27
enz¨ ugyi csomagok K¨onyvek, webes forr´ asok eh´ any csomag, p´ eld´ ak Egy kamatl´ abp´ elda enz¨ugyi matematika´ es R allJ´ozsef Debreceni Egyetem, K¨ozgazdas´ agtudom´ anyi Kar Altenburger Szimp´ ozium, 2009 all J´ ozsef Debreceni Egyetem, K¨ozgazdas´ agtudom´ anyi Kar enz¨ ugyi matematika ´ es R

P´enz¨ugyi matematika ´es R - actuary.hu · Portfolio Optimization with R/Rmetrics, Rmetrics eBooks 2009, Finance Online Publishing, Zurich Gall Jo´zsef Debreceni Egyetem, K¨ozgazdasagtudomanyi

  • Upload
    vankhue

  • View
    221

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Penzugyi matematika es R

Gall JozsefDebreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar

Altenburger Szimpozium, 2009

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Penzugyi csomagok

Konyvek, webes forrasok

Nehany csomag, peldakfPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Egy kamatlabpelda

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

’Elozmenyek’

Jeszenszky Peter: R eloadasok, MAT Oszi Iskola, 2009http://www.inf.unideb.hu/˜jeszy/R/index.html

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

R project

http://cran.at.r-project.org/CRAN Task Views

◮ Finance: Empirical Finance,

◮ Econometrics: Computational Econometrics,

◮ TimeSeries: Time Series Analysis,

◮ Multivariate: Multivariate Statistics,

◮ Distributions: Probability Distributions,

◮ Optimization: Optimization and Mathematical Programming.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Installalas

install.packages(”ctv”)library(”ctv”)install.views(”Finance”)update.views(”Finance”)

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

CRAN Task Views: Finance

◮ Finance (fOptions, fAsianOptions, fAssets, fBasics, fBonds,fExtremes, stb),

◮ Risk management (VaR, CreditMetrics),

◮ Standard regression models,

◮ Time series.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

CRAN Task Views: Finance, csomagok

actuar, ArDec, backtest, bayesGARCH, BLCOP, CADFtest, car,ccgarch, ChainLadder, copula, CreditMetrics, data.table, dlm, dse,dyn, dynamo, dynlm, evd, evdbayes, evir, extRemes, fame, fArma,fAsianOptions, fAssets, fBasics, fBonds, fCopulae, fEcofin,fExoticOptions, fExtremes, fgac, fGarch, fImport, financial,fMultivar, fNonlinear, fOptions, forecasting, fPortfolio, fracdiff,FracSim, fractal, fRegression, fTrading, fUnitRoots, fUtilities,ghyp, gogarch, fBrokers, ismev, its,lmtest, longmemo, MSBVAR,MSVAR, mvtnorm, opentick, PerformanceAnalytics, portfolio,portfolioSim, POT, QRMlib, quantmod, RBloomberg, Rcmdr,realized, RQuantLib, rwt, sandwich, sde, strucchange, tawny,termstrc, timeDate, timeSeries, timsac, tis, tradeCosts, TSdbi,tsDyn, tseries, tseriesChaos, tsfa, TTR, urca, uroot, VaR, vars,vrtest, wavelets, waveslim, wavethresh, xts, Zelig, zoo

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

RMetrics

◮ http://www.rmetrics.org/

◮ Time Series Econometrics, Hypothesis Testing, GARCHModelling and Volatility Forecasting, Extreme Value Theory &Copulae, Pricing of Derivatives, Portfolio Analysis, Design andOptimization.

◮ Diethelm Wurtz, Yohan Chalabi, William Chen, Andrew Ellis:Portfolio Optimization with R/Rmetrics, Rmetrics eBooks2009, Finance Online Publishing, Zurich

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Webes forrasok, I

Lei Jin: R Code and examples for David Ruppert ’s book:Statisticsand Finance: An Introduction,http://www.stat.tamu.edu/˜ljin/Finance/stat689-R.htmChapter 2: Probability and Statistical ModelsChapter 3: ReturnsChapter 4: Time SeriesChapter 5: Portfolio TheoryChapter 7: The Capital Asset Pricing ModelChapter 8: Option PricingChapter 9: Fixed Income SecuritiesChapter 10: ResamplingChapter 12: GARCH Models

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Webes forrasok, II

◮ Jeszenszky, P (Debreceni Egyetem): jegyzetek, peldak, linkek,stb, http://www.inf.unideb.hu/˜jeszy/R/index.html,

◮ Solymosi, N.: <-...erre, erre...! (Bevezetes az R-nyelv eskornyezet hasznalataba),http://cran.r-project.org/doc/contrib/Solymosi-Rjegyzet.pdf,

◮ Munnich, A, Nagy, A es Abari, K (Debreceni Egyetem):Tobbvaltozos statisztika pszichologus hallgatok szamarahttp://psycho.unideb.hu/statisztika/index2.html,

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Books on R by R Core Team members, I

◮ John M. Chambers (2008), Software for Data Analysis:Programming with R. Springer, New York,http://stat.stanford.edu/˜jmc4/Rbook/.

◮ Peter Dalgaard (2008), Introductory Statistics with R, 2ndedition. Springer, http://www.biostat.ku.dk/˜pd/ISwR.html.

◮ Robert Gentleman (2008), R Programming for Bioinformatics.Chapman & Hall/CRC, Boca Raton, FL,http://www.bioconductor.org/pub/RBioinf/.

◮ Stefano M. Iacus (2008), Simulation and Inference forStochastic Differential Equations: With R Examples. Springer,New York.

◮ Deepayan Sarkar (2007), Lattice: Multivariate DataVisualization with R. Springer, New York.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Books on R by R Core Team members, II

◮ W. John Braun and Duncan J. Murdoch (2007), A FirstCourse in Statistical Programming with R. CambridgeUniversity Press, Cambridge.

◮ P. Murrell (2005), R Graphics, Chapman & Hall/CRC,http://www.stat.auckland.ac.nz/˜paul/RGraphics/rgraphics.html.

◮ William N. Venables and Brian D. Ripley (2002), ModernApplied Statistics with S (4th edition). Springer,http://www.stats.ox.ac.uk/pub/MASS4/.

◮ Jose C. Pinheiro and Douglas M. Bates (2000), Mixed-EffectsModels in S and S-Plus. Springer.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

fPortfolio

◮ mean-variance (Markowitz) elmelet,

◮ mean–VaR/CVaR portfoliok,

◮ egyeb valtozatok, feltetelek.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: portfolio frontier 1

Frontier = portfolioFrontier(Data)frontierPlot(Frontier, ...)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

MV | s

olveR

quad

prog

Efficient Frontier

Target Risk[Cov]

Targe

t Retu

rn[me

an]

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: portfolio frontier 2

minvariancePoints(Frontier, ...)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

MV | s

olveR

quad

prog

Efficient Frontier

Target Risk[Cov]

Targe

t Retu

rn[me

an]

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: portfolio frontier 3

tangencyPoints(Frontier, ...)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

MV | s

olveR

quad

prog

Efficient Frontier

Target Risk[Cov]

Targe

t Retu

rn[me

an]

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: portfolio frontier 4

tangencyLines(Frontier, ...)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

MV | s

olveR

quad

prog

Efficient Frontier

Target Risk[Cov]

Targe

t Retu

rn[me

an]

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: portfolio frontier 5

singleAssetPoints(Frontier, ...)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

MV | s

olveR

quad

prog

Efficient Frontier

Target Risk[Cov]

Targe

t Retu

rn[me

an]

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: portfolio frontier 6

twoAssetsLines(Frontier, ...)

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

MV | s

olveR

quad

prog

Efficient Frontier

Target Risk[Cov]

Targe

t Retu

rn[me

an]

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Megjegyzes: parameterek

◮ setWeights(spec), setTargetReturn(spec),setTargetRisk(spec), setRiskFreeRate(spec),setNFrontierPoints(spec), setStatus(spec),

◮ setSolver(spec), setObjective(spec), setTrace(spec)setType(spec), setOptimize(spec), setEstimator(spec),setTailRisk(spec), setParams(spec), setAlpha(spec)

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

VaR

◮ VaR.norm (VaR-ban): Value at Risk, lognormalis kozelıtes,

◮ VaR.gpd (VaR-ban): Value at Risk, altalanosıtott Paretoeloszlas (likelihood illesztes),

◮ tovabba ValueAtRisk: fExtremes-ben, szinten VaR es CVaR,

◮ es egyeb eloszlasok, csomagok.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

fBonds

◮ TermStructure,

◮ NelsonSiegel,

◮ Svensson.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Opciok

◮ fOptions: binaris fak, Black-Scholes, Gorogok.

◮ fAsianOptions, fExoticOptions: utfuggo opciok (barrier,binary, lookback, multiple asset, currency/translated,

◮ fAsianOptions: segedfv-ek.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: Binomialis (CRR) modell, library(fOptions)

CRRTree=BinomialTreeOption(TypeFlag = ”pa”,... )BinomialTreePlot(CRRTree, ... )

1 2 3 4 5

−6−4

−20

24

6

n

Optio

n Valu

e

6.33

11.26

2.14

19.11

4.64

0

27.25

10.06

0

0

34.57

19.11

0

0

0

Option Tree

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

fPortfolioVaR, +fBondsfOptions

Pelda: CRR konvergencia (Eu put)

0 10 20 30 40

5.65.8

6.06.2

6.46.6

Index

Optio

n Valu

e

Convergence

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

Egy kamatlabpelda:

◮ diszkret ideju veletlen mezos forward kamatlabmodell,

◮ egyuttes ML becslesek R-ben,

◮ nem i.i.d. (fae) megfigyelesek, nincs explicit alak a becslesre,

◮ R: optim fv, klasszikus numerikus ML becsles.

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R

Penzugyi csomagokKonyvek, webes forrasokNehany csomag, peldak

Egy kamatlabpelda

optim

◮ NelderMead, quasi-Newton and conjugate-gradient algorithms,

◮ ”BFGS” modszer: quasi-Newton (Broyden, Fletcher, Goldfarband Shanno, ’70).

◮ ”CG” modszer: conjugate gradients (Fletcher and Reeves,’64),

◮ ”L-BFGS-B”: Byrd et. al., ’95), box constraints,

◮ ”SANN”: variant of simulated annealing given in Belisle(1992), non-differentiable functions,

Gall Jozsef Debreceni Egyetem, Kozgazdasagtudomanyi Kar Penzugyi matematika es R