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基于深度强化学习的可靠性双目标投资组合优化

文章摘要

本文提出一种基于深度强化学习的多目标可靠性投资组合优化框架(MORP-DRL),联合优化预期收益和下行风险,使用方差、CVaR和EVaR三种风险度量,结合GARCH、极值理论和t-copula建模,在考虑交易成本等约束下,采用PPO策略,在十个全球股指上展现优于NSGA-II的性能。

来源arXiv Machine Learning作者: Sounaq Das, Tanmay Sen, Raghu Nandan Sengupta, Aditya Gupta
基于深度强化学习的可靠性双目标投资组合优化
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投资组合优化在不确定性下是一个典型的多目标决策问题,需要在收益、风险、市场动态和实际投资约束之间进行权衡。传统的基于可靠性的投资组合优化方法多采用静态优化框架,例如均值-方差模型及其变体,这些方法通常假设市场环境稳定且投资者可以一次性做出最优决策,而忽略了市场变化和交易成本的影响。因此,它们难以捕捉序贯决策、尾部风险和交易成本等市场摩擦。为了解决这些局限性,研究者提出了MORP-DRL框架,将深度强化学习与可靠性投资组合优化相结合,实现动态调整资产配置。

MORP-DRL框架的核心是同时优化预期收益和下行风险,采用三种互补的风险度量:方差衡量整体波动,条件风险价值(CVaR)关注尾部损失,熵风险价值(EVaR)则提供了对极端风险的另一种视角。为了准确建模市场的不确定性和重尾行为,资产收益通过GARCH(1,1)模型捕捉波动聚类,利用极值理论刻画极端事件,并使用t-copula描述资产间的尾部依赖关系。这些模型通过准蒙特卡罗模拟生成大量现实的市场情景,为强化学习代理提供丰富的训练环境。

在策略学习方面,MORP-DRL采用近端策略优化(PPO)算法,这是一种稳定且高效的强化学习方法。代理在考虑交易成本、投资组合边界等实际约束下进行决策,通过反复试验学习最优的调仓策略。PPO通过限制策略更新的幅度,避免了训练不稳定问题,确保了收敛性。框架与经典的多目标进化算法NSGA-II进行了对比,以验证其优势。

实验选取了十个全球股票指数,涵盖COVID前、COVID期间和COVID后三个市场阶段,全面评估了方法的鲁棒性。结果表明,MORP-DRL不仅在风险调整收益方面与NSGA-II相当,而且在市场下跌期间显著降低了下行风险,展现出更好的防御能力。此外,随着资产数量的增加,MORP-DRL保持了良好的扩展性,适用于高维投资组合优化。这项研究为金融领域提供了新的工具,有望推动智能投资管理的发展。

展开要点与分析

文章情报

投资人进阶

要点

  • 提出MORP-DRL框架,结合深度强化学习和可靠性投资组合优化
  • 使用方差、CVaR和EVaR三种互补风险度量
  • 采用GARCH、极值理论和t-copula建模市场不确定性
  • 实验证明在COVID前后市场条件下有效降低下行风险

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