股票资产组合构建投资组合模型

㈠ 根据马科维茨的证券投资组合理论，投资者应如何决定其最优的资产组合

1.根据马科维茨模型定义，我们得到最小风险组合中各组成资产的精确权重，如下图所示。在这个投资组合中，10 只股票样本中的资产仍然存在比重分配差异。值得注意的是，收益率最高的贵州茅台和恒瑞医药的分配比例并不高，分别占总投资组合的 0.64% 和 8.91%。获得最大权重分配的是中国银行和农业银行，分别占 28.67% 和 23.84%，其收益率分别是 -0.27% 和 -6.69%。最小风险组合的平均收益为 2.95%，风险水平为 13% 。该投资组合的夏普比率为 0.211。
2.资产配置“太祖”:马科维茨平均方差模型(1990年诺贝尔经济学奖)最早的模型只考虑了三个维度的变量:资产的预期收益，预期波动率，以及资产之间的相关性。我们知道，一个理性的投资者总是希望资产的回报越高越好，风险越小越好。也就是说，我们总是希望在风险确定的情况下使预期收益率最大化，或者在预期收益率确定的情况下使风险最小化。基于这一思想，马科维茨和威廉·夏普分别获得了诺贝尔经济学奖。事实上，这种逻辑很容易在数学上实现。我们用资产回报率除以风险的比率来衡量资产的表现。Sharp ratio， treno ratio和sotino ratio都采用了这种方法。对于一篮子股票或一篮子大型资产，我们只需要给这些资产赋予不同的权重，建立一个资产组合，计算资产组合的收益、风险和收益风险比指数，然后重复前面的步骤(例如10000次)，给资产赋予不同的权重，计算资产组合的回报风险比，最后，我们比较这10000次的回报风险比的大小，其中回报风险比最大的资产组合就是我们寻找的最优组合。
3.例如，经典的股票债券模型就是由此衍生出来的60%股票+ 40%债券的经典组合。虽然这种组合分散了一些风险，但由于资产只有两种类型，降低风险是远远不够的。特别是随着炫目的金融投资产品的发展，传统的股票债券模式已经不够好。

㈡ python实现资产配置(1)----Markowitz 投资组合模型

现假设有A, B, C, D, E五只股票的收益率数据((第二日收盘价-第一日收盘价)/第一日收盘价)), 如果投资人的目标是达到20%的年收益率,那么该如何进行资产配置,才能使得投资的风险最低?

更一般的问题,假设现有x ₁ ,x ₂ ,...,x _n , n支风险资产,且收益率已知,如果投资人的预期收益为goalRet,那么该如何进行资产配置,才能使得投资的风险最低?

1952年，芝加哥大学的Markowitz提出现代资产组合理论(Modern Portfolio Theory，简称MPT)，为现代西方证券投资理论奠定了基础。其基本思想是，证券投资的风险在于证券投资收益的不确定性。如果将收益率视为一个数学上的随机变量的话，证券的期望收益是该随机变量的数学期望（均值），而风险可以用该随机变量的方差来表示。

对于投资组合而言，如何分配各种证券上的投资比例，从而使风险最小而收益最大？

答案是将投资比例设定为变量，通过数学规划，对每一固定收益率求最小方差，对每一个固定的方差求最大收益率，这个多元方程的解可以决定一条曲线，这条曲线上的每一个点都对应着最优投资组合，即在给定风险水平下，收益率最大，这条曲线称作“有效前沿” (Efficient Frontier)。

对投资者而言，不存在比有效前沿更优的投资组合，只需要根据自己的风险偏好在有效前沿上寻找最优策略。
简化后的公式为:

其中 _p 为投资人的投资目标,即投资人期待的投资组合的期望值. 目标函数说明投资人资产分配的原则是在达成投资目标 _p 的前提下,要将资产组合的风险最小化,这个公式就是Markowitz在1952年发表的'Portfolio Selection'一文的精髓,该文奠定了现代投资组合理论的基础,也为Markowitz赢得了1990年的诺贝尔经济学奖. 公式(1)中的决策变量为w _i , i = 1,...,N, 整个数学形式是二次规划(Quadratic Programming)问题,在允许卖空的情况下(即w _i 可以为负,只有等式约束)时,可以用拉格朗日(Lagrange)方法求解。

有效前缘曲线如下图:

我们考虑如下的二次规划问题

运用拉格朗日方法求解,可以得到

再看公式(1),则将目标函数由 min W ^T W 调整为 min 1/2(W ^T W), 两问题等价,写出的求解矩阵为:

工具包: CVXOPT python凸优化包
函数原型: CVXOPT.solvers.qp(P,q,G,h,A,b)

求解时,将对应的P,q,G,h,A,b写出,带入求解函数即可.值得注意的是输入的矩阵必须使用CVXOPT 中的matrix函数转化,输出的结果要使用 print(CVXOPT.solvers.qp(P,q,G,h,A,b)['x']) 函数才能输出。

这里选取五支股票2014-01-01到2015-01-01的收益率数据进行分析.
选取的五支股票分别为: 白云机场, 华夏银行, 浙能电力, 福建高速, 生益科技

先大体了解一下五支股票的收益率情况:

看来，20%的预期收益是达不到了。

接下来,我们来看五支股票的相关系数矩阵：

可以看出，白云机场和福建高速的相关性较高，因为二者同属于交通版块。在资产配置时，不利于降低非系统性风险。

接下来编写一个MeanVariance类，对于传入的收益率数据，可以进行给定预期收益的最佳持仓配比求解以及有效前缘曲线的绘制。

绘制的有效前缘曲线为：

将数据分为训练集和测试集，并将随机模拟的资产配比求得的累计收益与测试集的数据进行对比，得到：

可以看出，在前半段大部分时间用Markowitz模型计算出的收益率要高于随机模拟的组合，然而在后半段却不如随机模拟的数据，可能是训练的数据不够或者没有动态调仓造成的，在后面写策略的时候，我会加入动态调仓的部分。

股票分析部分：

Markowitz 投资组合模型求解

蔡立专：量化投资——以python为工具. 电子工业出版社

㈢ 投资组合理论与实际应用

1952年，马科维茨在《金融杂志》上发表了一篇题为“资产组合的选择”的文章，首次提出了均值方差模型，该模型解决了投资收益率与风险的度量问题，把投资风险分解为系统风险和非系统风险，通过持有多种类型的证券来分散非系统风险，从而降低整个投资组合的风险。但是这一模型也有一定的局限性，它没有进一步说明如何为证券估值和定价，也不能说明投资组合期望回报率与风险的关系，其理论难以付诸实际应用。

随后夏普、林特耐、莫辛三人分别于1964年、1965年和1966年独立研究出着名的资本资产定价模型，从而解决了马科维茨投资模型的局限问题，使得在大型证券组合应用中的计算大大减少，从而提高了投资组合理论的指导作用和实际应用价值。下面对投资组合的理论模型及运用予以介绍：

一、 什么是均值方差模型

均值方差模型是用收益率的期望值来度量收益，用收益率的标准差来度量风险，从而推导出现代投资组合理论基础，即投资者应该通过购买多种证券而不是一种证券进行分散化投资。这一理论假设投资者都是厌恶风险的，在风险确定的情况下，会选择期望收益最大的投资组合，在收益确定的情况下，会选择风险最小化的投资组合，通过对每种证券的期望收益率、收益率的方差和每一种证券与其他证券之间的相互关系，这三类信息的适当分析，可以从理论上识别出有效投资组合。

1、单个资产均值方差模型

单个资产方差均值计算公式为：

该公式表示：方差=（实际收益率-期望收益率）的平方*发生的概率的累加和。

单个资产的期望收益率是资产的各种可能的收益率加权后的平均值，又叫做平均收益率，如果以r代表收益率，那么r的期望表示为E（r）：

标准差是方差的平方根，计算公式为：

2、 两个资产均值方差模型

对于两个资产i、j组成的投资组合，其收益率方差的计算公式为：

Cov（ri,rj）是资产i和资产j的协方差。它是指两个资产之间的相关性，计算公式为：

如果使用历史上m期样本计算资产i和j的收益率的协方差，公式为：

两个资产收益率的相关性系数是协方差除以两个证券各自标准差的乘积，公式为：

相关系数取值范围为[-1,+1],当大于0时，表示两变量正线性相关，小于0时，表示负线性相关，等于1时为完全正相关，等于-1时为完全负相关，等于0时无相关性

2、 投资组合的均值方差模型

投资组合收益率的方差和标准差，取决于单个资产的方差、权重和互相之间的相关系数，方差计算公式为：

投资组合的标准差的计算公式为：

以上公式中，w代表资产的权重，由公式可知，资产组合的方差是单一资产的方差与资产相关系数的组合。单一资产的方差不变，相关系数越小，资产组合的方差也越小。

4、投资最优组合

如果把所有的投资组合都描述在收益率和标准差的坐标图中，这是一条凸向纵轴的曲线，曲线最左边存在一个拐点，此处的标准差是所有组合中最小的，叫做全局最小方差组合，也是投资最优组合。此点也是曲线上半部分和下半部分的交界处，上半部分的点在风险水平一定的情况下，具有更高的收益率，因此，上半部分也叫做马科维茨有效前沿，简称有效前沿。

二、什么是资本配置模型

资本配置模型也叫资本配置方程，它是威廉.夏普在马科维茨的有效前沿的基础上，引入无风险资产，形成风险资产和无风险资产的投资组合，这一组合的期望收益率就是风险资产和无风险资产的加权平均值。

1、 资本配置模型的推导过程

对于一个由风险资产x和无风险资产组成的投资组合，其中风险资产x的权重为Wx，收益率为Rx，标准差为Sx，无风险资产的权重为(1-Wx)，收益率为Rf，标准差为0，那么投资组合的期望收益率为：

E(Rp)=(1-Wx)Rf+WxE(Rx)=Rf+Wx(E(Rx)-Rf)

根据投资组合的方差公式，得出标准差为：

Sp=Wx*Sx，Wx=Sp/Sx，带入期望收益率的计算公式里得到资本配置方程：

E(Rp)=Rf+[(E(Rx)-Rf)/Sx]*Sp

资本配置方程线上的点，表示无风险资产与风险资产的线性组合，其截距是无风险收益率Rf，斜率是 (E(Rx)-Rf)/Sx ，称为夏普比率，表示每一风险单位的超额收益率。

2、 资本市场线

资本市场线是资本配置线与马科维茨有效前沿相切的一条直线，它取代了马科维茨有效前沿，称为新的有效前沿。当市场达到均衡时，切点M即为市场投资组合，因为资本市场线上的所有点的斜率是一样的，所以得出资本市场线的公式为：

E(Rp)=Rf+[(E(Rm)-Rf)/Sm]*Sp

这表明，投资者是用无风险资产和市场组合M来构造一个适合自己需求的最优投资组合。

3、 资本市场线的意义

资本市场线实际上说明了有效投资组合风险与预期收益率之间的关系，提供了衡量有效投资组合风险的方法，用标准差来度量风险，预期收益率是标准差的线性函数。对于每一个有效投资组合，给定其风险的大小，就可以根据资本市场线知道其预期收益率的大小。

三、资本资产定价模型

资本资产定价模型是以马科维茨证券组合理论为基础，研究如果投资者都按照分散化的理念去投资，最终证券市场达到均衡时，价格和收益率如何决定的问题。

1、 CAPM的主要事项

CAPM使用贝塔系数来描述资产或资产组合的系统风险的大小。贝塔系数表示资产对市场收益变动的敏感性。在充分分散化的投资组合中，单个证券对组合风险的贡献取决于该证券的系统风险，证券的系统风险是用贝塔系数来衡量的。由此可以得出资本资产定价的模型公式：

E(Ri)=Rf+Bi[E(Rm)-Rf]，E(Ri)-Rf=Bi[E(Rm)-Rf]

式中，E(Ri)为资产的期望收益率，Bi为资产贝塔系数，E(Rm)为市场组合的期望收益率，Rf是无风险收益率，

CAPM说明了资产的期望收益率与系统风险之间的正向关系，即任何资产的市场风险溢价，等于资产的系统性风险乘以市场组合的风险溢价。

2、 证券市场线SML

预期收益与贝塔系数的关系式可以表示成证券市场线，证券市场线的斜率是市场组合的风险溢价。它是在资本市场线的基础上发展起来的，资本市场线给出了所有有效投资组合风险与预期收益率之间的关系。证券市场线给出了每一个风险资产的风险与预期收益的关系，因此，证券市场线能为每一个风险资产进行定价，这就是CAPM的核心。

3、 证券市场线与资本市场线的区别

它们的区别提现在一下四个方面：

（1）风险的衡量：证券市场线是用系统性风险贝塔系数来衡量，资本市场线是用组合的标准差来衡量。

（2）作用不同：证券市场线是决定资产最合理的预期收益率，即给证券定价，资本市场线是决定最合适的资产配置点，即资产配置。

（3）斜率不同：证券市场线的斜率是市场组合的风险溢价，资本市场线的斜率是市场组合的夏普比率。

（4）适用范围不同：证券市场线即适用于单个资产，又适合于投资组合，资本市场线只适用于有效投资组合。

4、 CAPM的应用

证券市场线可以用来判断一项资产的定价是否合理。如果一项资产的定价合理，那么其就应该在SML线上，如果一个资产的价格被高估，其应当位于SML线下方，如果一个资产的价格被低估，其应当位于SML线上方。对于价格被高估的资产我们应该卖出，价格被低估的资产我们应该买入。

四、资产配置与投资组合的构建

资产配置是投资组合管理过程中的重要环节之一，也是决定投资组合相对业绩的主要因数，最重要的作用是帮助投资者降低单一资产的非系统性风险，其目标是协调提高收益和降低风险的关系，这与投资者的特征和需求密切相关，短期投资者与长期投资者、个人投资者和机构投资者对资产配置会有不同的选择。

1、 资产配置

资产配置是根据投资者需求将投资资金在不同资产类别之间分配，是在投资者可承受的风险水平上构造能够提供最高预期收益的资金配置方案的过程，包括战略配置、战术配置以及影响资产配置的主要因素。

（1）战略配置：是为了满足投资者风险与收益目标所做的长期资产配比；是根据投资者的风险承受能力，对资产做出一种事前的、整体性的、最能满足投资者需求的规划和安排；是反映投资者的长期投资目标和策略，确定各主要大类资产的投资比例，建立最佳长期资产组合结构。

（2）战术配置：是一种根据对短期资本市场环境及经济条件的预测，积极、主动地对资产配置状态进行动态调整，从而增强投资组合价值的积极战略。战术配置更多地关注市场的短期波动，强调根据市场的变化，运用金融工具，通过择时调节各大类资产之间的分配比例，来管理短期的投资收益和风险。战术配置的周期一般在一年以内，如月度、季度。

（3）影响资产配置的因素

影响投资者风险承受能力和收益要求的因素是投资者的年龄、投资周期、资产负债状况、财务变动状况与趋势、财富净值和风险偏好等。

影响各类资产的风险、收益状况以及相关关系的资本市场环境因素包括国际经济形势、国内经济状况与发展动力、通货膨胀、利率变化、经济周期波动和监管等。

影响资产配置的因素还包括资产的流动性、投资期限和税收考虑等。

2、 股票投资组合构建

股票投资构建通常由自上而下、自下而上两种策略。自上而下策略可以通过研究和预测决定经济形势的几个核心变量，如消费者信心、商品价格、利率、通货膨胀、GDP等宏观形势、行业和板块特征来决定大类资产配置。自下而上策略是依赖个股筛选的投资策略，关注的是各家公司的表现，而非经济或市场整体趋势，因而自下而上策略并不重视行业配置。实际应用中，可采取两种策略相结合的方式。无论哪种方式都受到投资合同、投资政策、管理能力等方面的约束。

3、 债券投资组合构建

债券投资主要分析指标有到期收益率、利率期限结构、久期、凸性等。自上而下的债券配置从宏观上把握债券投资的总体风险开始，分析包括市场风险和信用风险，进而决定在不同的信用等级、行业类别上的配置比例，通过大类资产配置、类属资产配置和个券选择三个层次自上而下地决策，最终实现投资目标。

以上介绍了均值方差模型、资本配置模型和资本资产定价模型，以及上述理论在构建投资组合中的实际应用。

o

㈣ 如何构建投资组合，如何建立投资组合

关于证券投资，很多人都有一个基本的风险意识，那就是“不能将鸡蛋放在一个篮子里”。简单的说，就是持仓必须要适当的分散化，以此来抵御不可预测的系统风险和非系统风险。

既然意识到了分散投资的必要性，那就要面临如何构建投资组合这一现实问题。虽然不同风格的投资者有不同的经验和偏好，但是在我看来，“安全”应该是任何一个优秀投资组合的首要特征。

构建投资组合的基本原则

1、组合内部具备稳定的现金流收入(安全边际)

2、保住本金，永远只用利润去冒险(风险控制)

3、“本金低风险+利润高风险”，回避中等风险(标的选择)

如何构建投资组合?

(1)定投指数基金，目标10%;

(2)找一家你信得过的资产管理机构，同样不要预期太高，扣除各种费用和提成后，大部分专业投资机构能给你带来的平均回报水平，也就是略高于指数的回报率;而且要从几万家资产管理机构中挑选出优胜者，难度不小于选择股票;

(3)自己建立一个投资组合，长期收益率目标是15%，需要申明下，这是个很高的目标了，除了要具备正确的投资理念，付出很艰苦的努力外，还需要一点点运气。