Teoría del Portafolio enfoque VaR y CVaR

Clase 4: Técnico en Finanzas Cuantitativas

Author

Prof: Máster Esteban Sandoval L.

Published

March 22, 2025

Teoria de la Carteras de Media-VaR y CVaR

Una medida de riesgo alternativa a la covarianza es el Valor en Riesgo Condicional, CVaR, que también se conoce como pérdida excesiva media, pérdida insuficiente media o Valor en Riesgo de cola. Para un horizonte temporal y un nivel de confianza determinados, el CVaR es la expectativa condicional de la pérdida por encima del VaR para el horizonte temporal y el nivel de confianza considerados.

Pflug (2000) fue el primero en demostrar que el CVaR es una medida de riesgo coherente y Rockafellar y Uryasev (2000) han demostrado que el CVaR tiene otras propiedades atractivas, incluida la convexidad.

En esta clase aplicaremos modelos de cartera de Media-VaR y Media-CVaR, donde el riesgo de covarianza ahora se reemplaza por el valor en riesgo o valor en riesgo condicional como medida de riesgo. A diferencia del problema de optimización de cartera de media-varianza, ya no restringimos el conjunto de activos para que tengan una distribución elíptica contorneada multivariada.

Si consideramos una cartera de activos con rendimientos aleatorios, denotamos el vector de pesos de la cartera con w y los eventos aleatorios por el vector r . Sea f (w, r ) la función de pérdida cuando elegimos la cartera W de un conjunto X de carteras factibles y sea r la realización de los eventos aleatorios. Suponemos que el vector aleatorio r tiene una función de densidad de probabilidad denotada por p (r), para un vector de decisión fijo w, calculamos la función de distribución acumulativa de la pérdida asociada con ese vector w.

El límite (μ, #) con la cartera con varianza mínima global, la cartera con VaR mínimo global del 5% y la cartera con CvaR mínimo global del 5%.

Las fronteras eficientes, bajo las diversas medidas, son el subconjunto del límite por encima de las carteras con riesgo global mínimo correspondientes. Observamos que, con VaR del 5% y ES del 5%, el conjunto de carteras eficientes se reduce con respecto a la varianza.

El límite (μ, VaR 5%) con la cartera de varianza mínima global, Las carteras en el límite (μ, VaR 5%) entre la cartera de VaR mínimo global del 5% y la cartera de varianza mínima global son (μ,#) eficientes.

La restricción de VaR (línea vertical) podría obligar a (μ, #) inversores con alta varianza a reducirla y a (μ, #) inversores con baja varianza a aumentarla, para situarse en el lado izquierdo de la restricción de VaR.

Cartera de Media-CVaR clásica

Los siguientes ejemplos muestran cómo calcular carteras de CVaR existentes y carteras de CVaR eficientes. Estos incluyen no solo los casos generales, es decir, calcular la cartera con el menor riesgo para una rentabilidad dada, o la cartera con la mayor rentabilidad para un riesgo dado, sino también los casos especiales de la cartera de riesgo mínimo global y la cartera con la mayor relación rentabilidad/riesgo.

[1] "SBI"   "SPI"   "SII"   "LMI"   "MPI"   "ALT"   "LPP25" "LPP40" "LPP60"

Title:
 CVAR Feasible Portfolio 
 Estimator:         covEstimator 
 Solver:            solveRglpk.CVAR 
 Optimize:          minRisk 
 Constraints:       LongOnly 

Portfolio Weights:
   SBI    SPI    SII    LMI    MPI    ALT 
0.1667 0.1667 0.1667 0.1667 0.1667 0.1667 

Covariance Risk Budgets:
    SBI     SPI     SII     LMI     MPI     ALT 
-0.0039  0.3526  0.0431 -0.0079  0.3523  0.2638 

Target Returns and Risks:
  mean    Cov   CVaR    VaR 
0.0431 0.3198 0.7771 0.4472 

Description:
 Wed Apr 30 17:03:44 2025 by user: Administrator 


Title:
 CVAR Feasible Portfolio 
 Estimator:         covEstimator 
 Solver:            solveRglpk.CVAR 
 Optimize:          minRisk 
 Constraints:       LongOnly 

Portfolio Weights:
   SBI    SPI    SII    LMI    MPI    ALT 
0.1667 0.1667 0.1667 0.1667 0.1667 0.1667 

Covariance Risk Budgets:
    SBI     SPI     SII     LMI     MPI     ALT 
-0.0039  0.3526  0.0431 -0.0079  0.3523  0.2638 

Target Returns and Risks:
  mean    Cov   CVaR    VaR 
0.0431 0.3198 0.5858 0.3215 

Description:
 Wed Apr 30 17:03:44 2025 by user: Administrator 

Carteras de máximo riesgo/rendimiento de Media-CVaR clásica

La cartera de rentabilidad máxima/riesgo se calcula minimizando el «cociente Sortino» para una tasa libre de riesgo determinada. El coeficiente Sortino es el cociente entre la rentabilidad objetivo reducida por la tasa libre de riesgo y el riesgo CvaR. La tasa libre de riesgo en la especificación predeterminada es cero y se puede establecer en otro valor utilizando la función setRiskFreeRate.


Title:
 CVaR Max Return/Risk Ratio Portfolio 
 Estimator:         covEstimator 
 Solver:            solveRglpk.CVAR 
 Optimize:          minRisk 
 Constraints:       LongOnly 
 VaR Alpha:         0.05 

Portfolio Weights:
   BKE     GG   GYMB   KRON 
0.3468 0.2551 0.0000 0.3981 

Covariance Risk Budgets:
   BKE     GG   GYMB   KRON 
0.3613 0.1385 0.0000 0.5002 

Target Returns and Risks:
  mean    Cov   CVaR    VaR 
0.0294 0.0984 0.1269 0.1139 

Description:
 Wed Apr 30 17:03:44 2025 by user: Administrator 

Cartera de tangencial de Media-VaR robusta con restriciones

La cartera de tangencial se calcula minimizando el ratio de Sharpe para una tasa libre de riesgo dada. El ratio de Sharpe es la relación entre la rentabilidad objetivo reducida por la tasa libre de riesgo y el riesgo de covarianza. La tasa libre de riesgo predeterminada es cero y se puede restablecer a otro valor modificando la especificación de la cartera.


Title:
 VaR Tangency Portfolio 
 Estimator:         covOGKEstimator 
 Solver:            solveRglpk.CVAR 
 Optimize:          minRisk 
 Constraints:       minW maxW 

Portfolio Weights:
   BKE     GG   GYMB   KRON 
0.3396 0.2600 0.0100 0.3904 

Covariance Risk Budgets:
   BKE     GG   GYMB   KRON 
0.3547 0.1495 0.0065 0.4893 

Target Returns and Risks:
  mean     mu    Cov  Sigma   CVaR    VaR 
0.0291 0.0291 0.0976 0.0915 0.1260 0.1105 

Description:
 Wed Apr 30 17:03:45 2025 by user: Administrator 

Fronteras de Media - CVaR solo largo robusta

En esta sección exploramos la frontera eficiente y el portafolio de mínima varianza, de las carteras de CVaR medio. Procedemos de la misma manera que para las carteras de media-varianza, seleccionamos los dos activos que generan los rendimientos más pequeños y más grandes y dividimos su rango en partes equidistantes que determinan los rendimientos objetivo para los que tratamos de encontrar las carteras eficientes.

Calculamos la cartera de riesgo mínimo global y comenzamos desde los rendimientos más cercanos a este punto en ambas direcciones de la frontera eficiente y el portafolio de mínima varianza. Tenga en cuenta que solo en el caso de las restricciones de cartera de solo largo alcance alcanzamos ambos extremos la frontera eficiente y el portafolio de mínima varianza. Por lo general, las restricciones los acortarán e incluso puede suceder que las restricciones sean tan fuertes que no encuentren ninguna solución.


Title:
 CVaR Portfolio Frontier 
 Estimator:         covOGKEstimator 
 Solver:            solveRglpk.CVAR 
 Optimize:          minRisk 
 Constraints:       LongOnly 
 Portfolio Points:  5 of 5 
 VaR Alpha:         0.05 

Portfolio Weights:
     SBI    SPI    SII    LMI    MPI    ALT
1 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
2 0.0000 0.0000 0.1988 0.6480 0.0000 0.1532
3 0.0000 0.0000 0.3835 0.2385 0.0000 0.3780
4 0.0000 0.0000 0.3464 0.0000 0.0000 0.6536
5 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000

Covariance Risk Budgets:
      SBI     SPI     SII     LMI     MPI     ALT
1  1.0000  0.0000  0.0000  0.0000  0.0000  0.0000
2  0.0000  0.0000  0.2641  0.3126  0.0000  0.4233
3  0.0000  0.0000  0.2432 -0.0101  0.0000  0.7670
4  0.0000  0.0000  0.0884  0.0000  0.0000  0.9116
5  0.0000  0.0000  0.0000  0.0000  0.0000  1.0000

Target Returns and Risks:
    mean     mu    Cov  Sigma   CVaR    VaR
1 0.0000 0.0000 0.1261 0.1270 0.2758 0.2177
2 0.0215 0.0215 0.1224 0.1209 0.2313 0.1747
3 0.0429 0.0429 0.2472 0.2268 0.5076 0.3337
4 0.0643 0.0643 0.3941 0.3594 0.8780 0.5830
5 0.0858 0.0858 0.5684 0.5236 1.3343 0.8978

Description:
 Wed Apr 30 17:03:45 2025 by user: Administrator 

Fronteras ilimitadas de Media-CVaR en corto robusta

Cuando no se restringen todos los pesos, nos encontramos en el caso de una venta en corto ilimitada. A diferencia de lo que ocurre en la cartera de media-varianza, no podemos optimizar la cartera analíticamente. Para evitarlo, definimos restricciones de caja con límites superiores e inferiores grandes.


Title:
 CVaR Portfolio Frontier 
 Estimator:         covOGKEstimator 
 Solver:            solveRglpk.CVAR 
 Optimize:          minRisk 
 Constraints:       minW maxW 
 Portfolio Points:  5 of 5 
 VaR Alpha:         0.05 

Portfolio Weights:
      SBI     SPI     SII     LMI     MPI     ALT
1  0.4257 -0.0242  0.0228  0.5661  0.0913 -0.0816
2 -0.0201 -0.0101  0.1746  0.7134 -0.0752  0.2174
3 -0.3275 -0.0196  0.4318  0.6437 -0.2771  0.5486
4 -0.8113  0.0492  0.5704  0.8687 -0.5273  0.8503
5 -1.6975  0.0753  0.6305  1.5485 -0.6683  1.1115

Covariance Risk Budgets:
      SBI     SPI     SII     LMI     MPI     ALT
1  0.4056  0.0256  0.0062  0.5384 -0.0730  0.0972
2 -0.0080 -0.0173  0.2124  0.4559 -0.1256  0.4825
3  0.0054 -0.0204  0.3674  0.0592 -0.2787  0.8671
4  0.0572  0.0409  0.2901  0.0223 -0.2984  0.8880
5  0.1513  0.0510  0.1966  0.0215 -0.3235  0.9031

Target Returns and Risks:
    mean     mu    Cov  Sigma   CVaR    VaR
1 0.0000 0.0000 0.1136 0.1155 0.2329 0.1859
2 0.0215 0.0215 0.1172 0.1199 0.2118 0.1733
3 0.0429 0.0429 0.2109 0.2080 0.3610 0.2923
4 0.0643 0.0643 0.3121 0.3058 0.5570 0.4175
5 0.0858 0.0858 0.4201 0.4138 0.7620 0.5745

Description:
 Wed Apr 30 17:03:48 2025 by user: Administrator 

Frontera eficiente de Media-VaR con restricciones de caja y de grupo robusta

Una cartera con restricciones de grupo es una cartera en la que los pesos de los grupos de activos seleccionados están restringidos por límites inferiores y superiores para los pesos totales de los grupos, por ejemplo, queremos invertir al menos el 30% en el grupo de bonos y no más del 50% por grupo de activos.


Title:
 VaR Portfolio Frontier 
 Estimator:         covOGKEstimator 
 Solver:            solveRglpk.CVAR 
 Optimize:          minRisk 
 Constraints:       minW maxW minsumW maxsumW 
 Portfolio Points:  5 of 6 

Portfolio Weights:
     SBI    SPI    SII    LMI    MPI    ALT
1 0.0526 0.0500 0.1370 0.6600 0.0500 0.0504
2 0.0500 0.0500 0.1722 0.5593 0.0500 0.1185
3 0.0500 0.0500 0.2633 0.4127 0.0500 0.1739
4 0.0500 0.0500 0.3235 0.2900 0.0500 0.2365
6 0.0500 0.0500 0.1256 0.2900 0.0500 0.4344

Covariance Risk Budgets:
      SBI     SPI     SII     LMI     MPI     ALT
1  0.0189  0.1945  0.1435  0.3378  0.1742  0.1312
2  0.0081  0.1848  0.1543  0.1287  0.1828  0.3413
3  0.0023  0.1528  0.2209  0.0248  0.1582  0.4410
4 -0.0003  0.1265  0.2240 -0.0048  0.1352  0.5195
6 -0.0018  0.0951  0.0275 -0.0137  0.1072  0.7856

Target Returns and Risks:
    mean     mu    Cov  Sigma   CVaR    VaR
1 0.0184 0.0184 0.1232 0.1193 0.2604 0.1913
2 0.0245 0.0245 0.1489 0.1386 0.3196 0.2146
3 0.0307 0.0307 0.1838 0.1672 0.3999 0.2651
4 0.0368 0.0368 0.2227 0.2003 0.4889 0.3066
6 0.0490 0.0490 0.3064 0.2760 0.7215 0.4765

Description:
 Wed Apr 30 17:03:51 2025 by user: Administrator 

Backtest del Índice del Consejo de Cooperación del Golfo (CCG)

Los Índices de Países del CCG se lanzaron en enero de 2006 para reflejar el creciente interés de los inversores en la región del Golfo. El índice del CCG es una familia completa de mercados de valores que se negocian en la región del CCG, que abarca Baréin, Kuwait, Omán, Catar y los Emiratos Árabes Unidos.

El índice excluye a Arabia Saudita porque no está abierta a la inversión extranjera. En este caso práctico, realizaremos pruebas retrospectivas de los cinco índices abiertos a la inversión extranjera frente al índice del CCG.

Todos los índices tienen un historial diario que se remonta al 31 de mayo de 2005, y los datos más recientes disponibles corresponden al 28 de julio de 2008. De nuevo, se aplicará la estrategia de tangencia con un período móvil fijo de 12 meses. Sin embargo, en esta ocasión, las carteras se optimizarán con el enfoque de Valor en Riesgo Condicional (CVaR) con un alfa de 0,05.

Primero, veamos los nombres de las columnas del conjunto de datos del Índice del CCG.

 [1] "BAHDSC"    "BAHSC"     "KUWDSC"    "OMADSC"    "OMASC"     "KSADSC"   
 [7] "UAEDSC"    "UAESC"     "QATSC"     "GCCEXSASC" "GCCSC"    


Net Performance % to 2008-07-31: 
          1 mth 3 mths 6 mths 1 yrs 2 yrs 2 yrs p.a.
Portfolio -0.03  -0.01   0.05  0.18  0.46       0.23
Benchmark -0.05  -0.09  -0.05  0.11  0.10       0.05


Net Performance % Calendar Year:
           2006 2007   YTD Total
Portfolio  0.05 0.28  0.09  0.42
Benchmark -0.19 0.38 -0.14  0.05