A Geometric Approach To Asset Allocation With Investor Views
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摘要
本报告提出了一种基于广义Wasserstein重心(GWB)的几何方法,将投资者观点与统计资产收益分布结合,构建资产配置,允许灵活调整投资者对观点的置信度,实现先验与观点分布的平滑插值,超越传统Black-Litterman模型。通过理论证明及模拟和实证回测,方法在正确观点下显著提升策略表现,且在观点不确定或错误时合理调整风险,展现出更优的风险收益特性和用户信心奖励机制 [page::0][page::2][page::4][page::7][page::12][page::15][page::19][page::23][page::24]
速读内容
- 研报围绕Black-Litterman(BL)模型及其变体,指出传统BL模型无法有效表达投资者对观点的主观置信度,因而提出基于广义Wasserstein重心(GWB)的几何方法提供此灵活度 [page::2][page::3][page::6][page::7].
- 图示投资者置信度不同(0%至100%)时,传统BL模型更新的后验分布难以完全匹配投资者观点分布,GWB模型通过参数λ可实现平滑插值与匹配,提高调节能力和直观性:

- GWB方法将投资者观点的更新问题转化为两个高斯分布间的广义Wasserstein重心最优化问题,该目标函数结合先验分布与观点分布的$L2$ Wasserstein距离,并引入调节置信度的乘子λ,得到闭式更新解 [page::8][page::9][page::10][page::12].
- 主定理提供最优更新:
- 更新期望$\vec{m}\star = W(\vec{\mu}P + \lambda \mathcal{P}^T \vec{\nu}v)$,其中$W = (I + \lambda \mathcal{P}^T \mathcal{P})^{-1}$。
- 协方差更新$\mathcal{C}\star = (W + \mathcal{B})\mathcal{C}P(W + \mathcal{B})$,其中$\mathcal{B}$由先验和观点协方差矩阵的几何平均确定。
- GWB模型与BL原版和变体对应:
- GWB-I对应观点关于预期收益,GWB-II对应观点关于资产收益本身。
- GWB模型突破BL不能以正确参数匹配观点分布的限制,GWB-II更新后的均值与协方差均与观点分布匹配 [page::12][page::13].
- 投资组合构建基于经典均值-方差优化模型(MVO),并分别应用BL-I、BL-II、GWB-I、GWB-II四种方法估计的期望收益与协方差 [page::14].
- 测试方法分为两阶段:
- 第一阶段采用模拟多资产高斯路径数据,设置正确、模糊、错误三类观点,观察策略表现。
- 第二阶段采用真实市场数据,通过构建多资产路径(从标普500随机选股)进行walk-forward回测 [page::15][page::22].
- 模拟测试结果表明:在“正确观点+高置信度”条件下,GWB方法显著优于传统BL模型和基准,且策略在置信度调节下表现合理,能奖励正确观点并惩罚错误观点:

- 实盘历史数据测试同样显示GWB-II高置信度版本表现最佳,均值、风险调整收益均优于BL及GWB-I [page::23]:

- 结论强调GWB几何方法为资产配置引入了一种新的灵活置信度参数,满足投资者不同信心需求,理论和实证支持其在投资决策中优越性,并推广至多中心观点融合及非高斯分布展望 [page::24].
深度阅读
金融研究报告详尽分析报告
报告标题: A Geometric Approach To Asset Allocation With Investor Views
作者: Alexandre V. Antonov 等多位学者
发布机构与联系单位: ADIA(阿布扎比投资局)策略与规划部门、ADIA实验室、卡里法大学、MIT、康奈尔大学和劳伦斯伯克利国家实验室
时间: 未明确具体发布日期(论文内引用至2023年及更早的文献,推断为近期研究)
主题: 投资者观点融入资产配置的几何方法探索,及其与经典Black-Litterman模型的对比分析。
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1. 元数据与总览(引言与报告概览)
本论文提出了一种基于几何视角的新型资产配置框架,核心在于利用广义Wasserstein重心(Generalized Wasserstein Barycenter, 简称GWB)来结合资产的统计信息与投资者个性化观点,进而更新资产的收益率漂移率和协方差矩阵,最终在均值-方差优化器中应用此更新后的参数进行资产配置。
与传统的基于贝叶斯统计的Black-Litterman(BL)模型相比,本文提出的GWB方法赋予投资者以更灵活的信心水平调节能力,且能够更好地奖励投资者根据正确的投资判断做出信心水平调整。论文不仅提供理论推导,也基于模拟与实证数据对该方法性能进行了严格对比。[page::0,1]
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2. 逐节深度解读
2.1 引言与提出问题
- 经典BL模型基于贝叶斯框架,通过“先验收益率漂移”和投资者视角中的“观点”结合,形成“后验期望收益率”,继而进行资产配权计算。
- 报告指出传统BL模型存在的核心缺陷:投资者的“主观信心”(对观点的信任程度)和视角的“精度”或“置信区间”本质上是独立的维度,传统模型只能体现精度却无法合理体现主观信心。
- 举例说明,比如即使某观点估计精度很高,若投资者发现其生成方法存在“后视偏差”或数据污染,也会对该观点没信心,旧模型无法表达该主观信心差异。
- 因此,文章提出需要一种能够将投资者主观信心独立引入视角融入过程的替代方法,并指出基于几何的GWB方法可以实现这一需求。
- 文中用图1的二维高斯分布形象地演示,在不同的信心水平从0%到100%时,期望后验分布沿着先验与观点分布之间的平滑插值变化,而现有BL模型由于参数机制局限,无法实现这类灵活调节。[page::2-4]
2.2 Black-Litterman模型回顾
- BL Model-I(经典版本):投资者的观点在资产收益率的“漂移”(期望)上给出,且当中漂移估计本身包含不确定性(协方差$\mathcal{C}d$)。
- 假设资产收益率服从高斯分布,估计的期望漂移同样服从高斯分布,其估计协方差与潜在协方差存在关系:$\mathcal{C}R = \hat{\mathcal{C}}R + \mathcal{C}d$。
- 视角以线性组合形式表示(视角矩阵$\mathcal{P}$和对应漂移$\vec{\nu}v$及其协方差矩阵)。
- 使用贝叶斯更新机制计算出后验漂移均值和协方差,作为资产配置的输入参数。
- 该模型依赖调节参数$\tau$(通常与样本大小或估计置信度有关),但$\tau$不能反映投资者主观信心,只反映漂移估计精度。
- BL Model-II(Meucci变体):投资者的视角直接表达在资产收益率本身上,而非期望漂移。这样避免了BL-I中漂移不确定性的多余复杂,视角更新中不涉及参数$\tau$。
- 文中通过单资产单视角的思想实验(Gedankenexperiment)对比两种模型,清晰展示两者都缺乏对投资者主观信心的调节能力。
- BL-I模型中无法通过合理调整$\tau$使后验分布完全匹配视角分布(主观信心100%),
- BL-II没有任何调节参数,无法调整信心强弱。
- 结论:传统BL模型仅涉及视角精度调整而非信心层面,需另辟蹊径。[page::2-8]
2.3 几何方法引入(GWB)
- 提出采用Wasserstein距离(来自最优传输理论)作为衡量先验分布与更新分布以及视角分布“距离”的指标,构建优化问题:
- 在保证更新分布与视角分布距离有限约束的同时,使其与先验距离最小。
- 通过引入拉格朗日乘子$\lambda$控制权衡,即信心参数。
- Wasserstein距离适用概率分布空间的度量,天然具备对分布进行连续插值的几何直觉;
- 本文专注于$L2$ Wasserstein距离的广义重心(GWB)问题,是McCann的轨迹(geodesic)推广;
- 利用GWB视角可实现在先验与视角分布之间连续平滑过渡,直接对应投资者主观信心水平的调节需求。[page::8-10]
2.4 GWB在高斯分布下的解析解
- 假设先验分布$N(\muP, \mathcal{C}P)$和视角分布$N(\nuv, \mathcal{C}v)$均为高斯,且视角以线性映射$\mathcal{P}$定义。
- 通过核算几何距离(Wasserstein距离)和线性映射,得出更新分布$fU = N(mU, \mathcal{C}U)$。
- 当视角矩阵$\mathcal{P}$可能存在退化(秩亏或多重重复行)时,推导中采用伪逆和伪行列式保证定义完备性。
- 关键公式为GWB优化目标函数$\mathcal{L}{GWB}$以Wasserstein距离的形式显式定义(等式4.5)。[page::10-11]
2.5 主要结果:更新均值和协方差的显式表达(Theorem 5.1)
- 投资组合漂移更新:
$$\overrightarrow{m\star} = W(\overrightarrow{\mu}P + \lambda \mathcal{P}^T \overrightarrow{\nu}v),\quad W = (\mathbb{I}{Na} + \lambda \mathcal{P}^T \mathcal{P})^{-1}$$
- 协方差更新为:
$$\mathcal{C}U = (W + \mathcal{B}) \mathcal{C}_P (W + \mathcal{B})$$
其中,矩阵$\mathcal{B}$由视角协方差、先验协方差和信心参数$\lambda$按式(5.3)计算,属于广义McCann插值的核⼼部分。
- 该表达优雅地将信心参数$\lambda$整合进滤波器中,信心强($\lambda\to\infty$)时,更新分布趋近视角分布;信心弱时趋近先验。
- 当$\mathcal{P}=I$且对角化时,更新协方差为两协方差加权平均的平方根型表达,简洁且具直观意义。
- 论文详细证明了$\lambda$形成功能类似投资者信心权重,填补BL模型在这方面的不足。
- 该方法提供两种对应BL模型变体的几何模型:
- GWBModel-I(视角在期望漂移),
- GWBModel-II(视角在资产收益率),
信心参数在两者中均生效且均支持完全匹配视角分布(完全信心时),这点是BL模型难以实现的。
- 该结果还指出了GWBModel-I中协方差不完全取决于视角协方差的“反常”,符合Meucci早期的观察。[page::12-13]
2.6 实际资金配置中的融入(第6章)
- 设定简单均值方差优化框架(MVO),目标是最大化投资组合预期超额收益与方差的trade-off,带有非负权重与权重和为1的约束。
- 将几种估计方法得到的均值和协方差作为输入求解最优权重。
- 评估四种方法:
- BL Model-I
- BL Model-II
- GWBModel-I
- GWBModel-II
- 采用CVXPY凸优化框架解决问题。[page::14-15]
2.7 测试与评估方法(第7章)
2.7.1 第1阶段:模拟数据测试
- 利用多条模拟高斯分布路径构造控制视角真实性(正确、模糊、错误)和配置策略性能的测试场景。
- 详细生成机制:
- 正确视角:期望与未来收益高相关,带适度模糊;
- 模糊视角:期望均值为零,与未来无相关性;
- 错误视角:期望与未来收益负相关,也带模糊;
- 对模型性能指标采用Sharpe比率差异$\Delta \mathcal{S}$进行统计检验,检验显著性采用t检验统计量。
- 关注不同信心水平$t=\frac{\lambda}{1+\lambda}$下的表现,特别选取高信心95%,低信心5%两档测试。
- 结果显示(第7.2节):
- 在正确视角下,GWB方法显著优于BL模型及均等权重基准,高信心GWB尤其优秀。
- 在模糊视角下,各方法表现无显著差异,合理无过度拟合。
- 在错误视角下,高置信度下GWB方法受到更重惩罚,低置信度下惩罚轻或无惩罚,体现良好风险控制。
- 表3、4和图3对比展示了各方法Sharpe分布和显著性检验结果。[page::15-20]
2.7.2 第2阶段:真实市场数据测试
- 从标普500约350余只股票中随机取50只构建投资组合,持有15年历史数据。
- 采用历史窗口估计协方差,以均等权重构建benchmark,投资视角基于最低波动率策略的权重生成。
- 采用步进滚动回测,季度再平衡,生成多条路径实现类似多样本实验设计,减少过拟合风险。
- 结果显示(第7.4节):
- GWB方法在高置信度参数下Sharpe表现明显优于BL模型和基准权重。
- GWB Model-II表现尤为稳健,低置信度下GWB Model-I略劣于其他方法。
- 图表4反映收益率分布,统计意义结果亦显著支持几何方法。
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3. 图表与数据深度解读
图1 (页4)
- 展示二维资产收益率空间下,先验与视角高斯分布的等高线图,以及在不同信心水平(0%、33%、50%、67%、100%)下理想更新后验分布的变化。
- 图示直观说明随着信心变化,后验分布在先验和视角之间连续平滑迁移,符合投资者需求。
- 强调传统BL模型无法实现此类灵活插值,揭示盲区。
图2 (页9)
- 形象地用三维曲面表示先验与视角分布空间的“地形”,及更新分布在相应空间的位置及其与视角子空间的投影(推前)关系。
- 说明了分布空间的度量和映射意义和GWB方法的几何直觉,强调Push-forward映射下的分布变化。
图3 (页19)
- 显示模拟测试期,不同方法(基准、BL-I、BL-II、GWB-I高低、GWB-II高低)Sharpe比率分布。
- GWB方法呈现明显向右(更优)集中趋势,特别是在高置信水平下,支持GWB优势。
- BL-II方法在低信心下表现超越GWB-I,说明不同方法在不同情景适应能力差异。
图4 (页23)
- 真实市场数据上的Sharpe比率直方图对比,保持类似趋势:
- GWB尤其是模型II在高置信度下表现最为出色。
- GWB-I在低置信度表现较弱。
- 综合统计结果(表格4)支持了上述结论。
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4. 估值与模型推导分析
- 本文非传统意义上的估值报告,故无直接目标价等估值区间。
- 重点在于收益率漂移与协方差矩阵的更新方法,作为资产配置优化器的输入参数。
- 通过引入广义Wasserstein距离的几何优化模型重新定义更新规则,替代经典BL中的贝叶斯推断。
- 提出的更新模进中,投资者的主观信心参数$\lambda$作用类似权衡拉格朗日乘子的机制,具有从先验到视角的平滑插值属性。
- 证明使用矩阵分析和最优传输理论中Bures-Wasserstein几何性质,给出了协方差更新的封闭形式解。
- 论文附录给出详细数学证明,涵盖Lyapunov方程特殊解、矩阵伪逆和广义正定证明,确保模型严密数学结构。
- 同时针对视角矩阵可能退化的情况,运用伪逆与伪行列式技术保证模型适用性。
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5. 风险因素与局限性
- 视角质量依赖投资者判断,主观信心参数的设定需谨慎。
- 模型假设资产收益为高斯分布,现实市场可能存在偏度、峰度效应,可能影响分布匹配的准确性。
- 模型更新计算涉及矩阵开方运算及伪逆,计算复杂度较传统BL模型更高,实际应用需权衡计算资源。
- 虽理论支持信心灵活调节,但实际信心度的量化和动态估计仍是难点,未来研究可以兼顾动态调节机制。
- 数据生成与回测设计均尽量控制变量,但真实市场非正态、多因素驱动和结构变化可能影响模型表现,需进一步实证验证。
- 视角矩阵$\mathcal{P}$设置与多重视角合并尚无封闭解析解,涉及多中心GWB问题,计算上仍有挑战。
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6. 审慎视角与细微差别
- 报告中明确区分投资者视角“精度”与“主观信心”,提出新颖且极具实操价值的分离视角,补足了传统BL模型缺陷。
- 几何方法为视角分布与先验分布之间提供了清晰且可控的“路径”,理论优雅又具备强大直觉支持。
- 数学推导严谨详实,附录完备,容易追踪重现。
- 视角表达上区分GWBModel-I和GWBModel-II,与BL的两个版本对应,说明作者充分考虑了多种实践中面临的情况。
- 通过模拟和真实数据回测,实证结果展示可靠,可视为新范式资产配置的有力补充。
- 仍需提醒读者注意现实市场中的非理想情况,如分布的非高斯性、视角信心难以量化等,报告并未过度承诺模型万能。
- 部分表达如模型中$\mathcal{B}$的构造较为复杂,传导至实际界面时需做好数值算法实现与稳定性分析。
- 视角权重过高时,GWBModel-I协方差更新呈现非典型行为,是Meucci模型早期观察的“反常”现象,提醒此模型使用时保持警觉。
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7. 结论性综合
本文创新性引入了基于最优传输理论中广义Wasserstein重心的资产配置更新框架,为投资组合构建引入一种可以精准表达且灵活调节投资者主观信心的视角融合机制。与传统的Black-Litterman模型相比,几何方法拥有以下显著优势:
- 信心参数独立于视角精度,解决了传统BL模型中将两者混淆的局限;
- 信心参数$\lambda$控制后验分布在先验与视角之间的平滑插值,满足投资者对信心强弱的需求;
- 提供了高维线性组合视角(矩阵$\mathcal{P}$)下Gaussian视角融合的显式闭式公式;
- 视角退化(包括模型不确定性)情况下,利用伪逆与伪行列式理论保证理论完备;
- 实证上,无论是模拟数据中的正确/模糊/错误视角,还是真实市场数据回测,GWB方法均表现出更优的收益—风险调整表现,且在高置信度下奖励正确视角,惩罚错误视角,极具实际意义;
- GWBModel-II表现尤为稳健,常领先其他方法,建议在实际应用中优先考虑;
- 提出未来扩展方向,如多重视角对应多中心GWB问题和非高斯分布置换,为投资组合构建领域开拓新路径;
- 附录数学证明详尽,确保理论严密性及可操作性。
综合来看,本研究代表了资产配置理论与实践中的重要进步,实现了投资者个性化信心表达在量化投资流程的创新融合。该方法在风险管理和投资组合优化中展现出明显优势,预期可广泛应用于机构投资资金配置、智能投顾和风险预算等领域。未来结合动态信心调节和非高斯分布模型,有望进一步优化模型性能及其适应性。
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参考文献核心出处
报告引用了大量BL模型经典文献(Black & Litterman 1991、Meucci 2008 等),以及最优传输与Wasserstein距离的数学经典著作,确保理论基础扎实。实证部分结合了现代凸优化工具CVXPY及金融机器学习领域经典文献(Lopez de Prado 2018),显示研究具有前沿技术融合度。
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总体评价
本篇报告在理论创新、数学建模、实证检验和实际意义层面均具有高度价值,详实展示了基于最优传输理论的几何资产配置框架如何弥补传统模型的不足,为未来资产配置领域提供强有力的新工具。其对投资者“信心”概念的精细刻画尤其难能可贵,足以引起金融学术界及投资实务界的广泛关注。