
理論和實(shí)踐都表明,窗寬h(·)的選擇是至關(guān)重要的。下面我們介紹選取最優(yōu)窗寬h(·)的兩個(gè)常用方法。
(1)拇指法則(rule-of-thumb):h=1.06σT,
(2)最小二乘交叉(least squared cross-validation)法:
另外一方面,雖然核函數(shù)的選擇對(duì)非參數(shù)核估計(jì)量有效性的影響并不是十分重要的[15],但其影響也不容忽視。Epanechnikov[16]證明了在所有具有緊支撐(compact support)的非負(fù)核函數(shù)里,canonical Epanechnikov核函數(shù):
是最優(yōu)的核函數(shù),其中:
下面我們先給定窗寬h,并選取canonical Epanechnikov核函數(shù),將(7)式代入(4)式,進(jìn)一步得到期望效用[U(W′)]的表達(dá)式為:
從而此時(shí)基于非參數(shù)估計(jì)框架的期望效用最大化模型為:
其中g(shù)(W,h)由(8)給出。由(8)式知,只要我們選 定 U(·),則 可 計(jì) 算的表達(dá)式,從而可得到g(W,h)的具體表達(dá)式。下面我們以?xún)缧в煤瘮?shù)為例,給出期望效用^E[U(W′ξ→)]的具體非參數(shù)計(jì)算公式g(W,h),并分別在采用“拇指法則”和“最小二乘交叉”選擇窗寬h時(shí)給出求解期望效用最大化模型的數(shù)值算法。
當(dāng)γ<1時(shí),U′′(x)=(γ-1)xγ-2<0,此時(shí)對(duì)應(yīng)的投資者是風(fēng)險(xiǎn)厭惡的;當(dāng)γ=1時(shí),U′′(x)= 0,對(duì)應(yīng)的投資者是風(fēng)險(xiǎn)中性的;當(dāng)γ>1時(shí),U′′(x)=(γ-1)xγ-2>0,則對(duì)應(yīng)的投資者是風(fēng)險(xiǎn)偏好的。對(duì)于允買(mǎi)空情形,為了保證優(yōu)化問(wèn)題(9)最優(yōu)解的存在性,我們規(guī)定γ<1;對(duì)于不允買(mǎi)空情形,我們對(duì)γ的大小則不需要作任何限制。
顯然:當(dāng)γ>0時(shí),U(x)定義域Θ={x|x≥0};當(dāng)γ<0時(shí),定義域Θ={x|x>0}。為數(shù)學(xué)上處理方便,我們統(tǒng)一U(x)的定義域?yàn)棣?{x|x≥0}。若模型求解后出現(xiàn)最優(yōu)投資策略使得x=0且U(x)沒(méi)意義,則另外討論。
(i)情形1:當(dāng)γ=-1時(shí)。此時(shí),將(10)式代入(8)式可得:
現(xiàn)在,我們假定U(·)為冪效用函數(shù),即具有如下形式:
(ii)情形2:當(dāng)γ=-2時(shí)。此時(shí),將(10)式代入
(8)式可得:
(iii)情形3:當(dāng)γ=-3時(shí)。此時(shí),將(10)式代入(8)式可得:
令xi=W′Ri+ah,yi=W′Ri-ah,則有-xiyi=a2h2-(W′Ri)2,xi+yi=2W′Ri,代入上式得:
(iv)情形4:當(dāng)γ≠-1,γ≠-2,γ≠-3時(shí)。此時(shí),將(10)式代入(8)式可得:
代回W′Ri和h,并令
為簡(jiǎn)單起見(jiàn),我們先采用拇指法則選擇窗寬h。對(duì)于給定組合收益率ξp=W′ξ→的樣本集{W′R1,W′R2,…,W′RT}下,則由計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論知ξp的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)量為:
其中,對(duì)于γ的不同情形,g(W,h)的具體表達(dá)式分別由(11)~(14)式給出。要注意的是,對(duì)于γ<0情形,我們求得最優(yōu)解W*,h*之后,還要檢驗(yàn)是不是滿(mǎn)足(W*)′Ri-ah*≠0。若滿(mǎn)足,則W*,h*就是最終的最優(yōu)解,若不滿(mǎn)足,或求解失敗,需要重新進(jìn)行求解。
最優(yōu)化問(wèn)題(17)的特點(diǎn)是只有當(dāng)不等式約束W′Ri-ah≥0(i=1,2,…,T)成立時(shí),其目標(biāo)函數(shù)才有意義,所以如果所采用的數(shù)值求解算法,在迭代過(guò)程中出現(xiàn)某些W′Ri-ah≥0不成立,則迭代無(wú)法進(jìn)行,從而導(dǎo)致求解失敗。為了克服這個(gè)困難,我們可以引入一些輔助參數(shù),使目標(biāo)函數(shù)的自然定義域沒(méi)有受到限制。如我們可以引入?yún)?shù)s2i=W′Ri-ah≥0,i=1,2,…,T,把不等式約束轉(zhuǎn)化為等式約束。又注意到,從而:
此時(shí)可把目標(biāo)函數(shù){-g(W,h)}改寫(xiě)成關(guān)于W,s1,…,sT的函數(shù),即令f(W,s1,…,sT)=:-g(W,h),則f(·)的自然定義域沒(méi)有限制。下面,對(duì)于不同情形的γ,我們給出f(W,s1,…,sT)的相應(yīng)表達(dá)式。
對(duì)于情形1,由(11)式有:
對(duì)于情形3,由(13)式有:
對(duì)各種情形得到f(W,s1,…,sT)的表達(dá)式后。若允許買(mǎi)空,最優(yōu)化問(wèn)題(17)可轉(zhuǎn)化為:
若不允許買(mǎi)空,由于wj≥0,j=1,2,…,n,我們可以同時(shí)引入?yún)?shù)l2j=wj≥0。從而,若不允許買(mǎi)空,最優(yōu)化問(wèn)題(17)可轉(zhuǎn)化為:
最優(yōu)化問(wèn)題(22)和(23)都是帶非線性等式約束的非線性最優(yōu)化問(wèn)題,目前求解的數(shù)值算法很多,如Lagrange法、外罰函數(shù)法、乘子法、梯度投影法、序列二次規(guī)劃法,等等。本文介紹利用乘子法來(lái)求解最優(yōu)化問(wèn)題(22)和(23)。乘子法的基本思想是:在原問(wèn)題Lagrange函數(shù)的基礎(chǔ)上再加上適當(dāng)?shù)牧P函數(shù),把原問(wèn)題的求解轉(zhuǎn)化為一系列無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題來(lái)求解,可以說(shuō)是Lagrange法和外罰函數(shù)法的結(jié)合,克服了單純使用Lagrange法或外罰函數(shù)法的缺陷。為了說(shuō)明乘子算法的步驟,現(xiàn)在我們考慮一個(gè)一般等式約束優(yōu)化問(wèn)題:
其中x=(x1,x2,…,xn)′∈Rn,h(x)=(h1(x),h2(x),…,hm(x))′∈Rm。
參考馬昌鳳[17],下面我們給出最優(yōu)化問(wèn)題(P)的乘子算法的步驟。
步驟1:給定x0∈Rn,λ1∈Rm,σ1>0,充分小的正數(shù)ε,及0<θ<1,η>1,令k:=1。
步驟2:以xk-1為初始點(diǎn),求解如下無(wú)約束子問(wèn)題的極小值點(diǎn)xk:
(SP) min φ(x,λk,σk)=z(x)-λk′h(x)+||h(x)||2。
步驟3:若||h(xk)||<ε,停算,輸出xk;否則,轉(zhuǎn)步驟4。
步驟4:若||h(xk)||≥θ||h(xk-1)||,令σk+1=ησk;否則σk+1=σk。
步驟5:令λk+1=λk-σkh(xk)。
步驟6:令k:=k+1,轉(zhuǎn)步驟2。
其中,||·||表示歐氏模。在步驟2中,涉及到求解無(wú)約束非線性規(guī)劃問(wèn)題(SP),目前的數(shù)值求解算法有很多,比如我們可采用基于BFGS校正公式的擬牛頓法,詳見(jiàn)馬昌鳳[17]。
如果采用最小二乘交叉驗(yàn)證法選擇窗寬h,則期望效用最大化模型為:
最優(yōu)化問(wèn)題(24)和我們平時(shí)遇到的最優(yōu)化問(wèn)題有所不同,它的特點(diǎn)是,它的一個(gè)約束條件也是最優(yōu)化問(wèn)題(稱(chēng)之為下層優(yōu)化問(wèn)題)。在數(shù)學(xué)上我們稱(chēng)這一類(lèi)優(yōu)化問(wèn)題是雙層優(yōu)化問(wèn)題,雙層優(yōu)化問(wèn)題的求解通常更困難。當(dāng)最優(yōu)化問(wèn)題(24)的下層優(yōu)化問(wèn)題是凸的、可微的和正則的,則它能夠用其最優(yōu)性條件來(lái)代替。從而此時(shí)最優(yōu)問(wèn)題(24)可轉(zhuǎn)化為如下單層優(yōu)化問(wèn)題:
其中,?h是關(guān)于h的求導(dǎo)算子。最優(yōu)問(wèn)題(25)是一個(gè)經(jīng)典的非線性等式約束優(yōu)化問(wèn)題,正如前面所說(shuō)的目前有很多數(shù)值算法對(duì)它進(jìn)行求解[18]。但最優(yōu)化問(wèn)題(24)的下層優(yōu)化問(wèn)題并不一定是凸的,目前也有很多數(shù)值方法來(lái)求解此類(lèi)雙層優(yōu)化問(wèn)題,有興趣的讀者可參考[19]、Dempe[20]、Colson[18]及相關(guān)文獻(xiàn)。但這些方法大多很復(fù)雜,為此,本文介紹另一種簡(jiǎn)單的處理方法。我們的處理方法是把最優(yōu)化問(wèn)題(24)分解為兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化問(wèn)題。其中一個(gè)是,給定h,求以下最優(yōu)化問(wèn)題:
而另一個(gè)是,給定W ,求以下最優(yōu)化問(wèn)題:
顯然,分解后的兩個(gè)最優(yōu)化問(wèn)題就不是雙層優(yōu)化問(wèn)題了,有很多數(shù)值算法可對(duì)它們進(jìn)行求解。比如,我們可采用前面所介紹的乘子法求解最優(yōu)化問(wèn)題(26),采用擬牛頓法求解最優(yōu)化問(wèn)題(27)。假如已經(jīng)得到了求解最優(yōu)化問(wèn)題(26)和(27)的數(shù)值算法,我們建議采用如下反復(fù)迭代的算法來(lái)求解最優(yōu)化問(wèn)題(24)。
步驟1:給定初始估計(jì)量W0,和充分小的ε>0,并取k:=0;
步驟2:令W=Wk,求解最優(yōu)問(wèn)題(27)得其最優(yōu)數(shù)值解hk;
步驟3:令h=hk,求解最優(yōu)化問(wèn)題(26)得其最優(yōu)數(shù)值解Wk+1,如果||Wk+1-Wk||<ε,停止迭代,輸出Wk+1和hk,否則,令k:=k+1,轉(zhuǎn)第2步。
作為結(jié)論的直接應(yīng)用和說(shuō)明,下面我們給出一個(gè)具體的實(shí)例(本算例所有的計(jì)算都通過(guò)編寫(xiě)程序在Mat Lab上進(jìn)行,而且數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果都取4位有效數(shù)字)。
隨機(jī)選取中國(guó)深滬證券交易所上市的11支股票:三峽新材(600293)、金晶科技(600586)、瑞泰科技(002066)、深康佳B(200016)、深華發(fā)A(000020)、海信電器(600060)、青松建化(600425)、方大集團(tuán)(000055)、金瑞礦業(yè)(600714)、西部資源(600139)和鑫科材料(600255)。這11支股票涉及的行業(yè)包括:玻璃及玻璃制品、電器、水泥、金屬制品、鋼鐵、能源和有色金屬等。選取從2009年1月5日至2011年3月31日交易日的原始數(shù)據(jù)(為表達(dá)和計(jì)算方便,其中單位為1/5,即將數(shù)據(jù)擴(kuò)大為原來(lái)的5倍),得T=544個(gè)日毛收益率樣本數(shù)據(jù){R1,R2,…,RT}。其中,收益率采用如下計(jì)算形式:第i個(gè)資產(chǎn)第t個(gè)交易日的收益為Rit=,其中Pit和Pit-1分別表示第i個(gè)資產(chǎn)在第t和(t-1)個(gè)交易日的收盤(pán)價(jià)。通過(guò)計(jì)算得c= 1.06T-15=0.3007,
為簡(jiǎn)單起見(jiàn),本算例假定投資者具有冪效用函數(shù),并采用拇指法則選擇窗寬h。即對(duì)于允許和不允許買(mǎi)空兩種情形分別求解最優(yōu)化問(wèn)題(22)和(23)。求解時(shí)取初始解為:
對(duì)于不同的γ,根據(jù)本文模型,我們可求解出最優(yōu)投資組合和相應(yīng)最大期望效用。在允許和不允許買(mǎi)空的兩種條件下,其數(shù)值計(jì)算結(jié)果分別由表1和表2給出。其中,對(duì)于允許買(mǎi)空條件下,為了保證模型(22)最優(yōu)解存在,我們只考慮小于1的γ值,對(duì)于不允許買(mǎi)空的條件下,我們則考慮了包括大于等于1的γ值。
從表1和表2我們可以發(fā)現(xiàn),(i)對(duì)于允許和不允許買(mǎi)空的兩種情形,參數(shù)γ取值對(duì)最優(yōu)投資組合都是有影響的,但最優(yōu)投資策略對(duì)參數(shù)γ的變化有時(shí)比較敏感,有時(shí)則不太敏感。
表1 允許買(mǎi)空條件下各種γ的最優(yōu)投資組合和最大期望效用
表2 不允許買(mǎi)空條件下各種γ的最優(yōu)投資組合和最大期望效用
本文基于非參數(shù)估計(jì)框架研究了一般效用函數(shù)下期望效用最大化投資組合選擇問(wèn)題,并在投資者具有冪效用函數(shù)的情形下,給出了模型的具體形式及求解的具體數(shù)值算法。最后,為了說(shuō)明本文結(jié)論的應(yīng)用,我們基于中國(guó)股票市場(chǎng)真實(shí)數(shù)據(jù)給出了一個(gè)數(shù)值算例。雖然本文只是考慮了較為理想的簡(jiǎn)單情形(如市場(chǎng)是無(wú)摩擦的)。但本文提出的框架和方法具有一般性,還可以進(jìn)一步用來(lái)研究各種現(xiàn)實(shí)條件下(如各種現(xiàn)實(shí)不等式約束和具有交易成本)的投資組合管理問(wèn)題。
[1]Neumann J V,Morgenstern O.Theory of games and economic behavior[M].Princeton,New Jersey:Princeton University Press,1944.
[2]Markowitz H.Portfolio selection[J].Journal of Finance,1952,(4):77-91.
[3]Arrow K.Essays in the theory of risk-bearing[M]. Chicago:Markham Publishing Company,1971.
[4]Hart O.Some negative results on the existence of comparative statics results in portfolio theory[J].Review of Economic Studies,1975,42(4):615-621.
[5]Cheng H C,Magill M J P,Shafe W J.Some results on comparative statics under uncertainty[J].International Economic Review,1987,28(2):493-507.
[6]Samuelson P A.Lifetime portfolio selection by dynamic stochastic programming[J].Review of Economics and Statistics,1969,51(3):239-246.
[7]Merton R C.Lifetime portfolio selection under uncertainty:The continuous-time model[J].Review of Economic and Statistics,1969,51(3):247-256.
[8]Munk C.Portfolio and consumption choice with stochastic investment opportunities and habit formation in preferences[J].Journal of Economic Dynamics and Control, 2008,32(11):3560-3589.
[9]Bensoussan A,Keppo J,Sethi S P.Optimal consumption and portfolio decisions with partially observed real prices[J].Mathematical Finance,2009,19(2):215-236.
[10]Canakoglu E,?zekici S.Portfolio selection in stochastic markets with HARA utility functions[J].European Journal of Operational Research,2010,201(2):520-536.
[11]Li Qi,Racine J S.Nonparametric econometrics:Theory and practice[M].New Jersey:Princeton University Press,2007.
[12]Chen Songxi.Nonparametric estimation of expected shortfall[J].Journal of Financial Econometrics,2008,6(1):87-107.
[13]Jeong S O,Kang K H.Nonparametric estimation of value-at-risk.Journal of applied statistics,2009,36(11):1225-1238.
[14]Yu Keming,Allay A,Yang S,et al.Kernel quantile based estimation of expected shortfall[J].The Journal of Risk,2010,12(4):15-32.
[15]Hardle W,Muller M,Sperlich S,et al.Nonparametric and semiparametric models[M].Berlin:Springer,2004.
[16]Epanechnikov V.Nonparametric estimation of a multidimensional probability density[J].Teoriya Veroyatnostej i Ee Primeniya,1969,14(1):156-162.
[17]馬昌鳳.最優(yōu)化方法及其Matlab程序設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2010.
[18]Colson B,Marcotte P,Savard G.An overview of bilevel optimization[J].Annals of Operations Research,2007,153(1):235-256.
[19]Bard J F.Practical bilevel optimization:Algorithms and applications[M].Dordrecht:Kluwer Academic,1999.
[20]Dempe S.Foundations of bilevel programming[M]. Dordrecht:Kluwer Academic,2002.
Expected Utility Maximization Optimal Portfolio Selection Based on Nonparametric Estimation Framework
YAO Hai-xiang1,LI Zhong-fei2
(1.School of Informatics,Guangdong University of Foreign Studies,Guangzhou 510006,China;2.Business School,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510275,China)
An optimal portfolio selection problem based on the expected utility maximization and nonparametric estimation framework is investigated in this paper.Unlike most studies in which the assets'returns are supposed to obey some special distribution forms,any assumption about the distributions of the assetreturns are not required in this paper.Firstly in case of general utility function,using the nonparametric estimation of the portfolio return's density function,the basis nonparametric calculated formula for expected utility is given,and the basic framework for expected utility maximization portfolio selection problem is established.Then,under the assumption that investors hold the power utility function,the specific nonparametric estimated formula for expected utility is obtained,and the specific numerical algorithms for the optimal investment strategy of the utility maximization model is proposed.Finally,a numerical example based on real daily return data of 11 stocks from Chinese stock market is given to illustrate the usefulness and effectiveness of our results.The nonparametric estimation framework introduced in this paper is general and adaptive.It can be used to investigate the portfolio selection model under various realistic conditions,such as inequality constraints and transaction costs.
portfolio selection;power utility function;expected utility maximization model;nonparametric estimation;optimal investment strategy
F830.59;F224
:A
1003-207(2014)01-0001-09
2011-12-16;
2013-06-30
國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(71231008);廣東省高等學(xué)校高層次人才項(xiàng)目;廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(S2011010005503);廣東省高等院??萍紕?chuàng)新項(xiàng)目(2012KJCX0050);廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012B040305009);“全國(guó)統(tǒng)計(jì)科學(xué)”研究計(jì)劃一般項(xiàng)目(2013LY101)
姚海祥(1978-),男(漢族),廣東增城人,廣東外語(yǔ)外貿(mào)大學(xué)信息學(xué)院,副教授,博士,研究方向:金融工程、風(fēng)險(xiǎn)管理.