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Black-Litterman 模型研究系列之一

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摘要

本报告系统阐述了Black-Litterman(BL)模型的基本原理及其在资产配置中的应用。BL模型结合了资本资产定价模型(CAPM)、贝叶斯定理与均值-方差框架,通过数学推导清晰展示了先验均衡收益与投资者主观观点的融合过程,明确了后验收益均值与协方差的计算方法及其对资产权重优化的影响。报告强调了后验协方差矩阵计算的两种方法及其对资产权重调整范围的影响,为模型合理应用提供理论支持和风险提示 [page::0][page::2][page::3][page::6][page::7][page::8]。

速读内容


BL模型核心优势与应用背景 [page::0][page::2]

  • BL模型以市场均衡组合为起点,结果稳定且配置合理,较传统均值-方差模型更符合投资者直觉。

- 投资者可灵活表达局部主观观点及信心水平,适用于跨资产类别或单一资产内部的组合构建。

BL模型的数学结构与参数定义 [page::2]

  • 后验收益率均值公式:

$$
\mu_{p}=[(\tau\Sigma)^{-1}+P^{T}\Omega^{-1}P]^{-1}[(\tau\Sigma)^{-1}\Pi+P^{T}\Omega^{-1}Q]
$$
  • 关键参数含义包括市场均衡超额收益Π,协方差矩阵Σ,主观观点矩阵P及其置信矩阵Ω,调节参数τ等。

- 通过逆向优化计算市场均衡收益率Π,风险厌恶系数δ与资产收益市值权重相关。

贝叶斯定理在BL模型中的运用与流程 [page::4][page::5][page::6]

  • 先验收益率均值μ服从正态分布,表达市场均衡信息。

- 投资者主观观点转化为矩阵P和预期收益向量Q,结合贝叶斯定理修正先验分布,得到后验分布。
  • 详细推导后验收益均值与协方差矩阵,体现融合收益与观点的概率框架。


后验协方差矩阵计算及投资组合权重影响 [page::7][page::8]

  • 两种后验收益协方差计法:

- 1)后验收益协方差等于后验均值方差与原协方差之和(推荐方案)。
- 2)后验协方差等于原协方差(特例,不建议使用)。
  • 在无约束条件下,资产权重通过正向均值-方差优化求解,体现后验收益的调整。

- 即使无主观观点,存在参数τ时资产权重仍不同于均衡权重,说明投资者资金布局可能包含部分无风险资产。
  • 常见误读:“无约束时只调整主观观点资产权重”仅在特例τ=0和第二种协方差计算方案成立。


研究结论与风险提示 [page::0][page::8]

  • BL模型稳定且灵活,能合理融合主观观点,改善传统均值-方差模型敏感性问题。

- 模型基于历史数据特征,历史规律变动时模型适用性受限,投资者需注意风险。

深度阅读

《Black-Litterman 模型研究系列之一》报告详尽分析



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1. 元数据与报告概览


  • 标题:《Black-Litterman 模型研究系列之一》

- 作者及分析师
- 张立宁(邮箱:zhangln@hx168.com.cn,SAC NO: S1120520070006)
- 杨国平(邮箱:yanggp@hx168.com.cn,SAC NO: S1120520070002)
  • 发布机构:华西证券研究所

- 发布时间:2023年8月12日
  • 研究主题:详尽介绍Black-Litterman模型(简称BL模型),阐释其基本原理和内部细节,特别针对资产配置中如何结合先验收益与投资者主观观点,重点解析贝叶斯定理的应用过程。

- 评级:报告为理论研究报告,未针对具体公司或行业给出买卖评级。
  • 核心信息

- BL模型基于资本资产定价模型(CAPM)、贝叶斯理论和均值-方差理论。
- 以市场均衡组合为起点,配置结果稳定且接近直观认知。
- 允许投资者灵活表达主观观点,同时支持对部分资产偏好和观点置信度设定。
- 纠正了关于“BL模型只改变主观观点涉及资产权重,其他不变”的常见误读,强调该结论依赖于后验协方差的计算方法。
- 风险警示指出,报告基于历史统计规律,若历史规律发生变化,模型可能失效[page::0][page::8].

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2. 逐节深度解读



2.1 1.BL 模型介绍


  • 关键论点

- BL模型由Black和Litterman于1990年提出,广泛应用于多资产类别及单一资产类内的组合构造。
- 传统均值-方差模型容易出现配置聚集且对预期收益高度敏感,且配置结果可能悖合直觉。
- BL模型从市场均衡组合及对应均衡收益率入手,结合投资者主观观点修正预期收益,解决了传统模型的灵敏度和集中持仓问题。
- BL模型提供了灵活的观点表达方式,支持只针对部分资产提出观点,亦可指定该观点的信心水平。
  • 支撑逻辑

- 补充指出均值-方差模型必须给出全部资产的收益率预测,且小的输入误差可能导致权重剧变。
- BL模型允许投资者使用或不使用预测,默认权重为市场均衡权重,增强结果合理性和稳定性。
  • 关键数据与公式

- 式(1)为BL模型后验收益率计算:

$$\mu{p}=[(\tau\Sigma)^{-1}+P^{T}\Omega^{-1}P]^{-1}[(\tau\Sigma)^{-1}\Pi+P^{T}\Omega^{-1}Q]$$

其中:
- $\mu
p$:后验收益率向量(融合了先验与主观观点的收益率均值)。
- $\tau$:调整先验收益不确定性的标量,越小主观观点权重越低。
- $\Pi$:市场均衡超额收益,即无风险利率以上的预期收益。
- $\Sigma$:资产收益协方差矩阵。
- $P$:观点矩阵,表示观点涉及资产与权重。
- $\Omega$:观点置信度矩阵,通常对角阵。
- $Q$:投资者对观点资产组合的预期收益。
  • 意义

- 该公式系统性呈现了如何结合先验与主观观点,得到最终的收益率均值,为资产配置提供输入,也是BL模型核心[page::2].

2.2 2.起点:CAPM市场均衡组合


  • 关键论点

- BL模型以CAPM市场均衡组合为先验收益率的基础。
- 假设资产收益率 $R\sim N(\mu,\Sigma)$,且均值$\mu$本身为随机变量,期望即为市场均衡收益率$\Pi$。
- 市场均衡组合以市值加权,是所有投资者的均衡持仓,效果上,BL模型基于此组合进行绘制。
  • 支撑逻辑

- 以效用函数形式表征均衡组合最大化投资效用:

$$
U = \mathbf{w}^T \Pi - \frac{\delta}{2} \mathbf{w}^T \Sigma \mathbf{w}
$$

其中,$\delta$为风险厌恶系数。
- 通过反向优化(已知均衡权重求均衡收益率)得到:

$$
\Pi = \delta \Sigma w{eq}
$$
  • 关键数据

- 介绍 $\delta$ 的计算方法:

$$
\delta = \frac{E(r
m) - rf}{\sigmam^2}
$$

其中$E(rm)$为市场预期收益率,$rf$无风险利率,$\sigmam^2$为市场收益率方差。
  • 意义

- 明确了BL模型中先验收益率的计算依据即CAPM均衡组合,凸显模型“从市场均衡出发”的特点。
- 采用历史数据估计协方差$\Sigma$,风险厌恶系数由市场参数确定,降低主观参数的随意性和波动性[page::3][page::4].

2.3 3.主观与先验的融合:贝叶斯定理应用


  • 3.1贝叶斯定理概述

- 简要介绍贝叶斯定理基本公式:

$$
P(A|B) = \frac{P(B|A) P(A)}{P(B)}
$$

- 目标是将已有资产收益的先验分布(投资组合收益的均值和协方差)与投资者的主观观点组合起来形成更精准的后验分布。
  • 3.2投资者主观观点表述

- 观点通过$P$矩阵表示参与资产的权重,$Q$为观点对应的预期收益,$\Omega$表征观点的置信度(对角矩阵表示观点间无关)。
- 形成约束关系:

$$
P \mu = Q + \varepsilon, \quad \varepsilon \sim N(0, \Omega)
$$
  • 3.3后验分布计算推导

- 详细推导了如何利用先验收益分布 $N(\Pi, \tau \Sigma)$ 与观点增量信息 $N(Q, \Omega)$ 应用贝叶斯公式,得到后验收益分布:

$$
\mu|P\mu \sim N(\mu
p, \Sigmap)
$$

其中

$$
\mu
p = [(\tau \Sigma)^{-1} + P^T \Omega^{-1} P]^{-1} [(\tau \Sigma)^{-1} \Pi + P^T \Omega^{-1} Q]
$$

$$
\Sigmap = [(\tau \Sigma)^{-1} + P^T \Omega^{-1} P]^{-1}
$$
  • 3.4后验协方差计算争议

- 提出两种后验协方差计算方法:
- 方法一(推荐):后验收益率协方差为 $\Sigma
p^ = \Sigmap + \Sigma$,即均值$\mu$随机性和原收益波动性叠加。
- 方法二:假设均值$\mu$确定,协方差仅为$\Sigma$。
- 解释实际情况下主观观点不完美时,第一种方法更准确;第二种方法是第一种极端情形。
- 该选择影响资产权重估计,关键是是否考虑了收益均值本身的不确定性[page::4–7].

2.4 4.模型的结论:资产权重


  • 核心内容

- 利用后验收益率均值$\mu
p$及后验协方差矩阵$\Sigmap^$作为输入,应用均值-方差优化得到最终资产权重:

$$
w = (\delta \Sigma
p^)^{-1} \mup
$$

- 当存在约束条件时,则需借助数值优化工具求解,权重结果更复杂,且可能偏离均衡权重较大,解释难度增加。
  • 误读澄清

- 广泛流传BL模型无约束时,仅调整包含观点资产权重,其他不变的结论,只在后验协方差$\Sigma
p^
=\Sigma$(方法二)时成立。
- 实际使用方法一时,即使无约束且无观点,资产权重也会因$\tau \neq 0$而偏离均衡权重。
- $\tau$控制主观观点比例,且较大$\tau$体现更高先验置信度;资产总比例小于100%,多余部分对应投资无风险资产。
  • 具体公式复现(无观点时):


$$
\mup = \Pi, \quad \Sigmap^* = (1+\tau) \Sigma
$$

资产权重与直接均衡权重存在比例差异。
  • 重要意义

- 澄清了模型实际行为,提醒用户理解协方差选择对权重影响,是BL模型应用中的关键细节和潜在误区[page::8].

2.5 5.风险提示


  • 量化模型结论基于历史规律,一旦市场环境、相关规律发生变化,模型及结论可能失效。

- 投资者应警惕模型依赖统计假设带来的系统性风险[page::0][page::8].

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3. 图表深度解读



报告文本中未直接包含图片或表格,但大量公式清晰展现了BL模型核心步骤及其重要的矩阵运算逻辑,有助于理解。
  • 式(1) 解析BL后验收益率计算,是理解BL核心结果的关键公式。

- 效用函数与逆向优化式(2-5):表达了从风险厌恶和市场协方差中逆求均衡收益的数学逻辑。
  • 贝叶斯推导展开(式(6)到式(16)):详细数学推导贝叶斯理论如何结合先验和主观观点,得到后验均值与后验协方差矩阵。

- 后验协方差两个计算版本的阐释,深入影响模型实际权重分配。
  • 最终权重计算公式,清楚呈现如何基于后验收益和风险进行组合构建。


本报告通过结构化数学表达替代图表辅助理解,使技术细节更具说服力和可操作性。

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4. 估值分析



本报告为理论研究类报告,未涉及具体公司估值或金融资产目标价的定量分析,仅围绕Black-Litterman模型本身的数学结构、理论原理及应用方法进行介绍,无传统意义上的估值部分。

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5. 风险因素评估


  • 主要风险集中于模型依赖的历史统计规律的稳定性。

- 如果市场行为发生根本性改变(例如非正态性显著增强,资产协方差结构变化,投资者预期大幅修正等),模型假设将被破坏,导致结果失真或无效。
  • 报告未深入列举具体缓解措施,侧重模型适用范围及合理使用警示。

- 投资者应对BL模型的使用具备风险意识,避免盲目依赖单一模型[page::0][page::8].

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6. 批判性视角与细微差别


  • 模型假设依赖

- BL模型基于资产收益率服从多元正态分布,且均值$\mu$本身亦服从正态分布的假设,现实市场中资产回报可能偏离这一分布,特别是尾部风险事件难以捕捉。
  • 协方差矩阵选择争议

- 报告明确提出后验协方差计算有二,强调第一种更为精确,但实际应用中决定由用户主观判断,可能带来结果差异,不适合盲目机械使用。
  • 对主观观点的灵活表达虽是优点,但带来的复杂性和主观性不可忽视

- 观点置信度参数$\Omega$的准确设置存在难度,错误估计可能导致结果偏离有效配置。
  • 关键参数$\tau$的选择

- 报告提及$\tau$接近0,但其真值难以准确确定,不当选择会影响观点权重与组合风险配置。
  • 报告中未着重讨论历史协方差矩阵估计误差与稳定性问题,这在资产配置中亦极为重要。

- 与均值-方差模型对比强调合理融合主观观点,但对于BL模型的计算复杂性和实施门槛的探讨略显不足
  • 核心性质“只调整观点相关资产权重”的误读澄清体现报告的专业严谨,但模型解释复杂度提升,提醒用户需深刻理解模型细节再应用


综上,报告既提供严谨数学推导,又指出模型适用限制,为用户深入理解和审慎应用提供有力支持。

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7. 结论性综合



《Black-Litterman模型研究系列之一》是一份专注于BL模型理论基础与计算细节的深度技术报告。报告通过以下几个核心点构成完整逻辑链:
  • 起点与基础:明确BL模型基于CAPM定义的市场均衡组合为先验收益率,解决传统均值-方差模型对预期收益过于敏感的问题,提高组合配置稳定性与合理性。
  • 贝叶斯框架融合主观观点:应用贝叶斯定理系统性融合投资者主观观点与先验分布,允许投资者基于个人判断对部分资产表达预期及置信度,显著提高灵活性。
  • 数学推导与模型运算细节:详细推导了后验收益率均值和协方差矩阵的计算公式,系统表达矩阵形式的观点与权重变换规则,强调后验协方差的两种计算方式及其含义和对模型资产权重的影响。
  • 资产权重优化:结合后验收益与风险,通过均值-方差优化计算组合权重,区分存在与不存在约束条件时权重差异,纠正“主观观点只影响对应资产权重”的误解,提升模型解释的严谨度。
  • 风险提示:强调模型基于历史规律,存在适用边界,提醒用户谨慎应用。
  • 研究人员资质与合规承诺:分析师具备相应资格,保证数据与结论客观性,增加报告的权威与信赖度。


本报告的理论严密性和数学严谨性使投资者和量化研究人员能够深入把握Black-Litterman模型的机理和实际应用的注意事项。通过对协方差计算的细致解读以及澄清误读,极大提升了模型实际应用中的理解准确性。

在缺少具体数值案例及实证分析的情况下,报告以完备的数学推导为依托,提供了理论框架和思路,为后续实际投资组合构建与策略设计奠定坚实基础。

整体而言,报告展示了BL模型“从均衡市场出发,灵活整合主观观点”的独特优势,提醒投资者防范假设变化带来的风险,指导其选择合适参数和观点置信度,得出更合适的资产配置方案。

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参考溯源



本文引用的各种论断及推导均源自报告页码标注如下:
  • 报告定位、模型优势、风险提示 [page::0][page::8]

- BL模型介绍及基本公式 [page::2]
  • CAPM均衡组合及风险厌恶系数计算 [page::3][page::4]

- 贝叶斯定理及观点表达 [page::4][page::5]
  • 后验分布数学推导细节 [page::5][page::6][page::7]

- 资产权重有效性及误读澄清 [page::8]
  • 风险因素及免责声明 [page::0][page::8][page::10]


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总结



该报告是一篇极具技术深度的Black-Litterman模型研析文档,对模型的数学本质及应用细节进行了系统阐述,有助于投资者纵深理解其优点与潜在风险。推荐有意采用BL模型从事资产配置或量化投资的人士深入研读。

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