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基於深度強化學習的可靠性雙目標投資組合最佳化

文章摘要

本文提出一種基於深度強化學習的多目標可靠性投資組合最佳化框架(MORP-DRL),聯合最佳化預期收益和下行風險,使用方差、CVaR和EVaR三種風險度量,結合GARCH、極值理論和t-copula建模,在考慮交易成本等約束下,採用PPO策略,在十個全球股指上展現優於NSGA-II的效能。

來源arXiv Machine Learning作者: Sounaq Das, Tanmay Sen, Raghu Nandan Sengupta, Aditya Gupta
基於深度強化學習的可靠性雙目標投資組合最佳化
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投資組合最佳化在不確定性下是一個典型的多目標決策問題,需要在收益、風險、市場動態和實際投資約束之間進行權衡。傳統的基於可靠性的投資組合最佳化方法多采用靜態最佳化框架,例如均值-方差模型及其變體,這些方法通常假設市場環境穩定且投資者可以一次性做出最優決策,而忽略了市場變化和交易成本的影響。因此,它們難以捕捉序貫決策、尾部風險和交易成本等市場摩擦。為了解決這些侷限性,研究者提出了MORP-DRL框架,將深度強化學習與可靠性投資組合最佳化相結合,實現動態調整資產配置。

MORP-DRL框架的核心是同時最佳化預期收益和下行風險,採用三種互補的風險度量:方差衡量整體波動,條件風險價值(CVaR)關注尾部損失,熵風險價值(EVaR)則提供了對極端風險的另一種視角。為了準確建模市場的不確定性和重尾行為,資產收益透過GARCH(1,1)模型捕捉波動聚類,利用極值理論刻畫極端事件,並使用t-copula描述資產間的尾部依賴關係。這些模型透過準蒙特卡羅模擬生成大量現實的市場情景,為強化學習代理提供豐富的訓練環境。

在策略學習方面,MORP-DRL採用近端策略最佳化(PPO)演算法,這是一種穩定且高效的強化學習方法。代理在考慮交易成本、投資組合邊界等實際約束下進行決策,透過反覆試驗學習最優的調倉策略。PPO透過限制策略更新的幅度,避免了訓練不穩定問題,確保了收斂性。框架與經典的多目標進化演算法NSGA-II進行了對比,以驗證其優勢。

實驗選取了十個全球股票指數,涵蓋COVID前、COVID期間和COVID後三個市場階段,全面評估了方法的魯棒性。結果表明,MORP-DRL不僅在風險調整收益方面與NSGA-II相當,而且在市場下跌期間顯著降低了下行風險,展現出更好的防禦能力。此外,隨著資產數量的增加,MORP-DRL保持了良好的擴充套件性,適用於高維投資組合最佳化。這項研究為金融領域提供了新的工具,有望推動智慧投資管理的發展。

展開要點與分析

文章情報

投資人進階

要點

  • 提出MORP-DRL框架,結合深度強化學習和可靠性投資組合最佳化
  • 使用方差、CVaR和EVaR三種互補風險度量
  • 採用GARCH、極值理論和t-copula建模市場不確定性
  • 實驗證明在COVID前後市場條件下有效降低下行風險

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