一元线性回归:引发金融危机的风险价值模型

一元线性回归:引发金融危机的风险价值模型

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在金融领域,风险是指预期收益的不确定性,无论是买卖股票、期权,还是投资证券、房地产,只要有商业活动,就有评估风险的必要,在金融机构更是这样。风险价值模型就是专门用来度量投资风险的工具,它是一种典型的线性回归模型,它有引人注目的优势,也有难以回避的劣势。 本小节将介绍风险价值模型的具体应用以及线性回归的应用。

广受欢迎的风险价值模型

高风险伴随高收益,低风险伴随低收益,这是一个颠扑不破的真理。每个人都追求最大的利润,但是在追逐利润的同时,也必须考虑到亏损的可能有多大,以及是否能承担起相应的亏损。

风险是金融领域最热门的一个话题。在每一个金融行为展开前,投资家都需要尽可能准确的预估风险和收益的关系,在低风险和高收益间取得一个平衡点。随着经济的发展,金融市场的理财产品越来越丰富,老一代的评估风险的方法已经不能满足投资家的需要,风险价值模型应运而生。

风险价值模型集合了线性回归和时间序列分析的精华,可以将各类金融产品往期的表现代入一个严密的等式,精确计算他们接下来一定时间内可能的最大损失值。比如已知某产品 A 以往半年内的收益,则可计算得到在 99% 的置信区间下,该产品在接下来的一周内最大损失不会超过某个数目。

基于结果的易于解读,即便不是数学家也可以很容易的理解风险价值模型给出的信息。同时风险价值模型能够计算多种产品组合后的风险,因此风险价值模型一直是华尔街最受欢迎的一个模型。在大大小小的银行、证券交易所、金融监管所等各类金融机构里,高层经理们每天早上一踏进办公室,办公桌上一定会摆着一份当天的风险价值报告。报告上会详细列出在固定的概率下,公司所涉及到的各类金融产品在当天的预估风险和收益,这些风险和收益将指导金融界的精英们决定买入或卖出哪些产品。

这套模型一直运行良好,在风险价值值的指导下,每个人都根据自己所能承受的最大风险选择最佳的投资方案,获取最高收益。但是在 2008 年金融危机爆发时,风险价值模型却没有给出任何预警,证券经理们阅览完当天的报告,并且对形势感到极为乐观时,股市突然就崩盘了。

一元线性回归:引发金融危机的风险价值模型

这是由于风险价值模型仅能衡量市场风险,即在证券市场中因股市价格、利率、汇率等的变动而导致价值未预料到的潜在损失的风险。它并不能预料信用风险,也不能预测到信用风险和市场风险叠加后的影响。同时它只能给出一定概率下的预估风险,即便风险价值模型断言 99% 的情况下某支股票亏损的金额不会高于一万美元,这支股票仍有 1%的可能会亏损超过一万美元。

提示:风险价值主要使用了回归分析,尽管风险价值模型有这样那样的问题,但瑕不掩瑜,这一模型无疑是线性回归的一个代表模型,从这一模型中我们可以学习到线性回归的精髓。

评估一个理财产品的风险

要想理解风险价值是怎么计算的,首先要知道什么是风险。

一元线性回归:引发金融危机的风险价值模型

图 1 回报率正态分布图

如图 1,回报率通常呈正态分布,在我国,由于政策干涉市场,回报率不是完全正态分布,但也可以近似看成正态分布。钟形曲线越隆起的地方,对应的回报率发生的概率就越大。在图左右两侧,回报率极小或者极大的地方都比较扁平,也就是说赔很多或者挣很多都是不太可能发生的。根据计算,真实回报率落在平均回报率左右一个标准差的范围的概率是 68%,就是图 1 中代表正、负标准差的两条虚线所围起的范围。

提示:在投资商投资之前,首先会设定一个目标回报率,真实回报率大于目标回报率的可能往往大于 50%,也就是说目标回报率是一个比较有希望达到的成绩。

零回报率处的回报值正好与投资值持平,真实回报率落在零回报率左边时,投资商便亏损,反之便盈利。从图中可以看到,零回报率右边的区域远大于左边的,也就是说亏损的可能远小于盈利的可能。但是尽管如此,投资商有时候仍然会亏损。这时,投资商感兴趣的就是可能的最大亏损值,也就是最左边的涉险价值指标。这个指标左边的区域是非常之小,仅占总区域的 1%,也就是说 99%的情况下,回报率都不会低于涉险价值指标。

一元线性回归:引发金融危机的风险价值模型

图 2 某产品 2018 年至 2019 年万元收益

图 1 仅告诉了我们单个工作日内投资与回报的理论关系,投资家往往对一定时间内投资与回报的关系更感兴趣。当投资商知道了涉险价值后,便可以依据自身的承受能力考虑是否要投入这一笔钱。

如图 2,该产品在 2018 年的收益呈平缓波动,并且波动域逐年上升,尽管在 2019 年 3 月有个下落,但紧跟着,在 2019 年 4 月,万元收益数据再度上升。根据前期的数据走向规律,数据分析师可以预测 2019 年 5 月、6 月的数据走向。

在历史数据中,任何一天的可能收益都服从如图 1 的正态分布,将这些正态分布上的平均值点逐一标注,则得到代表预测值的线条。可以看到预测值与历史数据的趋势基本吻合。

提示:由于季节的影响,理财产品的收益往往以年为周期波动,同时往期数据不应该过少,至少要是预测时间段的三倍以上,否则将影响预测结果的准确性。

除预测值外,置信范围也是一个十分重要的指标。受各种偶然因素的影响,真实值往往不会和预测值恰好相等,预测一个真实值可能落入的范围是十分有必要的。

一元线性回归:引发金融危机的风险价值模型

图 3 线性回归预测回报率

上文已经分析了投资与回报在单个工作日和一定时间段内的关系,但我们仍未涉及具体的平均回报率应如何计算。风险价值模型通常采用方差-协方差法根据往期数据计算得到未来一定时间内的数据。如图 3,根据散落的数据点拟合出一条回归线,将回归线继续延伸,线上的点就是我们所要求的预测值。

假设我们要计算图 2 中 2013 年 1 月 1 日这一天的回报值,由于这个产品是显著以两年为周期的,那么就需要找出图 2 中 2001 年、2003 年、2005 年、2007 年、2009 年、2011 年这六年中一月一日分别对应的回报值。显然它们会如图 6.5 一般呈显著的正相关,年份越高,回报值越大。将这六个点标在图上后,利用最小二乘法找到一条线,使得该线条和每个点的距离之差加起来最小,也就是找一条离这些点最近的线,这条线就是我们要找的回归线。

得到回归线和回归线的方程后,代入 2013 年的时间值,即可计算得到 2013 年对应的回报值。

一元线性回归小结

风险价值模型是一种较为简单并且较为通用的线性回归模型,它主要涉及到一元线性回归,仅使用日期这一个变量便可以计算出回报率。线性回归是回归分析理论里最完善的一种方法,几千字的篇幅很难详细阐述线性回归的原理和应用。

风险价值模型代表了一大类线性回归模型。通过风险价值模型我们理解了正态分布的意义,线性回归的过程。风险价值模型可以具体到更现实的商业案例,也可以抽象为更广泛意义上的一元线性回归。

线性回归最大的优点是可以计算出精确的结果,给出一个日期,代入方程即可得到一个精确的回报率。但线性回归同样有其使用的前提,即样本数据要满足正态分布,自变量和因变量间存在显著的线性关系。

提示:使用线性回归也应该明确线性回归结果的含义。风险价值模型之所以能够引发金融危机,最大的原因就是人们过分相信了风险价值模型的结果,没有考虑到风险价值模型的局限性。因此理解线性回归结果的含义同样是一个非常重要的功课。

上文节选自北大出版社《别怕, 统计学其实很简单》, [遇见] 已获授权.

本书涉及日常生活,以及零售业、电商业、餐饮业、金融业、服务业和博彩业等多个行业,有平易近人、随处可见的典型案例,也有难得一见、使用高新技术的案例;有规模宏大、涉及多方资源的案例,也有见微知著、仅需少量数据的案例;有成功的案例,也有失败的案例。通过多行业、多层次、多角度的分析,读者可了解到统计学是如何在各个行业中发挥作用的,看懂各行各业数据背后的真相,进而用统计学的思维,做出好决策。


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