第一节 权重约束与行业内外分解# 1. 总权重、主动权重与可行集# 投资组合约束(Portfolio Constraint) :对持仓、风险暴露或交易施加的可验证限制。全部限制共同确定优化器能够选择的可行集(Feasible Set) 。
决策时点 t t t 的总权重、基准权重与主动权重均为 N × 1 N\times1 N × 1 列向量,满足
h t = w t − w b , t , r A , t + 1 = h t ′ r t + 1 . \mathbf h_t=\mathbf w_t-\mathbf w_{b,t},
\qquad
r_{A,t+1}=\mathbf h_t^{\prime}\mathbf r_{t+1}. h t = w t − w b , t , r A , t + 1 = h t ′ r t + 1 . N N N 是当期股票数;r t + 1 \mathbf r_{t+1} r t + 1 是随后同一持有期的简单总回报向量,r A , t + 1 r_{A,t+1} r A , t + 1 是组合收益减基准收益。两组权重使用同一股票池、现金和计价口径,持有期内不再交易;有现金或衍生品时,必须把相应收益和头寸纳入完整资产集合。下文固定一个决策截面时省略 t t t 。
主动资金中性(Dollar Neutrality) :主动权重和为零,即 1 ′ h = 0 \mathbf1^{\prime}\mathbf h=0 1 ′ h = 0 。组合与基准均全额投资是满足这一条件的常见情形;真正要求是二者净权重和相同,不是总组合净敞口为零。
仅多头约束(Long-only Constraint) :每只股票的总权重非负。持仓区间约束(Range Constraint) :每只股票的持仓必须落在指定上下界之间。两者转换到主动权重后分别为
w i ≥ 0 ⟺ h i ≥ − w b , i , w ‾ i ≤ w i ≤ w ‾ i ⟺ w ‾ i − w b , i ≤ h i ≤ w ‾ i − w b , i . w_i\geq0\iff h_i\geq-w_{b,i},
\qquad
\underline w_i\leq w_i\leq\overline w_i
\iff
\underline w_i-w_{b,i}\leq h_i\leq\overline w_i-w_{b,i}. w i ≥ 0 ⟺ h i ≥ − w b , i , w i ≤ w i ≤ w i ⟺ w i − w b , i ≤ h i ≤ w i − w b , i . w ‾ i , w ‾ i \underline w_i,\overline w_i w i , w i 是总权重边界。负主动权重表示低配;只有 h i < − w b , i h_i<-w_{b,i} h i < − w b , i 才形成负总权重,即实际卖空。基准外股票的 w b , i = 0 w_{b,i}=0 w b , i = 0 ,仅多头下不能对其建立负头寸。
2. 行业中性与其他暴露约束# 行业中性(Sector Neutrality) :每个行业的主动权重和为零,使组合的行业资金权重与基准一致。允许行业主动权重落在窄区间内属于行业偏离限制,不是严格中性。
市场 beta 中性(Market-beta Neutrality) :主动组合的市场 beta 暴露为零,即 β ′ h = 0 \boldsymbol\beta^{\prime}\mathbf h=0 β ′ h = 0 ,其中 β \boldsymbol\beta β 是当期可得的股票市场 beta 向量。行业中性、资金中性与市场 beta 中性限制不同对象,不能互相替代。
把所需预算与暴露列组成 A ∈ R N × K \mathbf A\in\mathbb R^{N\times K} A ∈ R N × K ,共同等式约束可写为 A ′ h = 0 \mathbf A^{\prime}\mathbf h=\mathbf0 A ′ h = 0 ;K K K 是独立约束数。例如行业哑变量、规模暴露与市场 beta 可以形成不同列。若行业分类覆盖全部股票,全部行业哑变量之和已经是全 1 向量,不应再把预算列作为独立列重复加入。非零目标或区间目标须另行写明。
前面各章形成的 alpha 预测和风险模型是组合构建的输入;行业去均值只是信号变换,不保证最终持仓中性。只有在相应映射保留行业内零和结构时,两者才一致。经过异方差缩放、协方差加权或持仓限制后,仍须直接检查 A ′ h \mathbf A^{\prime}\mathbf h A ′ h 。
3. 选股收益与行业配置收益# 设 r ˉ s \bar r_s r ˉ s 是行业 s s s 的代表收益,H s = ∑ i ∈ s h i H_s=\sum_{i\in s}h_i H s = ∑ i ∈ s h i 是行业主动权重。实现主动收益具有精确分解
r A = ∑ s ∑ i ∈ s h i ( r i − r ˉ s ) + ∑ s H s r ˉ s . \begin{aligned}
r_A
&=\sum_s\sum_{i\in s}h_i(r_i-\bar r_s)
+\sum_s H_s\bar r_s.
\end{aligned} r A = s ∑ i ∈ s ∑ h i ( r i − r ˉ s ) + s ∑ H s r ˉ s . 第一项度量相对行业代表收益的选股贡献,第二项度量行业配置贡献。改变行业代表收益的定义会改变两部分的归属,但不改变加总;严格行业中性使第二项为零。该恒等式不意味着中性化必然增加收益。1
预测评价还可以分解风险调整后预测与实现收益的内积。令 F s i F_{si} F s i 与 R s i R_{si} R s i 分别为同一截面的风险调整预测和随后实现收益,N s N_s N s 为行业股票数,F ˉ s , R ˉ s \bar F_s,\bar R_s F ˉ s , R ˉ s 为行业内算术均值。展开行业内均值与偏差后,交叉项因组内偏差和为零而消失:
∑ s ∑ i F s i R s i = ∑ s ∑ i ( F s i − F ˉ s ) ( R s i − R ˉ s ) + ∑ s N s F ˉ s R ˉ s . \begin{aligned}
\sum_s\sum_i F_{si}R_{si}
&=\sum_s\sum_i(F_{si}-\bar F_s)(R_{si}-\bar R_s)
+\sum_sN_s\bar F_s\bar R_s.
\end{aligned} s ∑ i ∑ F s i R s i = s ∑ i ∑ ( F s i − F ˉ s ) ( R s i − R ˉ s ) + s ∑ N s F ˉ s R ˉ s . 行业内一项衡量相对选股,行业间一项保留行业均值预测。令 π s = N s / N \pi_s=N_s/N π s = N s / N ,总体均值为 F ˉ , R ˉ \bar F,\bar R F ˉ , R ˉ ,则行业间项还满足
∑ s N s F ˉ s R ˉ s = N [ Cov π ( F ˉ s , R ˉ s ) + F ˉ R ˉ ] . \sum_sN_s\bar F_s\bar R_s
=N\left[\operatorname{Cov}_{\pi}(\bar F_s,\bar R_s)+\bar F\bar R\right]. s ∑ N s F ˉ s R ˉ s = N [ Cov π ( F ˉ s , R ˉ s ) + F ˉ R ˉ ] . Cov π \operatorname{Cov}_{\pi} Cov π 使用行业权重 π s \pi_s π s 计算。只有总体均值乘积为零时,才能把行业间项直接等同于加权协方差的倍数。内积经模型权重映射后才能解释成组合收益,标准化分数本身不是收益率。
自拟教学例题:选股正确而行业方向错误。 两个行业各有两只股票,直接用原始收益、预测分数和资金中性权重 h i = 0.01 F i h_i=0.01F_i h i = 0.01 F i ,暂不进行风险缩放:
行业 股票 分数 F i F_i F i 随后收益 r i r_i r i 甲 A − 2 -2 − 2 4 % 4\% 4% 甲 B 0 0 0 6 % 6\% 6% 乙 C 0 0 0 − 6 % -6\% − 6% 乙 D 2 2 2 − 4 % -4\% − 4%
两个行业的分数均值为 − 1 , 1 -1,1 − 1 , 1 ,收益均值为 5 % , − 5 % 5\%,-5\% 5% , − 5% 。行业内分数与收益均同向,但行业间预测反向:
选股贡献 = 0.01 × 0.04 = 0.04 % = 4 bp , 行业贡献 = 0.01 × ( − 0.20 ) = − 0.20 % = − 20 bp , r A = − 16 bp . \begin{aligned}
\text{选股贡献}&=0.01\times0.04=0.04\%=4\text{ bp},\\
\text{行业贡献}&=0.01\times(-0.20)=-0.20\%=-20\text{ bp},\\
r_A&=-16\text{ bp}.
\end{aligned} 选股贡献 行业贡献 r A = 0.01 × 0.04 = 0.04% = 4 bp , = 0.01 × ( − 0.20 ) = − 0.20% = − 20 bp , = − 16 bp . 行业去均值后的分数为 ( − 1 , 1 , − 1 , 1 ) (-1,1,-1,1) ( − 1 , 1 , − 1 , 1 ) ;按相同系数形成权重后,行业贡献消失,收益为 4 bp 4\text{ bp} 4 bp 。这只隔离了贡献来源,两组权重的风险并未重新匹配,不能据此断言中性组合的风险调整绩效更好。
4. 截面离散度与跨期风险不是同一对象# 给定非负截面权重 p i p_i p i 且 ∑ i p i = 1 \sum_i p_i=1 ∑ i p i = 1 ,只保留权重和为正的行业,定义行业权重 P s = ∑ i ∈ s p i > 0 P_s=\sum_{i\in s}p_i>0 P s = ∑ i ∈ s p i > 0 、行业内加权均值 R ˉ s = ∑ i ∈ s p i R i / P s \bar R_s=\sum_{i\in s}p_iR_i/P_s R ˉ s = ∑ i ∈ s p i R i / P s 与总体均值 R ˉ = ∑ i p i R i \bar R=\sum_i p_iR_i R ˉ = ∑ i p i R i 。收益截面方差可分解为
∑ i p i ( R i − R ˉ ) 2 = ∑ s ∑ i ∈ s p i ( R i − R ˉ s ) 2 + ∑ s P s ( R ˉ s − R ˉ ) 2 . \sum_i p_i(R_i-\bar R)^2
=\sum_s\sum_{i\in s}p_i(R_i-\bar R_s)^2
+\sum_s P_s(\bar R_s-\bar R)^2. i ∑ p i ( R i − R ˉ ) 2 = s ∑ i ∈ s ∑ p i ( R i − R ˉ s ) 2 + s ∑ P s ( R ˉ s − R ˉ ) 2 . 前一项是行业内离散度,后一项是行业间离散度;等权时 p i = 1 / N p_i=1/N p i = 1/ N ,也可在口径一致时采用基准权重。更大的离散度提供更多收益差异,不自动提供更多可预测收益。
选股与行业配置形成的两条主动收益序列若记为 a t s t o c k , a t s e c t o r a_t^{stock},a_t^{sector} a t s t oc k , a t sec t or ,其跨期方差则为
Var ( a t s t o c k + a t s e c t o r ) = Var ( a t s t o c k ) + Var ( a t s e c t o r ) + 2 Cov ( a t s t o c k , a t s e c t o r ) . \operatorname{Var}(a_t^{stock}+a_t^{sector})
=\operatorname{Var}(a_t^{stock})+\operatorname{Var}(a_t^{sector})
+2\operatorname{Cov}(a_t^{stock},a_t^{sector}). Var ( a t s t oc k + a t sec t or ) = Var ( a t s t oc k ) + Var ( a t sec t or ) + 2 Cov ( a t s t oc k , a t sec t or ) . 不能因为截面去均值就删除跨期协方差。评价行业中性应分别估计两条收益序列的均值、风险和依赖,随后在相同风险、股票池与成本口径下比较组合。行业内有效的价值或反转规则未必能预测行业轮动;这种能力差异需要单独的样本外证据。
第二节 基准集中度与卖空空间# 1. 基准权重的可复现模型# 基准集中度(Benchmark Concentration) :基准总权重集中于少数成分股的程度。它会改变仅多头下每只股票能够低配的幅度,但不直接说明这些股票的预测技能。
用 N N N 只股票的对数正态分位数构造教学基准,可将集中度与其他参数分离:
p i = 1 − i − 0.5 N , z i = Φ − 1 ( p i ) , v i = exp ( c z i ) , w b , i = v i ∑ j v j . \begin{aligned}
p_i&=1-\frac{i-0.5}{N},\qquad z_i=\Phi^{-1}(p_i),\\
v_i&=\exp(cz_i),\qquad
w_{b,i}=\frac{v_i}{\sum_jv_j}.
\end{aligned} p i v i = 1 − N i − 0.5 , z i = Φ − 1 ( p i ) , = exp ( c z i ) , w b , i = ∑ j v j v i . Φ \Phi Φ 是标准正态累积分布函数,c ≥ 0 c\geq0 c ≥ 0 是集中度参数,i i i 按权重从大到小排列。c = 0 c=0 c = 0 产生等权基准;增大 c c c 会提高头部股票的累计权重。这是确定性分位数构造,不是随机抽样或真实指数拟合。
归一化保证 ∑ i w b , i = 1 \sum_iw_{b,i}=1 ∑ i w b , i = 1 且各权重介于 0 与 1 之间。仅将一个连续对数正态随机变量除以固定常数,并不能把其支持从 ( 0 , ∞ ) (0,\infty) ( 0 , ∞ ) 改成 ( 0 , 1 ) (0,1) ( 0 , 1 ) ;归一化后的各股票权重也不相互独立。
2. 无约束解何时要求实际卖空# 固定当期预测后,最优权重是确定的;“形成空头的概率”描述重复信号情景中的结果。设无区间约束主动权重的边际分布为
h i ∼ N ( 0 , s i 2 ) , w i = w b , i + h i . h_i\sim N(0,s_i^2),\qquad w_i=w_{b,i}+h_i. h i ∼ N ( 0 , s i 2 ) , w i = w b , i + h i . s i s_i s i 是主动权重的模型标准差,不是股票收益波动率。把股票特质收益协方差简化为对角矩阵,并以单位方差预测构造权重时,常用风险尺度为
h i = σ ∗ F i N σ i , s i = σ ∗ N σ i , E ( F i 2 ) = 1. h_i=\frac{\sigma_*F_i}{\sqrt N\,\sigma_i},
\qquad
s_i=\frac{\sigma_*}{\sqrt N\,\sigma_i},
\qquad E(F_i^2)=1. h i = N σ i σ ∗ F i , s i = N σ i σ ∗ , E ( F i 2 ) = 1. σ i > 0 \sigma_i>0 σ i > 0 是与预测期相同的特质收益标准差,σ ∗ \sigma_* σ ∗ 是风险校准尺度。此处保证的是 E ( ∑ i σ i 2 h i 2 ) = σ ∗ 2 E(\sum_i\sigma_i^2h_i^2)=\sigma_*^2 E ( ∑ i σ i 2 h i 2 ) = σ ∗ 2 ,不是每次抽样的风险都精确相同。
独立高斯分数不会自动满足资金中性。相同 σ i \sigma_i σ i 下,可将独立高斯分数去均值并乘以 N / ( N − 1 ) \sqrt{N/(N-1)} N / ( N − 1 ) ,保留单位边际方差和逐期零和,但分数随之相关;异方差时还需按预算约束投影并重新计算 s i s_i s i 。若再逐期固定分数范数,边际分布不再严格正态。
给定上述高斯边际分布,实际卖空的概率为
P ( w i < 0 ) = Φ ( − w b , i s i ) . P(w_i<0)=\Phi\left(-\frac{w_{b,i}}{s_i}\right). P ( w i < 0 ) = Φ ( − s i w b , i ) . 基准权重越小,或允许的主动权重波动越大,越容易需要负总权重;基准外股票在对称连续分布下的概率为 50 % 50\% 50% 。较低特质风险之所以可能增加卖空需求,是因为固定风险尺度允许更大的权重,而不是低风险股票更值得卖空。
图 11-1 使用无量纲比值 w b , i / s i w_{b,i}/s_i w b , i / s i ,图内以 b i = w b , i b_i=w_{b,i} b i = w b , i 简记基准权重。面板 A 比较仅多头下界与可行区域,面板 B 比较高斯边际模型中的空头概率。
仅多头边界上方可行;基准权重相对主动权重波动越小,禁止卖空删除的负向表达空间越大。面板 B 是信号情景概率,不是市场中的实际卖空频率。
3. 空头概率、平均规模与长短敞口# 多头敞口(Long Exposure) :所有正总权重之和,记为 L = ∑ i max ( w i , 0 ) L=\sum_i\max(w_i,0) L = ∑ i max ( w i , 0 ) 。空头敞口(Short Exposure) :所有负总权重绝对值之和,记为 S = ∑ i max ( − w i , 0 ) S=\sum_i\max(-w_i,0) S = ∑ i max ( − w i , 0 ) 。两者均非负。
全额投资时,净敞口与总敞口分别满足
L − S = 1 , G = L + S = 1 + 2 S . L-S=1,\qquad G=L+S=1+2S. L − S = 1 , G = L + S = 1 + 2 S . G G G 是总敞口。长短比例(Long/Short Ratio) :将多头和空头规模并列报告的持仓口径,例如 125/25 表示 L = 125 % L=125\% L = 125% 、S = 25 % S=25\% S = 25% ,净敞口为 100 % 100\% 100% ,总敞口为 150 % 150\% 150% 。它不是 L / S L/S L / S 的商,也不保证组合市场 beta 等于 1。
在正态模型中,令 b = w b , i b=w_{b,i} b = w b , i 、s = s i s=s_i s = s i 、ϕ \phi ϕ 为标准正态密度。股票的平均空头规模包括未卖空时的零值,由负部矩得到
S ˉ i = E [ max ( − w i , 0 ) ] = − ∫ − ∞ − b ( b + x ) 1 s ϕ ( x / s ) d x = s ϕ ( b / s ) − b Φ ( − b / s ) . \begin{aligned}
\bar S_i
&=E[\max(-w_i,0)]\\
&=-\int_{-\infty}^{-b}(b+x)\frac1s\phi(x/s)\,dx\\
&=s\phi(b/s)-b\Phi(-b/s).
\end{aligned} S ˉ i = E [ max ( − w i , 0 )] = − ∫ − ∞ − b ( b + x ) s 1 ϕ ( x / s ) d x = s ϕ ( b / s ) − b Φ ( − b / s ) . 它不同于“已经处于空头状态时”的平均规模:
E [ − w i ∣ w i < 0 ] = S ˉ i Φ ( − b / s ) . E[-w_i\mid w_i<0]=\frac{\bar S_i}{\Phi(-b/s)}. E [ − w i ∣ w i < 0 ] = Φ ( − b / s ) S ˉ i . 条件均值不能直接跨股票相加充当整个组合的平均空头敞口,因为每只股票发生空头的概率不同。组合层面应相加无条件期望:
E ( S ) = ∑ i S ˉ i , E ( L ) = 1 + E ( S ) , E ( G ) = 1 + 2 E ( S ) . E(S)=\sum_i\bar S_i,\qquad E(L)=1+E(S),\qquad E(G)=1+2E(S). E ( S ) = i ∑ S ˉ i , E ( L ) = 1 + E ( S ) , E ( G ) = 1 + 2 E ( S ) . 期望加总不要求各股票独立;逐期净敞口等于 1 仍须由预算约束保证。
自拟教学计算。 取 N = 400 N=400 N = 400 、σ ∗ = 2.5 % \sigma_*=2.5\% σ ∗ = 2.5% 、σ i = 25 % \sigma_i=25\% σ i = 25% ,则 s i = 0.5 % s_i=0.5\% s i = 0.5% 。一只股票的基准权重为 0.20 % 0.20\% 0.20% 时,
P ( w i < 0 ) = Φ ( − 0.4 ) ≈ 34.46 % , S ˉ i ≈ 0.1152 % = 11.52 bp , E [ − w i ∣ w i < 0 ] ≈ 0.3344 % = 33.44 bp . \begin{aligned}
P(w_i<0)&=\Phi(-0.4)\approx34.46\%,\\
\bar S_i&\approx0.1152\%=11.52\text{ bp},\\
E[-w_i\mid w_i<0]&\approx0.3344\%=33.44\text{ bp}.
\end{aligned} P ( w i < 0 ) S ˉ i E [ − w i ∣ w i < 0 ] = Φ ( − 0.4 ) ≈ 34.46% , ≈ 0.1152% = 11.52 bp , ≈ 0.3344% = 33.44 bp . 11.52 bp 11.52\text{ bp} 11.52 bp 是跨全部信号情景平均的空头权重,33.44 bp 33.44\text{ bp} 33.44 bp 只对发生空头的情景平均。基准外股票 b = 0 b=0 b = 0 时,两者分别为 s / 2 π s/\sqrt{2\pi} s / 2 π 和 s 2 / π s\sqrt{2/\pi} s 2/ π 。
4. 集中度、风险尺度与分数分布# 在相同 s > 0 s>0 s > 0 的正态边际模型下,平均空头规模对基准权重与权重波动的敏感性为
∂ S ˉ i ∂ b = − Φ ( − b / s ) , ∂ 2 S ˉ i ∂ b 2 = ϕ ( b / s ) s > 0 , ∂ S ˉ i ∂ s = ϕ ( b / s ) > 0. \frac{\partial\bar S_i}{\partial b}=-\Phi(-b/s),\qquad
\frac{\partial^2\bar S_i}{\partial b^2}=\frac{\phi(b/s)}s>0,\qquad
\frac{\partial\bar S_i}{\partial s}=\phi(b/s)>0. ∂ b ∂ S ˉ i = − Φ ( − b / s ) , ∂ b 2 ∂ 2 S ˉ i = s ϕ ( b / s ) > 0 , ∂ s ∂ S ˉ i = ϕ ( b / s ) > 0. 基准权重越大,负向观点越容易通过低配表达;凸性说明,在总权重固定、各股票 s s s 相同的条件下,权重的均值保持扩散会增加总平均空头需求。提高风险尺度也会增加空头需求。异方差、信号与规模相关或新增因子约束会改变比较,不能只凭集中度参数推断实际杠杆。
图 11-2 使用 N = 400 N=400 N = 400 、特质风险 25 % 25\% 25% 和 c = 0 , 0.8 , 1.2 c=0,0.8,1.2 c = 0 , 0.8 , 1.2 ;各情景共享同一风险尺度与正态边际假设。上图是基准累计权重,下图由平均空头公式直接计算期望总敞口。
集中度提高会使累计权重更快向头部聚集;相同风险尺度下,图示集中基准需要更多平均空头敞口。风险尺度为零时,全部曲线回到纯基准的 100 % 100\% 100% 总敞口。
正态尾部不是所有分数的通用性质。若标准化排名分数改为 F i ∼ U [ − 3 , 3 ] F_i\sim U[-\sqrt3,\sqrt3] F i ∼ U [ − 3 , 3 ] ,主动权重均匀分布于 [ − a , a ] [-a,a] [ − a , a ] ,其中 a = 3 s i a=\sqrt3s_i a = 3 s i 。对 b ≥ 0 b\geq0 b ≥ 0 ,
P ( w i < 0 ) = { ( a − b ) / ( 2 a ) , 0 ≤ b < a , 0 , b ≥ a , S ˉ i = { ( a − b ) 2 / ( 4 a ) , 0 ≤ b < a , 0 , b ≥ a . P(w_i<0)=
\begin{cases}
(a-b)/(2a),&0\leq b<a,\\
0,&b\geq a,
\end{cases}
\qquad
\bar S_i=
\begin{cases}
(a-b)^2/(4a),&0\leq b<a,\\
0,&b\geq a.
\end{cases} P ( w i < 0 ) = { ( a − b ) / ( 2 a ) , 0 , 0 ≤ b < a , b ≥ a , S ˉ i = { ( a − b ) 2 / ( 4 a ) , 0 , 0 ≤ b < a , b ≥ a . 有界分数存在完全不需要卖空的阈值;正态模型在任意有限 b / s i b/s_i b / s i 下仍有非零左尾。比较约束损耗时,除了预测相关,还必须保留分数的尺度和尾部形态。
第三节 区间约束的优化与最优性# 1. 风险惩罚与风险上限# 均值—方差优化(Mean–Variance Optimization) :在预测收益与收益方差之间权衡,以给定可行集选择组合权重的决策模型。固定时点,将 alpha 预测 α ^ t + 1 ∣ t \widehat{\boldsymbol\alpha}_{t+1\mid t} α t + 1 ∣ t 简记为 α ∈ R N × 1 \boldsymbol\alpha\in\mathbb R^{N\times1} α ∈ R N × 1 ;它以该期收益率计量,并已经与所用基准和风险调整口径对齐,不是排名分数。
令 Σ ∈ R N × N \boldsymbol\Sigma\in\mathbb R^{N\times N} Σ ∈ R N × N 为同期限、当期可得的股票收益协方差预测,h \mathbf h h 为主动权重,A ∈ R N × K \mathbf A\in\mathbb R^{N\times K} A ∈ R N × K 为满列秩的共同等式矩阵。给定主动权重边界 l , u \mathbf l,\mathbf u l , u 与 λ > 0 \lambda>0 λ > 0 ,优化问题为
max h U ( h ) = α ′ h − λ 2 h ′ Σ h , s.t. A ′ h = 0 , l ≤ h ≤ u . \begin{aligned}
\max_{\mathbf h}\quad
U(\mathbf h)&=\boldsymbol\alpha^{\prime}\mathbf h
-\frac\lambda2\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h,\\
\text{s.t.}\quad
\mathbf A^{\prime}\mathbf h&=\mathbf0,\qquad
\mathbf l\leq\mathbf h\leq\mathbf u.
\end{aligned} h max U ( h ) s.t. A ′ h = α ′ h − 2 λ h ′ Σ h , = 0 , l ≤ h ≤ u . λ \lambda λ 是风险惩罚参数。协方差固定且正定、可行集非空时,目标严格凹,最优权重唯一。协方差求解前仍须检查正定性、条件数和估计稳定性;数值上优先解线性方程,不显式形成逆矩阵。
只保留共同等式、不设持仓区间时,一阶条件给出
ν U = ( A ′ Σ − 1 A ) − 1 A ′ Σ − 1 α , h U = λ − 1 Σ − 1 ( α − A ν U ) . \begin{aligned}
\boldsymbol\nu_U
&=(\mathbf A^{\prime}\boldsymbol\Sigma^{-1}\mathbf A)^{-1}
\mathbf A^{\prime}\boldsymbol\Sigma^{-1}\boldsymbol\alpha,\\
\mathbf h_U
&=\lambda^{-1}\boldsymbol\Sigma^{-1}
(\boldsymbol\alpha-\mathbf A\boldsymbol\nu_U).
\end{aligned} ν U h U = ( A ′ Σ − 1 A ) − 1 A ′ Σ − 1 α , = λ − 1 Σ − 1 ( α − A ν U ) . ν U \boldsymbol\nu_U ν U 是等式乘子;下标 U U U 在此表示“无区间约束”,不是无预算、无风险约束。这个齐次等式下的最优方向可以缩放到指定风险,固定非零暴露目标时不能照搬。
若委托目标是“不超过 σ ∗ \sigma_* σ ∗ 的跟踪误差”,应改为
max h α ′ h , h ′ Σ h ≤ σ ∗ 2 , A ′ h = 0 , l ≤ h ≤ u . \max_{\mathbf h}\ \boldsymbol\alpha^{\prime}\mathbf h,
\qquad
\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h\leq\sigma_*^2,
\quad \mathbf A^{\prime}\mathbf h=\mathbf0,
\quad \mathbf l\leq\mathbf h\leq\mathbf u. h max α ′ h , h ′ Σ h ≤ σ ∗ 2 , A ′ h = 0 , l ≤ h ≤ u . 跟踪误差(Tracking Error, TE) :组合相对基准的主动收益标准差;这里的 h ′ Σ h \sqrt{\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h} h ′ Σ h 是事前预测。风险上限保持可行集凸性;强行使用风险等式会失去这一性质,而且持仓边界可能使指定风险根本不可达到。
有区间限制时,固定 λ \lambda λ 的风险惩罚问题仍然有效,但不同约束下的最优风险一般不同。比较同风险策略时,应改变乘子并每次重新优化,不能将裁剪后的权重机械放大;若收益最优点尚未用完风险预算,风险上限可以松弛。
2. KKT 条件与边界乘子# Karush–Kuhn–Tucker 条件(Karush–Kuhn–Tucker Conditions, KKT) :由平稳性、原始可行性、对偶可行性和互补松弛组成的一阶最优性条件。在上述凹目标、线性约束问题中,它们足以证明全局最优;不能只检查权重是否越界。
对固定风险惩罚问题,采用拉格朗日函数
L = α ′ h − λ 2 h ′ Σ h − ν ′ A ′ h − ( η + ) ′ ( h − u ) − ( η − ) ′ ( l − h ) . \begin{aligned}
\mathcal L
=&\ \boldsymbol\alpha^{\prime}\mathbf h
-\frac\lambda2\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h
-\boldsymbol\nu^{\prime}\mathbf A^{\prime}\mathbf h\\
&-(\boldsymbol\eta^+)^{\prime}(\mathbf h-\mathbf u)
-(\boldsymbol\eta^-)^{\prime}(\mathbf l-\mathbf h).
\end{aligned} L = α ′ h − 2 λ h ′ Σ h − ν ′ A ′ h − ( η + ) ′ ( h − u ) − ( η − ) ′ ( l − h ) . ν ∈ R K \boldsymbol\nu\in\mathbb R^K ν ∈ R K 是符号不受限制的等式乘子;η + , η − ∈ R N \boldsymbol\eta^+,\boldsymbol\eta^-\in\mathbb R^N η + , η − ∈ R N 是上下界的非负乘子。完整条件为
α − λ Σ h − A ν − η + + η − = 0 , \boldsymbol\alpha-\lambda\boldsymbol\Sigma\mathbf h
-\mathbf A\boldsymbol\nu-\boldsymbol\eta^+
+\boldsymbol\eta^-=\mathbf0, α − λ Σ h − A ν − η + + η − = 0 , A ′ h = 0 , l ≤ h ≤ u , η + , η − ≥ 0 , \mathbf A^{\prime}\mathbf h=\mathbf0,\quad
\mathbf l\leq\mathbf h\leq\mathbf u,\quad
\boldsymbol\eta^+,\boldsymbol\eta^-\geq\mathbf0, A ′ h = 0 , l ≤ h ≤ u , η + , η − ≥ 0 , η i + ( h i − u i ) = 0 , η i − ( l i − h i ) = 0. \eta_i^+(h_i-u_i)=0,\qquad
\eta_i^-(l_i-h_i)=0. η i + ( h i − u i ) = 0 , η i − ( l i − h i ) = 0. 活跃约束(Active Constraint) :在最优点恰好取到边界的不等式约束。内部持仓 l i < h i < u i l_i<h_i<u_i l i < h i < u i 的两个边界乘子都为零;触及边界只意味着对应乘子可能非零,不保证严格为正。若 l i = u i l_i=u_i l i = u i ,该头寸被固定,应单独消元或作为等式处理。
对风险上限问题,把风险项写为 − λ ( h ′ Σ h − σ ∗ 2 ) / 2 -\lambda(\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h-\sigma_*^2)/2 − λ ( h ′ Σ h − σ ∗ 2 ) /2 ,平稳性保持相同形式,但此时 λ \lambda λ 是待求乘子,并须增加
λ ≥ 0 , h ′ Σ h ≤ σ ∗ 2 , λ ( h ′ Σ h − σ ∗ 2 ) = 0. \lambda\geq0,\qquad
\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h\leq\sigma_*^2,\qquad
\lambda(\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h-\sigma_*^2)=0. λ ≥ 0 , h ′ Σ h ≤ σ ∗ 2 , λ ( h ′ Σ h − σ ∗ 2 ) = 0. 满足适当约束资格条件时这些条件也是必要的;作为凸问题的最优性证书时,它们仍充分。λ = 0 \lambda=0 λ = 0 表示风险限制没有一阶边际价值,此时不能再用含 1 / λ 1/\lambda 1/ λ 的权重公式。
3. 对角风险下的数值求解# 在因子收益与特质收益条件不相关的模型中,Σ = X F X ′ + D \boldsymbol\Sigma=\mathbf X\mathbf F\mathbf X^{\prime}+\mathbf D Σ = XF X ′ + D 。其中 X ∈ R N × M \mathbf X\in\mathbb R^{N\times M} X ∈ R N × M 是当期已知的风险暴露,M M M 是风险因子数,F ∈ R M × M \mathbf F\in\mathbb R^{M\times M} F ∈ R M × M 是同期限因子协方差;假定特质收益条件互不相关,D = diag ( σ i 2 ) \mathbf D=\operatorname{diag}(\sigma_i^2) D = diag ( σ i 2 ) 。当 F \mathbf F F 正定时,系统风险项消失当且仅当 X ′ h = 0 \mathbf X^{\prime}\mathbf h=\mathbf0 X ′ h = 0 ;仅半正定时,还可能存在零风险因子方向。仅限制部分行业或风格暴露,并不使整个股票协方差矩阵变成对角矩阵。
在该特例中,固定 λ > 0 \lambda>0 λ > 0 与等式乘子 ν \boldsymbol\nu ν 后,每只股票的一阶条件可写为
h i = clip ( α i − A i ν λ σ i 2 , l i , u i ) , h_i=\operatorname{clip}\left(
\frac{\alpha_i-\mathbf A_i\boldsymbol\nu}{\lambda\sigma_i^2},
l_i,u_i\right), h i = clip ( λ σ i 2 α i − A i ν , l i , u i ) , 其中 A i \mathbf A_i A i 是约束矩阵的第 i i i 行,clip ( x , l , u ) = min ( u , max ( l , x ) ) \operatorname{clip}(x,l,u)=\min(u,\max(l,x)) clip ( x , l , u ) = min ( u , max ( l , x )) 。这里的裁剪只是联立最优性条件中的一个步骤;ν \boldsymbol\nu ν 必须重新求解,不能沿用无区间约束乘子后就结束。
仅有资金中性时,等式乘子退化为标量 ν \nu ν ,满足
g ( ν ) = ∑ i clip ( α i − ν λ σ i 2 , l i , u i ) = 0. g(\nu)=\sum_i\operatorname{clip}\left(
\frac{\alpha_i-\nu}{\lambda\sigma_i^2},l_i,u_i\right)=0. g ( ν ) = i ∑ clip ( λ σ i 2 α i − ν , l i , u i ) = 0. g g g 连续且单调不增;当 ∑ i l i ≤ 0 ≤ ∑ i u i \sum_i l_i\leq0\leq\sum_i u_i ∑ i l i ≤ 0 ≤ ∑ i u i 时,可在包围根的区间上二分求解。得到持仓后,再由平稳性恢复上下界乘子并核验符号。其他等式约束不能由这一个标量根代替。
活跃集法(Active-set Method) :交替确定哪些持仓固定在边界、哪些持仓自由,并在自由变量上解等式约束子问题的方法。设自由集合为 I \mathcal I I 、边界集合为 B \mathcal B B ,给定边界头寸后,固定 λ \lambda λ 的一般协方差子问题为
[ λ Σ I I A I A I ′ 0 ] [ h I ν ] = [ α I − λ Σ I B h B − A B ′ h B ] . \begin{bmatrix}
\lambda\boldsymbol\Sigma_{\mathcal I\mathcal I}&\mathbf A_{\mathcal I}\\
\mathbf A_{\mathcal I}^{\prime}&\mathbf0
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}\mathbf h_{\mathcal I}\\\boldsymbol\nu\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
\boldsymbol\alpha_{\mathcal I}
-\lambda\boldsymbol\Sigma_{\mathcal I\mathcal B}\mathbf h_{\mathcal B}\\
-\mathbf A_{\mathcal B}^{\prime}\mathbf h_{\mathcal B}
\end{bmatrix}. [ λ Σ II A I ′ A I 0 ] [ h I ν ] = [ α I − λ Σ I B h B − A B ′ h B ] . 求解后应把越界自由变量移入边界集合,并释放乘子符号不正确的边界;退化或秩不足时使用适当的数值处理。一般问题也可使用成熟的二次规划或内点算法,不必强行套用对角简化。
给定风险上限且其绑定时,可在外层调整 λ \lambda λ ,每次完整重解内部问题。固定同一可行集,最优方差随 λ \lambda λ 增大不增;二分前须检查风险目标是否可达、是否真的绑定。验收至少包括预算与暴露残差、边界违约、平稳性残差、乘子符号和互补松弛残差。
4. 同风险惩罚:重新优化与裁剪的区别# 自拟三股票例题。 三只股票的基准、年度 alpha 预测和年度协方差为
w b = ( 0.60 , 0.30 , 0.10 ) ′ , α = ( 0.06 , 0.02 , − 0.08 ) ′ , Σ = 0.04 I 3 . \mathbf w_b=(0.60,0.30,0.10)^{\prime},\quad
\boldsymbol\alpha=(0.06,0.02,-0.08)^{\prime},\quad
\boldsymbol\Sigma=0.04\mathbf I_3. w b = ( 0.60 , 0.30 , 0.10 ) ′ , α = ( 0.06 , 0.02 , − 0.08 ) ′ , Σ = 0.04 I 3 . 即每只股票波动率为 20 % 20\% 20% 且收益互不相关;组合全额投资、主动资金中性,不另加因子约束,不计成本。固定 λ = 10 \lambda=10 λ = 10 ,先比较完全相同风险惩罚下的三种处理。
无区间约束时 ∑ i α i = 0 \sum_i\alpha_i=0 ∑ i α i = 0 ,预算乘子为零,故
h U = α 10 × 0.04 = ( 0.15 , 0.05 , − 0.20 ) ′ . \mathbf h_U=\frac{\boldsymbol\alpha}{10\times0.04}
=(0.15,0.05,-0.20)^{\prime}. h U = 10 × 0.04 α = ( 0.15 , 0.05 , − 0.20 ) ′ . 总权重为 ( 0.75 , 0.35 , − 0.10 ) ′ (0.75,0.35,-0.10)^{\prime} ( 0.75 , 0.35 , − 0.10 ) ′ ,C 需要实际卖空。仅多头使 h C ≥ − 0.10 h_C\geq-0.10 h C ≥ − 0.10 ;取绑定值 h C = − 0.10 h_C=-0.10 h C = − 0.10 后,自由头寸满足
h A + h B = 0.10 , h A − h B = 0.06 − 0.02 10 × 0.04 = 0.10. h_A+h_B=0.10,\qquad
h_A-h_B=\frac{0.06-0.02}{10\times0.04}=0.10. h A + h B = 0.10 , h A − h B = 10 × 0.04 0.06 − 0.02 = 0.10. 解得 h C = ( 0.10 , 0 , − 0.10 ) ′ \mathbf h_C=(0.10,0,-0.10)^{\prime} h C = ( 0.10 , 0 , − 0.10 ) ′ ,总权重为 ( 0.70 , 0.30 , 0 ) ′ (0.70,0.30,0)^{\prime} ( 0.70 , 0.30 , 0 ) ′ 。预算乘子 ν = 0.02 \nu=0.02 ν = 0.02 ,C 的下界乘子 η C − = 0.06 \eta_C^-=0.06 η C − = 0.06 ,其他边界乘子为零;代回四组 KKT 条件全部成立。
机械方法则先将负总权重裁为零,再把 ( 0.75 , 0.35 , 0 ) (0.75,0.35,0) ( 0.75 , 0.35 , 0 ) 除以 1.10 1.10 1.10 。结果虽然可行,却不是上述问题的最优解:
方法 总权重 A、B、C 预测主动收益 预测 TE 目标效用 U U U 无区间约束 75 % , 35 % , − 10 % 75\%,35\%,-10\% 75% , 35% , − 10% 2.6000 % 2.6000\% 2.6000% 5.0990 % 5.0990\% 5.0990% 1.3000 % 1.3000\% 1.3000% 仅多头重新优化 70 % , 30 % , 0 70\%,30\%,0 70% , 30% , 0 1.4000 % 1.4000\% 1.4000% 2.8284 % 2.8284\% 2.8284% 1.0000 % 1.0000\% 1.0000% 裁剪后再归一化 68.1818 % , 31.8182 % , 0 68.1818\%,31.8182\%,0 68.1818% , 31.8182% , 0 1.3273 % 1.3273\% 1.3273% 2.6096 % 2.6096\% 2.6096% 0.9868 % 0.9868\% 0.9868%
图 11-3 与表格使用同一输入和最优解;三类标记分别表示三种处理,不连接不同股票制造连续关系。
重新优化同时调整 A、B 的资金分配,目标效用比机械裁剪高约 1.32 bp 1.32\text{ bp} 1.32 bp 。三种方法的风险不同,不能把此表解释为同风险收益比较;无区间约束解也不满足仅多头委托。
5. 同风险上限:正 alpha 也可能低配# 沿用相同股票、基准、预测与协方差,改为最大化预测主动收益,统一风险上限 σ ∗ = 3 % \sigma_*=3\% σ ∗ = 3% 。无区间约束解按最优方向缩放:
h U = 0.03 0.20 α ∥ α ∥ ≈ ( 0.088252 , 0.029417 , − 0.117670 ) ′ . \mathbf h_U=\frac{0.03}{0.20}
\frac{\boldsymbol\alpha}{\|\boldsymbol\alpha\|}
\approx(0.088252,0.029417,-0.117670)^{\prime}. h U = 0.20 0.03 ∥ α ∥ α ≈ ( 0.088252 , 0.029417 , − 0.117670 ) ′ . 仅多头最优解仍使 C 总权重为零。写 h A = x h_A=x h A = x 、h B = 0.10 − x h_B=0.10-x h B = 0.10 − x 、h C = − 0.10 h_C=-0.10 h C = − 0.10 ,风险上限绑定时
0.04 [ x 2 + ( 0.10 − x ) 2 + 0.10 2 ] = 0.03 2 . 0.04\left[x^2+(0.10-x)^2+0.10^2\right]=0.03^2. 0.04 [ x 2 + ( 0.10 − x ) 2 + 0.1 0 2 ] = 0.0 3 2 . 两根中,更大的 x x x 给 alpha 更高的 A 分配更多权重,故
x = 0.20 + 0.06 4 ≈ 0.111237 , h C ≈ ( 0.111237 , − 0.011237 , − 0.10 ) ′ . x=\frac{0.20+\sqrt{0.06}}4\approx0.111237,
\qquad
\mathbf h_C\approx(0.111237,-0.011237,-0.10)^{\prime}. x = 4 0.20 + 0.06 ≈ 0.111237 , h C ≈ ( 0.111237 , − 0.011237 , − 0.10 ) ′ .
同风险方案 预测主动收益 预测 TE 预测 IR 无区间约束 1.529706 % 1.529706\% 1.529706% 3 % 3\% 3% 0.509902 0.509902 0.509902 仅多头最优 1.444949 % 1.444949\% 1.444949% 3 % 3\% 3% 0.481650 0.481650 0.481650
B 的 alpha 为正,却被低配约 1.12 1.12 1.12 个百分点;资金与风险必须在全组合内分配,预测的正负不是主动权重正负的逐股指令。此时 λ ≈ 8.164966 \lambda\approx8.164966 λ ≈ 8.164966 、ν ≈ 0.023670 \nu\approx0.023670 ν ≈ 0.023670 、η C − ≈ 0.071010 \eta_C^-\approx0.071010 η C − ≈ 0.071010 ,验证了风险绑定及边界最优性。
影子价格(Shadow Price) :最优目标值对某一约束边界的局部敏感度。按本节拉格朗日符号约定,最优值 V V V 在可微处满足
∂ V ∂ u i = η i + , ∂ V ∂ l i = − η i − , ∂ V ∂ σ ∗ 2 = λ 2 . \frac{\partial V}{\partial u_i}=\eta_i^+,
\qquad
\frac{\partial V}{\partial l_i}=-\eta_i^-,
\qquad
\frac{\partial V}{\partial\sigma_*^2}=\frac\lambda2. ∂ u i ∂ V = η i + , ∂ l i ∂ V = − η i − , ∂ σ ∗ 2 ∂ V = 2 λ . 最后一式只适用于风险上限问题。乘子较大表示小幅放宽对应边界具有较高模型价值;它不是放宽约束的授权,也不是实际未来收益。跨越活跃集切换点后须重新求解,不能把局部导数外推为大幅调整的收益。
第四节 转移效率与风险配置# 1. 风险空间中的转移系数# 转移系数(Transfer Coefficient, TC) :理想预测方向与受约束持仓方向在风险内积下的一致程度,用于度量信息从预测到持仓的传递。令 h U , h C ∈ R N × 1 \mathbf h_U,\mathbf h_C\in\mathbb R^{N\times1} h U , h C ∈ R N × 1 分别为同一 alpha 和共同齐次等式约束下的无区间约束、受区间约束头寸,Σ \boldsymbol\Sigma Σ 为共同正定风险预测,则
T C = h U ′ Σ h C σ U σ C , σ j = h j ′ Σ h j . TC=\frac{\mathbf h_U^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h_C}
{\sigma_U\sigma_C},\qquad
\sigma_j=\sqrt{\mathbf h_j^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h_j}. T C = σ U σ C h U ′ Σ h C , σ j = h j ′ Σ h j . 两组风险均非零时,TC 是风险空间夹角的余弦,取值在 [ − 1 , 1 ] [-1,1] [ − 1 , 1 ] ;任一头寸为零时未定义。共同等式齐次、零主动头寸可行且目标一致时,最优受约束组合不会选择负预测效用,通常对应非负传递;任意外部指定头寸则可以反向。
信息系数(Information Coefficient, IC) :同一决策截面的预测与随后指定期限实现收益之间的相关系数。IC 使用随后收益评价预测技能,TC 使用当期风险与持仓评价实现方向;低 TC 不等于信号没有预测能力。
普通 Pearson 相关不是一般的 TC。当 Σ = σ 2 I \boldsymbol\Sigma=\sigma^2\mathbf I Σ = σ 2 I 、头寸资金中性且无区间约束持仓与经过共同等式调整的 alpha 成正比时,风险余弦才可化为相应截面相关。风险不同或存在非对角协方差时,直接计算原始预测与原始持仓的相关会改变度量对象。
2. 预测 IR 的比例何时恰好等于 TC# 预测信息比率(Predicted Information Ratio) :在固定预测模型下,预测主动收益除以预测跟踪误差,即
I R j p r e d = α ′ h j σ j . IR_j^{pred}=\frac{\boldsymbol\alpha^{\prime}\mathbf h_j}{\sigma_j}. I R j p r e d = σ j α ′ h j . α \boldsymbol\alpha α 是同一期 alpha 预测。共同等式为 A ′ h j = 0 \mathbf A^{\prime}\mathbf h_j=\mathbf0 A ′ h j = 0 ,无区间约束解满足 α = λ U Σ h U + A ν U \boldsymbol\alpha=\lambda_U\boldsymbol\Sigma\mathbf h_U+\mathbf A\boldsymbol\nu_U α = λ U Σ h U + A ν U ,其中 λ U > 0 \lambda_U>0 λ U > 0 。将其分别乘以两组头寸可得
α ′ h C = λ U h U ′ Σ h C , I R U p r e d = λ U σ U . \boldsymbol\alpha^{\prime}\mathbf h_C
=\lambda_U\mathbf h_U^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h_C,
\qquad
IR_U^{pred}=\lambda_U\sigma_U. α ′ h C = λ U h U ′ Σ h C , I R U p r e d = λ U σ U . 因此,在这组固定模型与共同约束下有精确关系
I R C p r e d = T C I R U p r e d . IR_C^{pred}=TC\,IR_U^{pred}. I R C p r e d = T C I R U p r e d . 该比例不要求两组头寸风险相同;只有把预测收益之比也解释为 TC 时,才需要相同风险。共同等式含非零目标、两组采用不同 alpha 或风险模型、加入成本后,不能不加调整地使用此证明。
三股票的同 3 % 3\% 3% 风险例中,T C ≈ 0.944593 TC\approx0.944593 T C ≈ 0.944593 ,恰好等于 0.481650 / 0.509902 0.481650/0.509902 0.481650/0.509902 。这是给定模型的几何关系,不是未来实现 IR 的保证。
主动管理基本定律进一步用技能与机会数近似理想预测效率:
I R C ≈ T C × I C B R . IR_C\approx TC\times IC\sqrt{BR}. I R C ≈ T C × I C B R . B R BR B R 是与评价期限一致的有效独立机会数。该近似还要求技能、风险和机会结构与模型假设匹配,并忽略成本;股票数、因子数或调仓次数不能直接充当有效广度。跨期技能变化、时变 TC 或成本改变时,应直接计算实现收益序列。
3. 相同总风险下的风险迁移# 股票对主动方差的贡献和对主动标准差的贡献分别为
V C i = h i ( Σ h ) i , R C i = V C i σ A , σ A = h ′ Σ h . VC_i=h_i(\boldsymbol\Sigma\mathbf h)_i,
\qquad
RC_i=\frac{VC_i}{\sigma_A},
\qquad
\sigma_A=\sqrt{\mathbf h^{\prime}\boldsymbol\Sigma\mathbf h}. V C i = h i ( Σ h ) i , R C i = σ A V C i , σ A = h ′ Σ h . h \mathbf h h 是所研究组合的主动权重,V C i VC_i V C i 的单位为收益率平方,R C i RC_i R C i 的单位为收益率。二者分别加总为 σ A 2 \sigma_A^2 σ A 2 与 σ A \sigma_A σ A 。组风险份额先将组内 V C i VC_i V C i 相加,再除以总方差;相关资产可能产生负贡献,不应强制取绝对值。
同风险三股票例采用对角风险,方差份额为 h i 2 / ∑ j h j 2 h_i^2/\sum_jh_j^2 h i 2 / ∑ j h j 2 :
股票 基准权重 无区间约束方差份额 仅多头方差份额 A 60 % 60\% 60% 34.62 % 34.62\% 34.62% 54.99 % 54.99\% 54.99% B 30 % 30\% 30% 3.85 % 3.85\% 3.85% 0.56 % 0.56\% 0.56% C 10 % 10\% 10% 61.54 % 61.54\% 61.54% 44.44 % 44.44\% 44.44%
两组风险均为 3 % 3\% 3% ,但 C 的负向表达受到边界限制后,更多风险转向 A。份额显示的是本例的优化后果,不是仅多头组合必然具有相同的风险分布;表内舍入可能使加总略偏离 100 % 100\% 100% 。
若各股票拥有相同预测技能、相同风险分布和可交换的独立机会,等数量分组的无约束风险贡献在重复情景平均下可以相等。去掉这些对称假设,等组风险不再是一般最优解;仅多头、规模中性与基准集中度的叠加也可能把风险推向大权重股票。
第五节 策略风险、实施成本与跨期评价# 1. 随机技能为何使 TC 偏离实现 IR 比例# 策略风险(Strategy Risk) :预测关系或技能随时间变化而给主动收益带来的额外不确定性。固定持仓风险模型若未描述这种变化,目标跟踪误差可能低于跨期实现波动。
用独立教学模型分离技能波动与其他噪声。令 κ t \kappa_t κ t 是潜在真实技能,满足 E ( κ t ) = μ κ E(\kappa_t)=\mu_\kappa E ( κ t ) = μ κ 、Var ( κ t ) = τ κ 2 \operatorname{Var}(\kappa_t)=\tau_\kappa^2 Var ( κ t ) = τ κ 2 ;它不等于已经包含截面抽样误差的样本 IC。设 B B B 为有效独立机会数,固定转移效率为 q ∈ [ 0 , 1 ] q\in[0,1] q ∈ [ 0 , 1 ] ,每期纸面主动收益近似为
a t = σ ∗ [ q B κ t + ε t ] . a_t=\sigma_*\left[q\sqrt B\,\kappa_t+\varepsilon_t\right]. a t = σ ∗ [ q B κ t + ε t ] . σ ∗ \sigma_* σ ∗ 是各方案共同的基础风险尺度;ε t \varepsilon_t ε t 均值为零、方差为 1,与技能独立。固定 q q q 只缩放技能项、噪声风险保持不变,是本例的明确假设,不是任意约束组合都满足的收益生成机制。
由均值和全方差计算得到
E ( a t ) = σ ∗ q B μ κ , sd ( a t ) = σ ∗ 1 + B q 2 τ κ 2 , I R ( q ) = q B μ κ 1 + B q 2 τ κ 2 . \begin{aligned}
E(a_t)&=\sigma_*q\sqrt B\,\mu_\kappa,\\
\operatorname{sd}(a_t)&=\sigma_*\sqrt{1+Bq^2\tau_\kappa^2},\\
IR(q)&=\frac{q\sqrt B\,\mu_\kappa}
{\sqrt{1+Bq^2\tau_\kappa^2}}.
\end{aligned} E ( a t ) sd ( a t ) I R ( q ) = σ ∗ q B μ κ , = σ ∗ 1 + B q 2 τ κ 2 , = 1 + B q 2 τ κ 2 q B μ κ . 无约束 q = 1 q=1 q = 1 时,也可写为 I R ( 1 ) = μ κ / τ κ 2 + 1 / B IR(1)=\mu_\kappa/\sqrt{\tau_\kappa^2+1/B} I R ( 1 ) = μ κ / τ κ 2 + 1/ B 。技能恒定时退化为 q μ κ B q\mu_\kappa\sqrt B q μ κ B ;技能波动非零时,约束同时改变平均收益和策略风险。对 μ κ ≠ 0 \mu_\kappa\ne0 μ κ = 0 ,
I R ( q ) I R ( 1 ) = q 1 + B τ κ 2 1 + B q 2 τ κ 2 . \frac{IR(q)}{IR(1)}
=q\sqrt{\frac{1+B\tau_\kappa^2}{1+Bq^2\tau_\kappa^2}}. I R ( 1 ) I R ( q ) = q 1 + B q 2 τ κ 2 1 + B τ κ 2 . 当 0 < q < 1 0<q<1 0 < q < 1 且 τ κ > 0 \tau_\kappa>0 τ κ > 0 时,这个比例大于 q q q ;在 q = 0 q=0 q = 0 、q = 1 q=1 q = 1 或技能恒定的边界上等于 q q q 。平均技能为零时,两组 IR 均为零,其比例未定义。
自拟教学计算。 设每期 B = 400 B=400 B = 400 、μ κ = 0.05 \mu_\kappa=0.05 μ κ = 0.05 、τ κ = 0.04 \tau_\kappa=0.04 τ κ = 0.04 、σ ∗ = 3 % \sigma_*=3\% σ ∗ = 3% ,且不同期独立。q = 1 q=1 q = 1 时平均主动收益为 3 % 3\% 3% 、实现风险约 3.8419 % 3.8419\% 3.8419% 、IR 约 0.780869 0.780869 0.780869 ;q = 0.7 q=0.7 q = 0.7 时相应为 2.1 % 2.1\% 2.1% 、3.4384 % 3.4384\% 3.4384% 和 0.610754 0.610754 0.610754 。实现 IR 比例约为 0.782147 0.782147 0.782147 ,不是 0.7 0.7 0.7 。
图 11-4 在相同参数下比较恒定技能与随机技能;全部曲线由上述公式生成,不是策略回测。
随机技能降低 IR,并使实现风险随转移效率增加而超过基础风险尺度。q = 0 q=0 q = 0 时本模型仍保留噪声风险;它表示不传递有效预测的同风险组合,不是零持仓。
实际 T C t TC_t T C t 还会随基准、预测和活跃集变化。若高技能期恰好约束更紧,平均收益取决于 E ( T C t κ t ) E(TC_t\kappa_t) E ( T C t κ t ) ,不能用 E ( T C t ) E ( κ t ) E(TC_t)E(\kappa_t) E ( T C t ) E ( κ t ) 替代;若使用样本 IC 的跨期标准差,也不能再次加入已经包含在其中的同一抽样噪声。
2. 毛收益、净收益与成本分母# 实现信息比率(Realized Information Ratio, IR) :相对同一基准的主动收益序列均值与其标准差之比。令 a t g r o s s a_t^{gross} a t g r oss 为成本前主动收益,C t C_t C t 为同期以组合净值计量的成本率,则
a t n e t = a t g r o s s − C t , I R n e t = E ( a t n e t ) sd ( a t n e t ) . a_t^{net}=a_t^{gross}-C_t,
\qquad
IR_{net}=\frac{E(a_t^{net})}{\operatorname{sd}(a_t^{net})}. a t n e t = a t g r oss − C t , I R n e t = sd ( a t n e t ) E ( a t n e t ) . 成本若随机变化,净收益方差满足
Var ( a t n e t ) = Var ( a t g r o s s ) + Var ( C t ) − 2 Cov ( a t g r o s s , C t ) . \operatorname{Var}(a_t^{net})
=\operatorname{Var}(a_t^{gross})+\operatorname{Var}(C_t)
-2\operatorname{Cov}(a_t^{gross},C_t). Var ( a t n e t ) = Var ( a t g r oss ) + Var ( C t ) − 2 Cov ( a t g r oss , C t ) . 只有成本恒定或另有充分近似依据时,净 IR 才能沿用毛收益分母。目标风险、预测风险与实现风险必须分别报告;不能把净收益均值直接除以委托风险上限。
有限卖空的融资成本来自额外多头融资、空头资金回扣及借券安排。采用“额外多头规模等于空头规模 S S S ”的简化融资结构,年度利差成本为
C s p r e a d = S ( r f i n − r r e b a t e ) . C_{spread}=S(r_{fin}-r_{rebate}). C s p r e a d = S ( r f in − r r e ba t e ) . r f i n r_{fin} r f in 是年度融资利率,r r e b a t e r_{rebate} r r e ba t e 是空头资金年度回扣率;短于一年的期限须乘以相应计息期。实际合同还可能有借券费用和其他抵押安排。股票总回报若已计入股息,空头收益已包含相应负股息贡献,不应再把相同股息补偿重复扣为成本。
交易成本从漂移后的交易前权重计算。令 q t = w t t g t − w t p r e \mathbf q_t=\mathbf w_t^{tgt}-\mathbf w_t^{pre} q t = w t t g t − w t p r e ,在净资金流为零、买卖权重总量相等的口径下,单边换手为 T O t = 1 2 ∑ i ∣ q i , t ∣ TO_t=\tfrac12\sum_i|q_{i,t}| T O t = 2 1 ∑ i ∣ q i , t ∣ 。若成本参数按每单位双边成交量报价,则不能漏掉与该单边换手口径之间的倍数转换。
自拟年度成本例。 125/25 组合的融资利差取 1.2 % 1.2\% 1.2% ,年度单边换手为 80 % 80\% 80% ,每 100 % 100\% 100% 单边换手对应的组合成本为 30 bp 30\text{ bp} 30 bp 。则
C = 25 % × 1.2 % + 80 % × 0.30 % = 0.54 % = 54 bp . C=25\%\times1.2\%+80\%\times0.30\%
=0.54\%=54\text{ bp}. C = 25% × 1.2% + 80% × 0.30% = 0.54% = 54 bp . 若年度毛主动收益均值为 3 % 3\% 3% 、实现标准差为 4 % 4\% 4% ,且上述成本每年固定,毛 IR 为 0.75 0.75 0.75 ,净 IR 为 ( 3 % − 0.54 % ) / 4 % = 0.615 (3\%-0.54\%)/4\%=0.615 ( 3% − 0.54% ) /4% = 0.615 。这些费率仅为教学输入,不是报价;借券费等未计成本须在实际评价中另行纳入。
放宽约束会扩大同一模型的可行集,所以最优模型目标值不会下降;但同风险惩罚下的风险会变化,成本后实现 IR 更无单调保证。额外空头提供的预测收益增量若小于融资、借券、冲击与换手成本增量,继续放宽不再改善净结果。
3. 约束比较的可复现实验# 比较仅多头、有限卖空与无区间约束组合,应固定预测信息、基准、风险模型、评价期限和交易口径,只改变待研究的约束。每期各方案使用相同的预测与随后收益情景,避免随机样本差异冒充约束效果。
有限卖空的单股下界 w i ≥ − s i m a x w_i\geq-s_i^{max} w i ≥ − s i ma x ,转换为主动下界是 h i ≥ − w b , i − s i m a x h_i\geq-w_{b,i}-s_i^{max} h i ≥ − w b , i − s i ma x ;s i m a x s_i^{max} s i ma x 在此表示允许的单股空头规模,与前节主动权重波动 s i s_i s i 不同。逐股下界并不保证总空头恰为 25 % 25\% 25% 。若任务是限制聚合空头,可直接加入 ∑ i max ( − w i , 0 ) ≤ S m a x \sum_i\max(-w_i,0)\leq S_{max} ∑ i max ( − w i , 0 ) ≤ S ma x ,并将实际 L , S , G L,S,G L , S , G 作为结果报告。
跨期信号可用具有给定持久性的过程生成,例如
F i , t = ρ F F i , t − 1 + 1 − ρ F 2 z i , t , ∣ ρ F ∣ < 1 , F_{i,t}=\rho_FF_{i,t-1}+\sqrt{1-\rho_F^2}\,z_{i,t},
\qquad |\rho_F|<1, F i , t = ρ F F i , t − 1 + 1 − ρ F 2 z i , t , ∣ ρ F ∣ < 1 , 其中 z i , t z_{i,t} z i , t 是标准正态独立创新,ρ F \rho_F ρ F 控制信号持久性;初始化与随机种子必须固定。逐期标准化、预算投影和边界处理会改变实际相关及换手,应对处理后的序列重新测量,而不是直接把输入 ρ F \rho_F ρ F 当作最终持仓持久性。
完整比较沿时间顺序完成:用当时可得信息构造分数和 alpha;求解各约束下目标权重并记录 KKT 残差;计入价格漂移、计算实际交易与成本;在随后评价期汇总实现主动收益。换手计算遵循第八章 ,目标持仓到执行路径的细化属于第十二章 。
每种方案同时报告预测与实现跟踪误差、毛与净 IR、TC、边界绑定率、分组风险贡献、总敞口和换手;约束可能降低换手,也可能让风险集中于少数自由头寸,不能仅凭成本下降判定改进。样本 IR 的常见年化为 m a ˉ / s a \sqrt m\,\bar a/s_a m a ˉ / s a ,其中 m m m 是一年观测期数;该规则依赖收益方差可按时间加总。存在自相关或重叠收益时,累计收益风险及年化需依据实际依赖结构处理。
约束方案、成本参数和风险目标应在训练与验证阶段确定,测试阶段冻结;股票池、行业分类、基准成分及借券可得性使用当时信息。放宽模型约束的收益还须经参数扰动、压力情景与样本外净绩效检验;客户授权和硬性风险限制不能仅因影子价格较高就自动解除。