原油和天然气使美国股票投资组合多样化：A

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英文标题：
《Diversifying portfolios of U.S. stocks with crude oil and natural gas: A
  regime-dependent optimization with several risk measures》
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作者：
Hayette Gatfaoui
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最新提交年份：
2018
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英文摘要：
  Energy markets are strategic to governments and economic development. Several commodities compete as substitutable energy sources and energy diversifiers. Such competition reduces the energy vulnerability of countries as well as portfolios\' risk exposure. Vulnerability results mainly from price trends and fluctuations, following supply and demand shocks. Such energy price uncertainty attracts many market participants in the energy commodity markets. First, energy producers and consumers hedge adverse price changes with energy derivatives. Second, financial market participants use commodities and commodity derivatives to diversify their conventional portfolios. For that reason, we consider the joint dependence between the United States (U.S.) natural gas, crude oil and stock markets. We use Gatfaoui\'s (2015) time varying multivariate copula analysis and related variance regimes. Such approach handles structural changes in asset prices. In this light, we draw implications for portfolio optimization, when investors diversify their stock portfolios with natural gas and crude oil assets. We minimize the portfolio\'s variance, semi-variance and tail risk, in the presence and the absence of constraints on the portfolio\'s expected return and/or U.S. stock investment. The return constraint reduces the performance of the optimal portfolio. Moreover, the regime-specific portfolio optimization helps implement an enhanced active management strategy over the whole sample period. Under a return constraint, the semi-variance optimal portfolio offers the best risk-return tradeoff, whereas the tail-risk optimal portfolio offers the best tradeoff in the absence of a return constraint.
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中文摘要：
能源市场对政府和经济发展具有战略意义。有几种大宗商品作为可替代能源和能源多样化产品进行竞争。这种竞争降低了各国的能源脆弱性以及投资组合的风险敞口。脆弱性主要源于供求冲击后的价格趋势和波动。这种能源价格的不确定性吸引了能源商品市场的许多市场参与者。首先，能源生产者和消费者利用能源衍生品对冲不利的价格变化。其次，金融市场参与者利用大宗商品和大宗商品衍生品来实现其传统投资组合的多样化。因此，我们考虑美国天然气、原油和股票市场之间的共同依赖性。我们使用Gatfaoui（2015）的时变多元copula分析和相关的方差机制。这种方法处理资产价格的结构性变化。有鉴于此，当投资者利用天然气和原油资产使其股票投资组合多样化时，我们得出了投资组合优化的含义。在投资组合的预期回报和/或美国股票投资存在和不存在约束的情况下，我们最小化投资组合的方差、半方差和尾部风险。回报约束会降低最优投资组合的性能。此外，特定于制度的投资组合优化有助于在整个样本期内实施增强的主动管理策略。在回报约束下，半方差最优投资组合提供了最佳的风险回报权衡，而尾部风险最优投资组合在没有回报约束的情况下提供了最佳的权衡。
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分类信息：

一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Portfolio Management        项目组合管理
分类描述：Security selection and optimization, capital allocation, investment strategies and performance measurement
证券选择与优化、资本配置、投资策略与绩效评价
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PDF下载：
--> Diversifying_portfolios_of_U.S._stocks_with_crude_oil_and_natural_gas:_A_regime-.pdf (583.51 KB)

2022-6-11 02:58:55 上传

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关键词：投资组合 股票投资 多样化 天然气 Optimization

用原油和天然气使美国股票投资组合多样化：一种依赖于体制的优化，具有多种风险衡量手段Hayette GATFAOUIAssociate教授，hgatfaoui@gmail.com，h。gatfaoui@ieseg.frI埃塞格管理学院（LEM–CNRS），财务、审计和控制部，巴黎大教堂（CampusSocle de la Grande Arche），1 Parvis de la Défense，92044 Paris la Défense；巴黎1大学万神殿索邦分校副研究员摘要：能源市场对政府和经济发展具有战略意义。一些商品作为可替代能源和能源多样化者进行竞争。这种竞争降低了国家的能源脆弱性以及投资组合的风险敞口。脆弱性主要源于供求冲击后的价格趋势和波动。这种能源价格的不确定性吸引了能源商品市场的许多市场参与者。首先，能源生产者和消费者利用能源衍生品对冲不利的价格变化。其次，金融市场参与者利用大宗商品和大宗商品衍生品来实现其传统投资组合的多样化。因此，我们考虑美国天然气、原油和股票市场之间的共同依赖关系。我们使用Gatfaoui（2015）的时变多元copula分析和相关的方差机制。这种方法处理资产价格的结构性变化。有鉴于此，当投资者利用天然气和原油资产使其股票投资组合多样化时，我们得出了投资组合优化的含义。在投资组合的预期回报和/或美国股票投资存在和不存在约束的情况下，我们最小化投资组合的方差、半方差和尾部风险。

回报约束会降低最优投资组合的性能。此外，特定于制度的投资组合优化有助于在整个样本期内实施强化的主动管理战略。在回报约束下，半方差最优投资组合提供了最佳的风险回报权衡，而尾部风险最优投资组合在没有回报约束的情况下提供了最佳权衡。关键词：Copula，能源商品，投资组合优化，股市，尾部风险。JEL代码：C16、C32、D81.1。简介ZF和金融市场的几方都对能源商品感兴趣。从国家和ZF的角度来看，能源价格对经济发展至关重要，并引发了对能源脆弱性的担忧（如能源短缺和成本）。能源价格的不确定性，如价格飙升，会严重损害能源公司和能源消费者，进而影响经济活动。从金融市场的角度来看，大宗商品和大宗商品竞争市场对能源生产者和消费者以及投资组合经理都很有用。他们在相关风险分担过程中发挥着重要作用。因此，能源商品已成为一种资产类别，广泛用于多样化、对冲或投机前景（de Roon et al.，2000；Gorton and Rouwenhorst，2006；Jin and Jorion，2006）。

根据美国商品期货交易委员会（CommodityFutures Trading Commission）的数据，就toWTI原油和天然气市场而言，商品指数投资的名义价值已从2007年12月31日的396美元/114亿美元发展到2013年1月31日的339美元/143亿美元。此外，众所周知，能源和金融市场在很大程度上相互作用，并表现出联合依赖性（Barsky和Kilian，2004；Hamilton，1985；Kilian，2009）。拟议的研究涉及美国股票、天然气和原油市场之间的相互作用及其对投资组合管理的重要性。为此，我们考虑了每日天然气和原油价格以及标准普尔500指数的每日报价。我们的研究基于Gatfaoui（2015）的发现。作者研究了U与B之间的三维依赖结构。美国股票、原油和天然气市场。调查结果强调了结构随时间的变化/中断。因此，所得到的多元依赖结构是时变的，并且表现出几种方差结构。我们的增值和贡献将之前的研究扩展到了投资组合管理。我们仔细研究了不同制度下投资组合优化的实际意义。为此，我们考虑了几种风险度量和各种最小化约束。考虑中的风险度量包括方差、半方差（如下行方差）和尾部风险（即表现不佳的特定回报阈值的概率）。我们利用能源商品的多样化能力，同时将投资组合的（损失）风险降至最低。所采用的风险度量包含了不同制度下股票和能源商品市场的联合依赖结构。

这种特定于制度的分析允许实施积极的投资组合管理策略。一个有效的策略应该依赖于尾部风险最小化，而不受投资组合预期回报的约束。不同的是，在存在回报约束的情况下，它应该依赖于半方差最小化。论文的其余部分组织如下。第二部分是文献综述。第3节介绍股票和能源市场数据，并回顾数据属性。本节显示关键统计数据和特定制度的多元依赖关系。第4节将以前的结果应用于端口foliohttp://www.cftc.govThe2015年6月30日，名义价值下降至27美元/89亿美元。各种风险管理方案下的优化。我们专注于股票投资组合，这些投资组合因持有天然气和原油资产而多样化。绩效诊断检查相应最优投资组合的风险和回报权衡。最后，第6节总结并提出了未来可能的扩展。2、文献综述我们介绍美国股市、原油和天然气之间公认的联系。我们还强调了能源商品作为投资组合多元化工具的近期作用。指数商品交易有利于股票和商品市场的整合（Domanski和Heath，2007；Silvennoinen和Thorp，2013；Tang和Xiong，2012）。它还强制执行股票和商品价格之间的协动。这种模式支持这两个资产类别之间以及商品资产类别内所报告的价格/回报相关性（Eckaus，2008；Falkowski，2011；Kilian，2009；Kilian andPark，2009；Parsons，2010；Pindyck，2004）。然而，报告的关系是时变的（Aloui等人，2014年；Brigida，2014年；Gatfaoui，2015年）。

原油和天然气价格是协整的，因此它们表现出一种长期均衡，短期内偏离这种均衡（Brigida，2014；Hartley和Medlock，2014；Miller和Ratti，2009；Villar和Joutz，2006）。原油和天然气价格在短期内确实是解耦的，而在长期内是耦合的（Brown和Yücel，2008；Gatfaoui，2016；Hartley和Medlock，2014；Ramberg和Parsons，2012）。因此，原油特有的冲击或多或少需要时间来影响天然气价格。这种特性为社区市场上潜在的市场时机选择策略打开了大门。因此，将原油和天然气商品纳入投资组合是有意义的。此外，大宗商品可以帮助缓解由此产生的投资组合风险。关于风险缓解前景，商品市场为市场参与者带来了一些利益。如今，他们作为有效的投资组合多元化者的作用得到了强烈认可（Goergiev，2001；Jensen et al.，2000；Satyanarayan和Varangis，1996）。例如，大宗商品期货有助于股本组合的多样化。它们有助于降低风险，并可能提高投资组合的回报（Hensel和Ankrim，1993；Lee和Leuthold，1985）。顺便说一句，商品市场与股票市场呈现负相关（接近零）（Harvey和Erb，2006）。这种负相关或零相关为股本组合提供了多样化回报（Conover等人，2010）。大宗商品还有助于提高任何传统投资组合的预期回报，包括股票、债券和现金（Bekkerset al.，2009）。

因此，将商品添加到投资组合中有助于降低（稳定）投资组合的可用性，并稳定（增加）相应的回报（Conover等人，2010；Christopherson等人，2004；Harvey和Erb，2006；Kim等人，2011）。特别是，它们有助于降低投资组合的损失风险（Daigler等人，2016年）。例如，在金融危机期间，投机泡沫导致油价飙升。将大宗商品纳入投资组合会带来更多好处，尤其是在股票市场具有弹性且通胀较大的情况下。商品期货与股票/债券收益呈负相关，而与预期通货膨胀和意外通货膨胀的变化呈正相关（Zvi和Rosanky，1980；Gorton和Rouwenhorst，2006）。因此，大宗商品可以对冲意外通胀（至少从长期来看），因为它们是实物资产（Greer，2006；Hensel-andAnkrim，1993；Kaplan和Lummer，1997）。然而，随着时间的推移，商品的多样化效益也会有所不同。多元化的有效性对金融市场的干扰很敏感（即压力市场时代；Büyüksahin等人，2010年；Cheung和Miu，2010年）。商业周期也会影响这种关系（Chevallier和Ielpo，2013；Chevallier等人，2014）。例如，当股票和商品市场之间的相关性很强时，商品的多样化力量就会消失（Silvennoinenand Thorp，2013）。3、能源和股市数据我们总结了原油、天然气和标准普尔指数时间序列的统计特征和关键属性。3.1.   数据集和属性与Gatfaoui（2015）相似，我们考虑1997年1月8日至2013年1月29日的每日对数回报（即每个系列4032次观测）。

这些数据包括美国能源信息管理局的Henry Hub海湾海岸天然气现货价格（Gas）、西德克萨斯中质交易所的WTI原油固定订单价格（oil）以及DataStream的标准普尔500指数收盘价（SP500）。选定的样本窗口包含几个市场干扰。骚乱指的是1997年的亚洲危机、1998年的LTCM对冲基金违约、2000-2002年的网络泡沫、2005年5月的美国。S、 信贷危机、2006年Amaranth对冲基金崩溃以及2007-2009年次级抵押贷款市场危机。这种干扰会影响商品和股票市场之间的因果关系和依赖关系。而且，它们可能会引发这种关系的结构性变化。Gatfaoui（2015）报告了倾斜的、轻量级的、非高斯的、但平均平稳回报。此外，原油、天然气和SP500指数收益率在各自的方差中表现出结构性变化，而其各自的均值表现出独特的制度。报告的五个断点允许识别六个差异期。这六个期间总结为四种可能的差异制度（见图1）。四个方差区域包括极低（VL）、低（L）、中（M）和高（H）区域。

方差区域特定于每个收益序列（见表1）。图1:SP500指数收益率的方差机制稳定1：石油和天然气价格收益率的方差机制，和SP500指数返回斯佩里奥加斯石油SP500日期*制度**日期制度日期Regime01/08/9710/02/01L01/08/9701/23/98VL01/08/9707/25/03M10/03/0103/14/03H01/26/9806/26/03M07/28/0307/19/07VL03/17/0302/20/07M06/27/0308/20/08L07/20/0708/29/08L02/21/0703/19/09L08/21/0806/09H09/02/0806/22/09H03/20/0901/11/09H06 2011年10月27日、2006年23日、2012年12月20日、2011年1月12日、1001年29日、13VL10年28日、1101年29日、13VL12年21日、1101年29日、13L年*基准期的开始和结束**收益的方差状态：极低（VL）、低（L）、中（M）和高（H）。3.2.   跨方差区域的多元依赖结构在多元水平上，以前的收益率特定方差区域总结为十个时期。这十个时期总结为九个差异制度（见Gatfaoui，2015）。原油、天然气和SP500回报之间的联合依赖结构在这十个时期内进行了研究，或在这九个方差制度中进行了同等研究。这组可能的表示包括Clayton、Frank、Gauss、Gumbel和Student T copulas。这种连接符处理各种尾部行为（即不存在、对称、下或上尾部依赖；Cherubini等人，2004年；Embrechts等人，2003年；Gatfaoui，2010年；McNeil等人，2005年；Patton，2009年；Sklar，1973年）。

因此，三维依赖结构研究了极端的依赖性（见表2）。表2：跨方差区域的最佳相关性结构周期开始-结束区域*SP500/石油/天然气copula尾部符号**1 01/08/97-01/23/98 M/VL/L Gumbel Upper+2 01/26/98-10/02/01 M/L Gumbel Upper+10/03/01-03/14/03M/M/HClayton Lower+4 03/17/03-02/20/07 VL/L/M Gauss Noneρ（SP500，石油）=–ρ（SP500，天然气）=–ρ（石油，天然气）=+5 02/21/07-07 2007年7月19日第1/1/1页Gumbel Upper+607/20/07-08/20/08 L/L/L Frank None+7 08/21/08-03/19/09 H/H/L Gauss Noneρ（SP500，油）=+ρ（SP500，气）=+ρ（油，气）=–03/20/09-01/11/10M/M/HGauss None+9 01/12/10-10/27/11 M/L/VL T对称+10 10 10/28/11-01/29/13 L/VL/VL/VL T对称ρ（SP500，油）=+ρ（SP500，气）=–9ρ（石油、天然气）=–*回报率的变化模式：极低（VL）、低（L）、中（M）和高（H）**相关参数的符号，ρ（X，Y）表示当a 33计算相关矩阵，并显示各种相关符号。在前三个时期，SP500方差制度驱动尾部依赖。在剩余时期内，能源商品的变化机制驱动了依赖结构。90年代末和21世纪初的股市动荡与上尾依赖相吻合。尾部依赖性对投资组合管理提出了挑战，因为它指的是SP500指数、原油和天然气的低和/或高极端回报之间的共同作用。根据Gatfaoui（2015），原油、天然气和SP500的变化机制之间的平衡会随着时间推移产生尾部依赖。因此，这三种资产之间的联合依赖结构是政权转换。因此，由SP500指数、原油和天然气资产组成的多元化投资组合需要在不同的制度之间进行重新分配。