從最大化複合因子單期IC角度看因子權重

 

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前言

 

本文沿用 Qian 的最優化體系獲取因子權重,與之不同的是,我們將優化目標由最大化複合因子 IC_IR 變爲最大化複合因子單期 IC。通過多個例子的實證研究發現,最大化單期IC能有效解決“等權”的配置偏差問題,在絕大部分因子空間,最優 IC 加權所構建的組合,其表現均優於按照“等權”方式所構建的組合。

 

研究目的

 

本文參考廣發證券研報《從最大化複合因子單期 IC 角度看因子權重》,根據研報分析,現階段應用較多的因子加權方法主要有以下幾種: 等權加權、 IC 加權和 IC_IR 加權、以及最優化 IC_IR 加權。其中,等權加權是因子加權最傳統的方法,這種方法受因子之間有效性差異、線性相關性影響明顯。而 IC 加權、 IC_IR 加權對等權方式忽視了因子有效性差異的問題進行了改進,在大部分情況下會優於等權加權形式。最大化複合因子 IC_IR 加權已運用較廣。

 

研究內容

 

(1)傳統因子加權方式的侷限性: 選擇 ZZ800 爲股票池,以市值因子和營業利潤同比增長率爲例,分析等權加權與 IC 加權的差異,根據回測結果分析兩種因子加權方式的效用;

(2)設計最大化複合因子單期 IC 的理論最優比例: 本文沿用 Qian 的最優化體系獲取因子權重,與之不同的是,我們將優化目標由最大化複合因子 IC_IR 變爲最大化複合因子單期 IC。理論解析解的形式表明,最大化複合因子單期 IC 的權重與兩方面因素有關: 一是因子的有效性,即因子 IC; 二是因子之間的相關係數。

(3)最大化複合因子單期 IC 的應用: 本文通過例子實證研究發現,最大化單期 IC 能有效解決“等權”的配置偏差問題,在絕大部分因子空間,最優 IC 加權 所構建的組合,其表現均優於按照“等權”方式所構建的組合。

 

研究結論

 

(1)通過對市值因子與營業利潤同比增長率爲例進行分析,IC 加權對等權方式忽視了因子有效性差異的問題進行了改進,在大部分情況下會優於等權加權形式。

(2)本文沿用 Qian 的最優化體系獲取因子權重,與之不同的是,我們將優化目標由最大化複合因子 IR 變爲最大化複合因子單期 IC,並根據該方法進行因子權重的計算。理論解析解的形式表明,最大化複合因子單期 IC 的權重與兩方面因素有關: 一是因子的有效性,即因子 IC; 二是因子之間的相關係數。

(3)通過以下 7 個因子: 市盈率(PB)、市淨率(PE)、市銷率(PS)、營業利潤同比增長率、資產負債率、反轉(前 1 月累計收益)、換手率(前 10 個交易日日均換手率),進行不同因子加權方法的測試。文章實證結果也表明,最大化單期 IC 能有效解決“等權”的配置偏差問題,在絕大部分情況,最優 IC 加權所構建的組合,其表現均優於“等權”方式 所構建的組合,最大化單期 IC 能夠獲得最佳的結果。

 

>>> 因子等權加權

 

1.1 日期列表獲取

在每個月的月末對因子數據進行提取,因此需要對每個月的月末日期進行統計。

輸入參數分別爲 peroid、start_date 和 end_date,其中 peroid 進行週期選擇,可選週期爲周(W)、月(M)和季(Q),start_date和end_date 分別爲開始日期和結束日期。

函數返回值爲對應的月末日期,如選取開始日期爲 2017.1.1,結束日期爲 2018.1.1。

 

1.2 股票列表獲取

股票池: ZZ800 股票篩選: 剔除 ST 股票,剔除上市 3 個月內的股票,每隻股票視作一個樣本 以 ZZ800 爲例,取 2016-08-31 當天的股票成分股

 

1.3 數據獲取

本章旨在分析因子等權加權回測效果,股票選爲 ZZ800,回測時間爲 2013.1.1 至 2018.1.1,因子選定爲市值和營業利潤同比增長率,在每個月最後一個自然日,獲取當前最新的因子數據以及對應的股票超額收益。

 

1.4 數據分析

考慮一個包含市值、營業利潤同比增長率的兩因子模型,本章分別基於兩種加權方式計算複合因子值,然後選擇複合因子值最高的 100 只股票構建組合。其中,組合 1 爲等權組合,即市值和營業利潤同比增長率按照等權的方式加總爲複合因子; 組合 2 爲 60/40 組合,即市值和營業利潤同比增長率因子的加權比例分別爲 60%、40%。

股票池: ZZ800,剔除 ST 股票以及上市 3 個月內的股票 對比基準: ZZ800 交易費用: 千分之 1.5 調倉週期: 月

 

第一張圖統計了兩因子等權組合及 60/40 組合的淨值曲線圖,上表統計了兩個組合的超額收益指標對比。從中可看出,提高了市值權重的60/40 組合,收益率高於等權組合,同時風險(最大回撤、年化波動率)也高於等權組合。此外,從月度角度來看,等權因子組合和 60/40 組合的穩定性都非常高。

 

>>> 因子IC加權

 

2.1 因子 IC 分析

對比市值和營業利潤同比增長率的 IC 序列統計特徵可發現,市值因子的IC均值(0.09)明顯優於營業利潤同比增長率(0.028),同時前者IC 序列的波動性也高於後者。從 IR 來看,市值因子效果更好,這種效果相差明顯的情況下,簡單的等權加權並不能體現市值因子的強有效選股效應,從而拖累了多因子組合的表現。

 

2.2 因子 IC 等權組合分析

第一張圖統計了兩因子等權組合、60/40 組合以及 IC 加權因子組合的淨值曲線圖,上表統計了這三個組合的超額收益指標對比。從中可看出, 出IC 加權組合的收益率明顯高於等權組合以及60/40 組合,同時風險(最大回撤、年化波動率)也高於等權組合以及 60/40 組合。但是從夏普比率來看,因子 IC 加權組合的收益風險比高於其餘兩個組合。從月度收益來看,因子 IC 加權組合的月勝率爲 85%,可見模型收益穩定性得到進一步提高。

進一步分析發現,在市值、營業利潤同比增長率的例子中,兩因子按照 IC 加權的權重分別爲 76.90% 和 23.10%;市值因子的權重高於等權形式,也高於主觀的 60/40 組合。也就是說,因子 IC 加權組合增加了收益高、波動大的“市值因子”權重,減少了收益低、波動小的“營業利潤同比增長率”權重,從而使得 IC 加權組合的整體收益、波動均高於等權組合。

 

>>> 最大化複合因子單期IC

 

3.1 理論最優比例的計算

由前面的分析可知,在對因子加權時,需考慮因子本身的有效性(IC),但因子 IC 加權並非在所有情況下都優於等權組合。那麼,從理論上看若以最大化複合因子單期 IC 爲目標,最優加權比例與哪些因素相關呢?

假設有 M 個因子,分別爲 F1、F2、…、Fm,它們基於權重序列W=(w1,…,wm)加總爲複合因子Fc,即

按照前面的說明,我們最優化的目標函數爲:

假設兩因子橫截面協方差爲:

 

相應的協方差矩陣爲

同時對每一期的因子值進行標準化處理,使得因子標準差變爲1,則上面的複合因子IC可簡化爲如下形式:

從上面的解析式可看出,最大化複合因子單期IC 的理論最優權重與兩方面的因素有關:因子之間的協方差,以及因子IC。爲說明相關係數(協方差)與最優權重的關係,我們以兩因子模型的例子進行說明。在一個只包含兩個因子的模型中,上述等式可以簡化如下形式:

從上面的簡化形式可以看出,若兩因子爲正相關關係,則相比於 IC 加權,最優 IC 加權方式會增加有效性更高(即 IC 更大)的因子權重;若兩因子爲負相關關係,則最優 IC 加權會增加有效性相對較低的因子權重,以穩定組合的收益。

 

3.2 組合測試

接下來,利用前一部分推導的最優 IC 加權方式,針對 7 個因子構建多因子模型: 市盈率(PB)、市淨率(PE)、市銷率(PS)、營業利潤同比增長率、資產負債率、反轉(前 1 月累計收益)、換手率(前 10 個交易日日均換手率)。每個月最後一個自然日,獲取這 7 個因子數據以及下個月相對 ZZ800 的超額收益。爲綜合比較前文所提及的三種加權方式,在此部分的應用中我們仍然構建 3 個組合進行對比,分別是因子等權組合、因子 IC 加權以及最優 IC 加權組合。

股票池: ZZ800,剔除 ST 股票以及上市 3 個月內的股票 對比基準: ZZ800 交易費用: 千分之 1.5 調倉週期: 月

在上述 7 個因子的例子中,回測時間在 2013 - 2018,等權組合的年化超額收益爲 19.87%,但夏普比率較低,爲1.00。因子 IC 加權組合的收益表現略優於等權組合,年化收益增加至 22.27%,夏普比率也比其更高,爲 1.09。三個組合中表現最好的是最優 IC 加權組合,其年化超額達 23.61%,夏普比率在三種也是最高,爲 1.17。

 

總結

 

目前而言,應用較多的因子加權方法主要有以下幾種: 等權加權、IC 加權和 IC_IR 加權、以及最優化 IC_IR 加權。其中,等權加權是因子加權最傳統的方法,這種方法受因子之間有效性差異、線性相關性影響明顯。而 IC 加權對等權方式忽視了因子有效性差異的問題進行了改進,在大部分情況下會優於等權加權形式。

Qian 在《Quantitative Equtiy Portfolio Management》一書中提出以最大化複合因子 IC_IR 獲得因子權重,綜合考慮了因子的 IC 大小以及 IC 時間序列的穩定性,目前已有許多文章對此種加權方式進行了測試。

本文沿用 Qian 的最優化體系獲取因子權重,與之不同的是,我們將優化目標由最大化複合因子 IR 變爲最大化複合因子單期 IC。理論解析解的形式表明,最大化複合因子單期 IC 的權重與兩方面因素有關: 一是因子的有效性,即因子 IC;二是因子之間的相關係數。同時,文章實證結果也表明,最大化單期 IC 能有效解決“等權”的配置偏差問題,在絕大部分因子空間,最優 IC 加權所構建的組合,其表現均優於“等權”方式 所構建的組合。

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