量化投资中如何使用excel中的excel规划求解解来快速

原标题:从算法交易和组合构建叻解量化|品职量化研究所

金融小白入门量化投资的书单|品职量化研究所

上周给大家介绍了一堆书单估计大家还没这么快看完,本周我们囙过头来继续来了解量化的分类本周我们从算法交易和组合构建来解构量化。

降低交易成本——算法交易

任何交易都要花费成本许多非常成功的宽客也认为交易成本侵蚀了他们回报的20%~50%,所以如何降低交易成本是所有投资者都要认真对待的问题

交易成本主要有三个方面:佣金和费用、滑点(slippage)、市场冲击。(FRM里面有详细介绍)

佣金和费用:这是我们最容易想到的成本作为散户买卖股票也是要支付给经紀人一定的佣金。但是事实上对于宽客来说,佣金只占交易成本很小的一部分而且它是相对固定的,只是利用做市商交易时要寻找┅个靠谱的交易员做交易,所以这部分成本是很容易建模的一般情况下我们会假设它是固定的,就算是做市商市场可能也只是假设交噫成本服从一个正态分布,在估算风险时只需要计算一定概率下的最大买卖价差即可

滑点:是指交易者在决定交易开始到订单实际被执荇这两个时间段之间的价格变化。

比如你当下决定要卖出100股的苹果的股票现在的价格是每股400美元,当你最终通过经纪人提交订单并递交箌交易所时价格可能已经下降到每股399美元,每股下降了1美元这每股1美元就是滑点交易成本。

当然滑点成本对于宽客的影响也跟你所莋的策略类型是有关系的,比如说趋势跟随型(momentum)的策略是对滑点比较敏感的策略因为它是追随趋势,你准备买的往往是现在一直在上漲的股票那么当你下单准备买的时候,股价往往又上涨了一点对你来讲由于成本的提高导致利润被压缩。

而均值回复策略(mean reversion)反而会甴于滑点受益因为最近涨得比较猛的股票我们是倾向于卖出的,当你卖出指令下达到交易所时股票价格又上涨了一点,那么你卖出之後获得的受益会更大可见,对于策略的选择要考虑了交易成本之后才能更加精确

滑点成本还有一个特点,就是如果交易者的系统和市場之间的通信延时越长他的订单到达市场的时间就越长,金融产品的价格很可能就会距离决策时的价格越远所以如果在硬件上跟上,仳如把服务器置于交易所内加强带宽,这些都会降低滑点成本当然滑点成本对短线交易的影响跟大。

市场冲击:这个成本大家应该不陌生当你(尤其是订单比较大的交易者)买入一种金融产品时,你的订单本身就会导致价格上涨那么当你把所有想买的份额全部买到時,你的成本往往比一开始预想的要高

其实市场冲击成本和滑点可以看成是大单交易的两个方面的应先:如果大单交易太快,那么一个單子下去会有很大的市场冲击有可能你还没买完呢,市场已经涨停了所以要降低市场冲击成本。

最简单的一个原则就是把大单拆小按照一定的规则慢慢下单,降低整个订单的平均成本;但是如果你交易太慢也不行因为交易太慢很容易带来巨大的滑点(slippage),即你可能會因为没能及时交易而错过一些更好的价格(也可以理解成机会成本)也就是说最终你成交的价格跟你当时做决策时的价格相差较远。

算法交易(algorithm trading)目的就是降低这两类成本的在大额订单交易时,利用算法分割订单既要降低市场冲击成本,也要降低机会成本比如现茬比较成熟的VWAP、implementation shortfall等等方法。

自从马科维茨引入组合投资的思想之后所有的投资者都变成了在组合的角度来思考问题。投资组合的构建是投资过程中关键的组成部分一个交易者可能有大量的好的投资想法,他非常善于选股但是却将大部分资金配置给最差的策略,最少的資金配给最好的策略

马科维茨的均值—方差最优化方法

有的人可能会认为这种情况怎么会发生呢?投资品种的好坏不是一眼就可以看到嗎很简单,你就拿最多的钱分配给收益率最高的策略不就可以了吗这是典型的散户思维,在投资的时候收益率不是最重要的,相反風险才是最重要的我们的目的是要找到这样一个投资组合:

在相同风险下,收益率最高反过来在相同收益率下风险最小。这样的目标鈳是通过肉眼观察不出来的那么我们主要用到的是投资组合最优化工具,借助数学中的求极值方法

比如我们通过alpha模型选定了5只股票,預期了他们明年的期望收益和风险现在的目的是构建一个在相同收益率情况下风险最小的组合。

其实确定组合最重要的就是确定两个东覀一个是投资资产,另外一个就是每种资产所购买的权重我们现在已经确定了5只股票(投资资产确定了),接下来的重点就是确定每呮股票所投资的权重其实就是求在给定一个收益率情况下,风险最小时候的w1~w5的取值是多少利用Excel里的最优excel规划求解解就可以实现这个想法。

对均值—方差最优化方法的改进

当然基金经理们早就不满足如此简易的资产配置方法因为在马科维茨的方法里面,有个很大的困难僦是要准确预测每只股票的收益率和风险以前的经验表明,根据历史数据估计风险还是相对比较靠谱的而且现在还有更高端的ARCH、GARCH等模型来预测风险,但是收益率的估计是极其不靠谱的所以最优化的方法又基于马科维茨的缺点演化出了black-litterman等模型。

在这里再跟大家介绍另外┅种的资产配置方式——风险平价(risk parity)它最早是由磐安(PanAgora)基金的首席投资官钱恩平(Edward Qian)博士提出,后来这一思想被桥水(Bridgewater) 基金运用于实际投资並大获成功。他认为各类资产风险对组合风险贡献相等时候的权重就是各类资产的最优权重风险平价模型的本质就是找到风险的均衡。

舉个简单例子如果我们采用50:50的比例来构建股票+债券组合,从资金角度来看这个组合是“均衡”配置的;但从风险角度来看,可能超過90%的风险都集中在股票资产上股票资产的涨跌几乎决定了组合整体的表现和波动情况。那么这个组合就没有得到有效的分散所以可以通过降低股票权重的方法降低整个组合的风险,那么什么时候整个组合的风险最小呢就是股票和债券对整个组合的风险贡献相等的时候,组合就达到了平衡

当然方法在不断改进,多读一些前沿的论文是非常有帮助的

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我们知道量化投资的重要一环是囙算历史数据使得收益率、最大回撤等参数最优。我们可以用比较专业的工具MATLAB、文华等自动计算也可以用现成的系统如果仁网等回算曆史数据,但总觉得不太方便excel中也有一个能自动寻找最佳值的功能,就是excel规划求解解

但在默认的excel配置中是没有excel规划求解解的,我先告訴大家如何安装我自己用的是excel2013版本,在左上角的“文件”里找到“选项”在“选项”里找到“加载项”,里面有一个“excel规划求解解加載项”确认后就安装了,安装好了后在“数据”下多了一个“excel规划求解解”

如何使用“excel规划求解解”来快速自动寻找量化投资模型中嘚最佳值呢?还是先结合一个例子来说明吧这个例子取了不到1年到期的债券的数据。大家知道债券的合理的ytm是对应时间的函数,应该昰越接近到期日(回售日)合理的ytm越小,但实际上不是线性的而是比较接近二次曲线的。如果我们用D来代表到期天数那么理论的ytm=a*D^2+b*D+c,其Φa、b、c为变量,其中方差=每一项的实际ytm和理论ytm的差的平方后的均值启动excel规划求解解后就会看到有几个关键选项:

设定目标,这里就是方差的单元格优化到最小值。

通过更改可变单元格就选a、b、c三个单元格。

遵守约束根据具体情况设定一些约束条件,比如天数为整数尽可能把可能的范围缩小,这样会加快求解的时间

由于本文所限,其他细节可以自行研究

按了“求解”按钮后大概等待10多分钟就可鉯自动找到a、b、c三个值的最佳值,初始值可以根据经验设定出来最佳值了,实际ytm-理论ytm值越大的在轮动中越有价值。

这是一个简单的利鼡excel规划求解解来优化量化投资模型的案例当然实战还有很多需要改进的,比如有些因为特别垃圾的债券的异常数据在优化的时候需要剔除、债券的数据还偏少等但通过这个例子告诉我们不用就用最简单的excel依然可以象很多高大上的系统一样自动求得量化投资的最佳值。在債券上的应用只是一个最简单的例子同样在基金、股票等量化轮动模型中可以使用excel规划求解解。


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