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2022-5-25 09:59:13
此外,Vc的最优性方程(5.1)可以写成定点方程V=TV。Davis和Farid【23】观察到,这可以用来获得PDMP控制问题中值函数的粘度解决方案特征,现在我们解释如何在我们的框架中应用这一想法。ψ:eY的定义→ R+函数Fψ:eY×R+×RK+2→ R byFψ(ey,v,p)=- sup公司- (ρ+λ(ey,ν))v+g(ey,ν)p+`ψ(ey,ν):ν∈ [0,νmax].与控制问题(5.3)相关的动态规划方程isFψey,vψ(ey),vψ(ey)= ey为0∈ inteY,vψ(ey)=h(ey)表示ey∈ eY。(5.4)此外,由于V=TV,我们期望V在适当的意义上解决方程Fvey,V(ey),V(ey)= 0,用于ey∈ inteY,V(ey)=h(ey)表示ey∈ eY。(5.5)备注5.1。请注意,方程式(5.4)和(5.5)的不同之处在于,(5.4)中的函数fψ随ψ固定而进入,而(5.5)中的函数FV起作用。这反映了一个事实,即与方程(5.4)相关的控制问题(5.3)具有外源给定的运行成本,而在导致方程(5.5)的优化问题(5.1)中,函数与固定点方程的解有关,因此运行成本是内生的。方程(5.4)和(5.5)有两个问题:vψ和Vare通常不是C函数,以及这些函数在非活动部分的值边界的eY由下式确定。因此,在Barles[6]之后,我们研究了粘度解的以下概念。定义5.2。1.
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2022-5-25 09:59:17
如果对于所有φ,有界上半连续(u.s.c.)函数v oneY是(5.4)的粘性子解∈ C(eY)和所有局部极大值eY∈v的eY- φ1 hasFψey,v(ey),φ(ey)≤ ey为0∈ inteY,最小值Fψey,v(ey),φ(ey), v(ey)- h(ey)≤ ey为0∈ eY。(5.6)有界下半连续(l.s.c.)函数u oneY是(5.4)的粘度上解,如果对于所有φ∈ C(eY)和所有局部极小值eY∈u的eY- φ1 hasFψey,u(ey),φ(ey)≥ ey为0∈ inteY,max公司Fψey,u(ey),φ(ey), u(ey)- h(ey)≥ ey为0∈ eY。(5.7)(5.4)的粘度解vψ要么是一个连续函数,它既是(5.4)的子解也是上解,要么是一个有界函数,其u.s.c.和l.s.c.包络是asub,上解是(5.4)。如果F=Fv的关系式(5.6)成立,则有界u.s.c.函数v oneY是(5.5)的粘度子解。类似地,如果(5.7)对F=Fu成立,则有界l.s.c.函数u oneY是(5.4)的粘度上解。最后,Vis是(5.5)的粘度解,如果它既是asub又是该方程的上解。请注意,定义5.2允许某些边界点Sey的vψ(ey)6=h(ey)的情况∈ eY。特别是,如果Fψey,vψ(ey),vψ(ey)= 粘度意义上的0,(5.6)和(5.7)与h(ey)的值无关。定理5.3。假设假设假设2.1和4.7成立。然后给出了(5.5)ineY连续粘度解的值函数。此外,比较原则适用于(5.5):如果v≥ 0是子分辨率,u≥ 0一个(5.5)的上解,使得v(ey)/w和u(ey)/w是有界的,并且使得v=u=h在活动边界ΓofeY上,那么v≤ u在inteY上。因此,Vis是(5.5)的唯一连续粘度溶液。证据首先,根据定理4.10,Vis连续。
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2022-5-25 09:59:21
此外,Barles【6,定理5.2】暗示粘度解为(5.4),ψ=Vand,因此为方程(5.5)。接下来我们证明了比较原理。为了建立不等式v≤ u我们在(5.4)的比较结果上使用基于Tand单调性的归纳论点。Letu:=u,定义u=T u。根据Barles【6,定理5.2】,u是(5.4)的粘度解,ψ=u。此外,u(ey)/w是有界的,因此u=h在Γ上。既然是(5.5)的上解,它也是(5.4)的上解,ψ=u。Barles[6,定理5.7]给出了不等式u≤ uon inteY,因为函数u+和u-该理论的定义与我们的案例一致。现在确定感应un=Tun-1,假设un≤ 联合国-然后,利用T的单调性,我们得到了+1=Tun≤ Tun公司-1=联合国。这证明un+1≤ unfor每n个∈ N、 此外,如第4.3节所述,序列{un}N∈nConverge为V,因此un≥ 对于所有n,我们可以用同样的方法构造一个函数序列{vn},其中v=v,使得vn↑ 五、 我们得出结论V≤ 五、≤ u、 其余的陈述很清楚。备注5.4。请注意,Davis和Farid[23]中的结果并不直接适用于我们的情况,因为我们的模型不满足他们关于横向边界向量场g行为的假设。此外,Davis和Farid[23]没有给出(5.5)的比较原则。最后,我们显式地编写了动态规划方程(5.5)。
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2022-5-25 09:59:24
为此,我们使用λ(ey,ν)=PKk=1πkηP(t,ek,ν,R),定义g,定义lVin(5.2),得到0=五、t(t,w,π)+supH(ν,t,w,π,V,五) :ν∈ [0,νmax], (5.8)H(ν,t,w,π,V,五) =-ρV+ν(1- f(ν))- ν五、w(t,w,π)+KXk,j=1五、πk(t,w,π)πjqjk公司- πkZRuk(t,ν,π,z)ηP(t,ej,ν,dz)+KXj=1πjZRV(t,w,π,z)ηP(t,ej,ν,dz),(5.9)和V(t,w,π,z):=(1+z)Vt、 w,(πi(1+ui(t,ν,π,z)))i=1,。。。,K- V(t,w,π)。该方程与与受控马尔可夫过程(W,π)相关的标准HJB方程一致。使用粘度解理论的优点是,即使Vis仅仅是连续的,我们也能给出这个方程的数学意义。这与我们的情况有关。实际上,在下一节中,我们将给出一个简单的示例,其中Vis不是C.5.2的反例。我们现在给出一个设置中的示例,其中值函数是动态规划方程的粘度解,而不是经典解。准确地说,我们在示例2.2的上下文中使用线性永久价格影响和确定性补偿器ηP。为简单起见,我们让ρ=0,s=1,h(w)≡ 0,f(ν)≡ 0(期末结算价值为零,无临时价格影响)。在这种情况下,需要施加清算率的外生上限νmaxon,以确保控制集是紧凑的,并且存在粘度溶液(见备注5.5)。此外,我们假设cup<cdown。因此,函数ηPfrom(2.6)由ηP(ν):=θ(cup- cdown(1+aν))和ηP(ν)<0表示ν>0。因此,对于任何可容许的ν,Sν都是一个超鞅,我们推测,为了减少因投标价格下降而造成的损失,最好尽快出售。用τ(w)表示:=w/νmax清算库存w所需的最短时间。因此,最优策略由ν给出*t=νmax[0,τ(w)∧T](T)。
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2022-5-25 09:59:27
此外,对于t<τ(w)∧ T有ηP(νT)=ηP(νmax)和E(S*t) =经验值tηP(νmax). 因此我们得到了j(ν*) =Zτ(w)∧TνmaxexpuηP(νmax)杜。通过求解该积分,我们得到以下候选值函数v(t,w):=νmaxηP(νmax)nexpηP(νmax)(τ(w)∧ (T- t) ()- 1o,(t,w)∈ [0,T]×[0,νmax]。(5.10)为了验证Vis实际上是值函数,我们显示Vis是HJB方程5.8的粘度解。在当前设置中,此公式变为-五、T- supnν- ν五、w+ηP(ν)V:ν∈ [0,νmax]o=0。(5.11)首先注意,V符合正确的终端和边界条件。定义集合:={(t,w)∈ [0,T]×[0,w]:τ(w)=(T- t) }。函数Vis-Con[0,T]×[0,w]\\G,它是这个集合上的(5.11)的经典解。然而,Vis在G上是不可微的,因此并非处处都是经典解。固定某个点(t,w)∈ G、 为了表明粘度为(5.8)的Vis溶液,我们需要验证这一点的亚溶解性。(对于上解性质,没有什么可显示的,因为没有C-函数φ使得V- φ具有局部最小值in(t,w)。)考虑φ∈ C如此V- φ在(t,w)中有一个局部最大值。通过考虑函数t 7的左导数和右导数→ (五)- φ) (t,w)分别为w 7→ (五)- φ) (t,w)我们得到了φ的偏导数的下列不等式-νmaxeηP(νmax)(T-t)≤φt(t,w)≤ 0和0≤φw(t,w)≤ 经验值ηP(νmax)τ(w).此外,它在G上保持V(t,w)=νmaxηP(νmax)经验值ηP(νmax)(T-t)-1.. w=νmax(T-t) 在G上,相对于t的微分给出φT- νmaxφW(t,w)=-νmaxexpηP(νmax)(T- t). (5.12)应用不等式φ我们得到了这个supnν- νφw+ηP(ν)V:ν∈ [0,νmax]o=νmax-φw+eηP(νmax)(T-t).使用(5.12)得出-φT- sup公司ν- νφw+ηP(ν)V:ν∈ [0,νmax]= 0,因此为Subsolution属性。备注5.5。
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2022-5-25 09:59:31
很容易看出,对于νmax→ ∞ 值函数Vfrom(5.10)收敛到v0,∞(t,w):=-θcdowna经验值(-wθacdown)- 1.V0,∞是方程(5.11)的严格(经典)超解,自ν- ν五、w+ηP(ν)V=1.- E-wθacdown杯子- cdownacdown公司< 所以我们得到了V0,∞大于或等于νmax=∞, 因为它是具有有界最大销售率的价值函数的极限,所以它也小于或等于。这可以得出V0,∞是νmax=∞.6个例子和数值结果在本节中,我们研究了模型中的最优清算率和预期清算利润。具体而言,我们在示例2.3的框架内工作,即ηPdepends在清算策略以及两状态马尔可夫链上的示例。我们关注两个不同的研究问题:i.)模型参数对最优清算率形式的影响;ii.)额外的清算利润来自随机过滤的使用以及与经典方法的比较。此外,我们还报告了一项小型校准研究的结果。数值方法。由于示例2.3设置中(5.9)中的方程无法解析求解,因此我们采用数值方法。我们采用显式有限差分格式来求解HJB方程并计算相应的清算策略。首先,我们通过时间反演将HJB方程转化为初值问题。给定时间离散化0=t<····<tk<···<tm=t,我们设置Vt=h,给定Vtk,我们近似清算策略如下:*tk(w,π):=argmaxν∈[0,νmax]H(ν,tk,w,π,Vtk,discVtk),(6.1)其中讨论梯度算子,用适当的有限差分替换导数。
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2022-5-25 09:59:34
在续集中,我们提到ν*tkfrom(6.1)作为候选最优清算率。这样我们就可以获得值函数的下一次迭代,Vtk+1=Vtk+(tk+1- tk)H(ν*tk,tk,w,π,Vtk,discVtk)。(6.2)由于比较原理成立,如定理5.3所示,且值函数是我们的HJB方程的唯一粘度解,因此我们通过Barles和Souganidis【7】、Dang和Forsyth【21】中类似的参数,将建议的程序收敛到值函数;详情见附录C。使用候选最优策略的动机如下:通过有限差分近似(6.2)获得的值函数可被视为近似控制问题中的值函数,其中状态过程遵循离散时间马尔可夫链,候选最优策略(6.1)是近似问题中的最优策略,参见Fleming和Soner的第九章【24】。价值函数的有限差分近似的收敛结果表明,候选最优策略在原始问题中几乎是最优的。然而,对候选最优策略的最优性性质的形式化分析超出了本文的范围。6.1候选最优清算率。我们首先计算候选最优清算率ν*tk对于示例2.3,假设临时价格影响的形式为f(ν)=cfν,对于>0。因为所有t的πt+πt=1∈ [0,T],我们可以从状态变量集中消除过程π。在后半部分中,我们用πt表示处于良好状态的条件概率,用V(t,w,π)表示在点(t,w,(π,1)处计算的值函数- π) )。计算ν*tkwe替换(3.5)中给出的函数ui和过程的动力学(πt)0≤T≤t从(3.6)转化为一般的HJB方程(5.8)。
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2022-5-25 09:59:37
用πpostt=πtcdownπtcdown+(1)表示- πt)cdown,0≤ T≤ T、 状态的更新(后验)概率egiven表示T处发生向下跳跃。此外,通过δVδwand和δVδπ表示(6.1)中出现的离散化偏导数。替换为(5.9)导致ν*tk=argmaxν∈[0,νmax]ν(1- cfν)- νC(tk,w,π), 式中(6.3)C(tk,w,π)=δVδw(tk,w,π)+δVδπ(tk,w,π)π(1- π) a(cdown- cdown)-(1)- θ) V(tk,w,π柱)- V(tk,w,π)(πcdown+(1- π) cdown)a。(6.4)最大化(6.3)关于ν,我们得到*如果C(tk,w,π)>1,tk=0;对于C(tk,w,π)≤ 1一个有ν*tk=eν*∧ νmax,其中eν*求解方程1- cf(+1)ν=C(tk,w,π)。(6.5)在我们的数值例子中,我们选择了足够大的νmax,以便约束νt≤ νmaxis从不绑定。ν的表征(6.5)*tkis非常直观:1- cf(+1)ν给出了由于ν增加而产生的边际清算收益,而C(tk,w,π)可被视为ν增加的边际成本(见下文)。对于C(tk,w,π)≤ 1,eν*通过将边际效益和边际成本相等得出;对于C(tk,w,π)>1,所有ν的边际收益小于边际成本≥ 0和ν*tk=0。候选最优清算率ν*因此,tkis由边际成本C(tk,w,π)决定,我们现在对(6.4)中的术语进行经济解释。
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2022-5-25 09:59:41
首先,δVδ是边际机会成本,因为出售库存会减少未来可清算的金额。此外,它认为-(1)- θ) V(tk,w,π柱)- V(tk,w,π)= θV(tk,w,πpost)-V(tk、w、π柱)- V(tk,w,π).θV(tk,w,πpost)表示由于回报过程中向下跳跃而导致的预期清算价值减少,以及(πcdown+(1- π) a是向下跳跃强度的边际增加,因此θV(tk,w,πpost)(πcdown+(1- π) cdown)a(6.6)衡量因永久价格影响而产生的边际成本;在续集中,我们提到(6.6)流动性成本。最后,请注意πpost- π=π(1-π) (cdown)-cdown)πcdown+(1-π) C下降。因此,(6.4)中的剩余项等于-V(tk、w、π柱)- V(tk,w,π)-δVδπ(tk,w,π)(π柱- π)a(πcdown+(1- π) cdown)。(6.7)模拟表明,Vis在π中是凸的;这很自然,因为它意味着真实状态的不确定性会降低最佳清算价值。因此,(6.7)为负,这导致候选最优清算率(6.5)增加。自π后- π是π的最大值≈ 0.5,如果投资者不确定真实状态,这种影响最为明显。因此(6.7)可以被视为一种不确定性修正,如果交易者对真实状态不确定,那么他可以更快地卖出。数值分析和不同的价格影响参数。为了进一步了解候选最优清算率的结构,我们借助于数值实验。我们使用表1中给出的参数集。此外,我们设置清算值h(w)≡ 0;这相当于对T的任何剩余库存进行严重处罚。
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2022-5-25 09:59:44
在不丧失一般性的情况下,我们将s设置为1,以便预期清算利润等于V.wTρθcup,cdowncdown,cupaqq6000 2天0.00005 0.001 1000 900 7×10-60.6表1:数值实验中使用的参数值。首先,我们讨论了临时价格影响大小不同的候选最优清算率的形式,即对于不同的cf,将永久价格影响参数a保持在中等值a=7×10不变-图2显示了t=0时,作为w和π函数的中大型临时价格影响的清算率。图为a曲线图:白色区域对应于ν=0,灰色区域对应于中等速度的销售,另请参见图下方的颜色栏。比较这些图表,我们可以看到,对于较高的临时价格影响(高cf),交易者倾向于在状态空间上更均匀地进行交易,以保持由于暂时价格影响较小而产生的成本。候选最优策略由两个区域组成:一个是卖出区域,交易者以某种(变化的)速度卖出;另一个是等待区域,交易者根本不卖出。ν的反应*通过对(6.5)的检查,也从理论上证明了cfcan中tkto的变化。图2:cf=10时清算政策随w(横坐标)和π(纵坐标)变化的等高线图-5(左),cf=5×10-5(右)和t=0,例如2.3。现在我们研究了永久价格影响a对候选最优清算率形式的影响。图2显示,对于中等a,清算率在π中降低,在库存水平中增加。当永久性价格影响变得很大时,情况就会发生变化。图3描述了部分信息下的销售和等待区域,这取决于库存水平w和过滤概率π(a=7×10-5.
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2022-5-25 09:59:47
对于这个值,thesell区域形成了一个从w和π的低值到w和π的高值的带。特别是,对于大w和小π,存在一个交易者不出售的赌博区域,即使π的小值意味着出价呈下降趋势(请记住π给出了Y处于良好状态的可能性)。图3:cf=10时清算政策随w(横坐标)和π(纵坐标)变化的等高线图-5和a=7×10-5和t=0,例如2.3。ν的观察形式*Tkha如下解释。我们的数值实验表明,对于选定的参数值,Vis几乎在π内呈线性,因此不确定度校正(6.7)可以忽略不计。因此清算率ν*由机会成本δVδw(tk,w,π)和非流动性成本(6.6)的相互作用确定的TKI。我们发现机会成本在π中增加。这是非常直观的:在良好的状态下,投资者预期投标价格会上涨,这使得额外的库存更有价值。此外,我们发现δVδw(tk,w,π)在w中减少,即最优清算问题的规模收益递减。流动性成本具有相反的单调性:它在w中增加(与V(tk,w,πpost)成比例),对于给定的参数,在π中减少。现在,对于机会成本的较小值,所有(w,π)的非流动性成本占主导地位,而C(tk,w,π)在π中增加,在w中减少。通过(6.5),清算率在π中减少,在w中增加,这与图2中观察到的单调性行为一致。如果a较大,则情况更复杂。机会成本在小w中占主导地位,导致清算率在π中下降。当w较大时,非流动性成本占主导地位,C在π内递减,而最优清算率在π内递增。
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2022-5-25 09:59:51
对于足够大的w,这种影响足以产生图3中观察到的意外赌博区域。其他模型组件的影响。实际上,ηPis的支撑大于{-θ、 θ}因为价格可能会上涨一个以上。因此,测试ν的灵敏度很重要*关于支架的精确形式。为此,我们计算了不同参数集▄θ,▄cupi,▄cdowni,i=1,2,其中▄θ=2θ和▄cupi=0.5cupi,▄cdowni=0.5cdowni,i=1,2的候选最优策略。注意,对于新参数,ηPis的支持度不同,但两个州的投标价格预期回报率相同。我们发现,液化值和候选最优策略与原始情况几乎相同。这表明,我们的方法对于η支持的确切形式非常稳健,并且只使用了一个简单模型,其中只有两个可能的值,用于R.6.2跳跃大小的滤波增益,并与经典方法进行比较。在本节中,我们将使用最佳清算率的预期收益与atrader的预期收益进行比较,后者错误地使用了示例2.2中具有确定性ηPas的模型。我们在确定性模型中使用以下参数:cup=0.5cup+0.5cup,cdown=0.5cdown+0.5cdown,也就是说交易者忽略了制度转换,但在整个过程中使用马尔可夫链的平稳分布,我们将cf设置为5×10-5(高临时价格影响)。计算最终清算率ν*,dettk,我们考虑值函数V0,例如det2.2。V0,t和w的detisa函数,它是HJB方程的唯一粘度解V0,detT- ρV0,det+supν∈[0,νmax]nν(1- cfν)- νV0,detW- ηP(ν)V0,deto=0,(6.8),其中ηP(ν)=θcdowna。
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2022-5-25 09:59:55
然后ν*,dettkis是(6.8)中的最大值(用有限差分代替偏导数),仅取决于时间和库存水平。在我们的数值实验中,使用过滤的预期收益等于原始w=6000的7.56%。这表明,使用过滤模型的额外复杂性可能是值得的。备注6.1(与Almgren和Chriss【1】的比较)。有趣的是,最优清算率ν*,dettkis与著名的Almgren和Chriss模型的几何版本中的最优速率相同,在续集中称为几何AC模型,参见Gatherel和Schied等[26]及其参考文献。特别是,业绩比较也适用于投资者使用这一经典模型的情况。在几何AC模型中,假设对于布朗运动B,投标价格具有动态Sνt=(R)ηP(νt)Sνtdt+σSνtdBt,(6.9)。根据标准参数,几何AC模型中最优清算问题的值函数Vac的HJB方程为真空吸尘器T- ρVAC+supν∈[0,νmax]nsν(1- cfν)- ν真空吸尘器W- ηP(ν)s真空吸尘器s+σs真空吸尘器so=0。此外,由于VAC在s中是均匀的,VAC(t,s,w)=sV0,AC(t,w)。因此真空吸尘器s=0,V0的HJB方程得出(6.8)。因此,几何AC模型和带确定性补偿器的跳跃模型中的最优清算率是一致的。请注意,跳跃模型和几何AC模型(6.9)之间的等效性仅适用于补偿器具有确定性的情况:由不可观测马尔可夫链驱动漂移的形式(6.9)模型将导致过滤器的扩散方程,从而导致扩散过程的控制问题。6.3模型校准。最后,我们报告了一项小型校准研究的结果。
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2022-5-25 09:59:58
我们使用EM算法的稳健版本来估计示例2.3中模型规范的投标价格动态参数;有关方法的详细信息,请参见Damian等人【20】。首先,为了测试算法的性能,我们对两个不同参数集的模拟数据进行了研究。在集合1中,我们使用表1中的参数;在集合2中,我们使用cup=cup=cdown=cdown=1000,即我们考虑在真实数据生成过程中没有马尔可夫切换的情况。然而,EM算法允许在这两个状态中使用不同的参数,因此,如果EM方法指出数据中不存在的虚假政权变化和交易机会,那么参数集2就是一个测试。该练习的结果如图4所示,其中我们绘制了Y的隐藏轨迹,以及使用估计模型参数从模拟数据生成的FilterEstimateBy。我们看到,在左图中,过滤器很好地捕捉到了政权的变化,在右图中,估计值始终接近1.5,即估计模型正确地表明数据中没有马尔可夫转换。最后,我们将该算法应用于谷歌股价的出价数据,以1秒的频率采样。EM估计值为bcup=2128,bcup=1751,bcdown=1769,bcdown=1888,这表明了与我们模拟研究中使用的值相同的定性行为。图5给出了后续过滤器的轨迹。需要进行广泛的实证研究来证实和重新确定这些结果,但这超出了本文的范围。感谢几位匿名推荐人提出的有用建议,以及卡米拉·达米安的出色研究协助,作者对此表示感谢。感谢维也纳科学技术基金会(WWTF)通过MA14-031项目提供的支持。
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2022-5-25 10:00:02
INdAM GNAMPA通过UFMBAZ-2017/0000327和UFMBAZ-2018/000349项目部分支持K.Colaneri的工作。本文的一部分是在K.Colaneri通过A.Pascoli 20,06123 Perugia,Italy与佩鲁贾大学经济系以及英国利兹利兹大学数学学院(LS2 9JT)合作时撰写的。M、 Sz"olgyenyis受AXA研究基金资助,“随机微分时间滤波估计的数值方法0 212时间滤波估计0 212图4:使用EM算法的参数估计作为输入计算的马尔可夫链Y(虚线)和相应滤波器(直线)的轨迹。左图:参数集1的结果(带马尔可夫切换);右图:图状态e(e)中参数集2(noMarkov切换)的结果由值1(值2)表示,Byt=πt1+(1- πt)2。参数集1的估计参数如下:bcup=993;bcup=875;bcdown=842;bcdown=960。对于参数集2,我们得到bcup=940;bcup=941;bcdown=945;bcdown=957。时间过滤估计0 112图5:根据2012年6月21日谷歌股价计算得出的BY轨迹,采样频率为1秒。(数据来自LOBSTER数据库,请参阅https://lobsterdata.com)不规则系数方程及其在风险理论和数学金融中的应用“.本文的一部分是在M.Szolgyenyi与瑞士应用数学学院和RiskLab(瑞士苏黎世理工学院,R"amistrasse 101,8092Zurich,Switzerland)以及奥地利维也纳经济和商业大学统计与数学研究所(Welthandelsplatz 1,1020 Vienna,Austria)合作时撰写的。设置和筛选:证明和附加结果引理A.1。假设假设2.1成立。修正m>w/T,并考虑一些FS adaptedstrategyν,其值在[0,m]中。
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2022-5-25 10:00:07
定义:=0∨ sup公司ZR(z+2z)ηP(t,e,ν,dz):(t,e,ν)∈ [0,T]×E×[0,m].然后C<∞, E((Sνt))≤ 截面,和(RtSνs-dMRs)0≤T≤这是一个真正的鞅。证据为了简化符号,我们为Sνt编写了St。我们从St的界开始。首先注意,C是由假设2.1确定的。在跳转时间tnr时,它保持STn=STn-(1+RTn)和森林- STn公司-= STn公司-RTn+2STn-RTn。因此,St=S+RtRRSs-(z+2z)uR(dz,ds),我们得到E(St)=S+EZtZRSs(z+2z)ηP(s,Ys-νs-, dz)ds≤ S+CZtE不锈钢ds,所以E((Sνt))≤ SeCtby Gronwall不等式。表明R·Ss-dMRsis是一个真鞅,我们证明了这个过程具有可积的二次变差。自从R·Ss-dMRst=RtRRSs-zuR(dz,ds),我们有Z·Ss-dMRsT= EZtSsZRzηP(s,Ys-, νs-dz)ds≤ SCZteCsds,每t∈ [0,T],其中▄C=supRRzηP(t,e,ν,dz):t∈ [0,T],e∈ E、 ν∈ [0,米]根据假设2.1确定。引理3.1的证明。条件(2.8)和(2.9)暗示▄Z是真鞅,参见Protterand Shimbo【32】。此外,β(t,Yt-, νt-, z) >-1,自dηPt(t,ei,ν;dz)/dηQt(dz)(z) 假设>0。这意味着Ezt>0,因此P和Q是等价的。随机测度的Girsanov定理(见[11,VIII,定理T10])表明,在P下,uR(dt,dz)具有可预测的补偿器(β(t,Yt-, νt,z)+1)ηQt(dz)dt。根据β的定义,这等于ηP(t,Yt-, νt,dz)dt。此外,eZ和Y是正交的,因为R和Y没有共同的跳跃,所以Y的定律在P和Q下是相同的。定理3.2的证明。我们的推导类似于[5,定理3.24]的证明,该证明处理了观测过程是漂移布朗运动的经典情况。回想一下,对于函数f:E→ R f(Yt)的半鞅分解由f(Yt)=f(Y)+RthQf,Ysids+Mft给出,其中mf是真(f,Q)-鞅。
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2022-5-25 10:00:12
确定流程= (eZt) 0个≤T≤特比耶兹t: =eZt1+eZt,注意EZt<1/ 每t∈ [0,T]。现在我们开始计算f(Y)。注意[eZ, Y]t=0,每t∈ [0,T],因为R和Y没有公共跳跃。因此,我们从It^o的产品规则中得到简单tf(Yt)=简单T-hQf、Ytidt+eZT-dMft公司- f(Yt-)简单T-ZRβ(t,Yt-, νt-, z) 1+eZt公司-ηQt(dz)dt+f(Yt-)简单T-ZRβ(t,Yt-, ν、 z)1+eZt公司-(1+β(t,Yt-, νt-, z) )uR(dt,dz)。(A.1)接下来,我们展示了RteZ公司s-dMfs | FSt= 0.根据条件期望的定义,这等于赫特斯s-dMfs= 0表示每个有界、FSt可测量的随机变量H.define an(FS,Q)-鞅由Hu=EQH | FSu, 0≤ U≤ T≤ T,注意H=Ht。通过随机测度的鞅表示定理,如[30,Ch.III,Theorem4.37]或[11,Ch.VIII,定理T8],我们得到有界FS可预测随机函数φ,使得ht=H+ZtZRφ(s,z)(uR(ds,dz)- ηQ(dz)ds),0≤ T≤ T现在,应用It^oproduct规则,并对每个t使用[Mf,H]t=[Y,R]t=0∈ [0,T],我们得到了Htztezs-dMfs=ZtHs-简单s-dMfs+ZtZRZseZ公司U-dMfuφ(s,z)uR(ds,dz)- ηQ(dz)ds.上述表达式右侧的两个积分都是鞅。这源于马尔可夫链Y的有限状态性质和z的有界性因此,取期望值,我们得到EQ赫特斯s-dMfs= 声明为0。现在请注意,对于t∈ [0,T]和一个广义可积Ft可测随机变量U it holdsthatEQU | FSt= 均衡器U | FST; (A.2)这可以用类似于[5,命题3.15]的论点来证明。根据(A.1)中的条件期望,应用(A.2)和富比尼定理,我们得到了每个t∈ [0,T],等式简单tf(Yt)| FSt=π(f)1++ZtEQ公司简单s-hQf,Ysi | FSTds+ZtZREQf(Ys-)简单s-β(s,Ys-, νs-, z) 1+eZs公司-(1+β(s,Ys-, ν、 z))| FST!uR(ds,dz)-ZtZREQ公司f(Ys-)简单s-β(s,Ys-, νs-, z) 1+eZs公司-| FST公司ηQs(dz)ds。
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2022-5-25 10:00:16
(A.3)注意,对于每个t∈ [0,T],eZt<eZtand这是可积的。由于β以假设为界,通过支配收敛,我们得到以下三个极限:→0EQ简单tf(Yt)| FSt= 均衡器eZtf(Yt)| FSt,lim公司→0ZtEQ简单s-hQf,Ysi | FSTds=ZtEQeZs公司-hQf,Ysi | FSTds,lim→0ZtZREQf(Ys-)简单s-β(s,Ys-, νs-, z) 1+eZs公司-| FST公司ηQs(dz)ds=ZREQf(Ys-)eZs公司-β(s,Ys-, νs-, z) | FSTηQs(dz)ds。最后,我们考虑(A.3)中关于uR(ds,dz)的积分。设{Tn,Zn}是过程R的跳跃时间序列和相应的跳跃大小。用n(t)表示跳到时间t的次数,因此Tn(t)是t之前的最后一个跳跃时间。然后→0ZtZREQf(Ys-)简单s-β(s,Ys-, ν、 z)1+eZs公司-(1+β(s,Ys-, ν、 z))| FST!uR(ds,dz)=lim→0n(t)Xn=1EQf(YT-n) eZ公司T-nβ(Tn,YT-n、 ν,RTn)1+eZT公司-n(1+β(Tn,YT-n、 νT-NRTn))| FST=n(t)Xn=1EQf(YT-n) eZT公司-nβ(Tn,YT-n、 νT-NRTn)| FST=ZtZREQ公司f(Ys-)eZs公司-β(s,Ys-, νs-, z) | FSTuR(ds,dz)。将之前得到的结果组合起来eZtf(Yt)| FST= π(f)+ZtEQeZs公司-hQf,Ysi | FSTds+ZtZREQf(Ys-)eZs公司-β(s,Ys-, νs-, z) | FSTuR(ds,dz)- ηQs(dz),因此,定理的主张来自(A.2)。B通过MDMs优化:引理4.1的证明和附加结果证明。为了证明这一说法,我们证明向量场的一阶导数在ν中一致有界。的组成部分G魔杖G使用假设2,全部为0和。1,的非零分量Gπi,i=1,K、 可以估计如下。对于i 6=k,gk+3πi=qik公司-πkZRuk(t,ν,π,z)ηP(t,ei,ν,dz)- πkKXj=1πjZRuk(t,ν,π,z)πiηP(t,ej,ν,dz)< maxi,kqik+πkZRuk(t,ν,π,z)ηP(t,ei,ν,dz)+πkKXj=1πjZRdηP(t,ei,ν)/dηQt(z)dηP(t,ek,ν)/dηQt(z)PKl=1πldηP(t,el,ν)/dηQt(z)ηP(t,ej,ν,dz),这小于maxi,kqik+(M+M)λmax。
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2022-5-25 10:00:19
对于i=k,我们得到gi+3πi=检验指导书- 2πiZRui(t,ν,π,z)ηP(t,ei,ν,dz)-Xj6=iπjZRui(t,ν,π,z)ηP(t,ej,ν,dz)-πiKXj=1πjZRui(t,ν,π,z)πiηP(t,ej,ν,dz)< maxiqii(M+3M)λmax引理的证明4.6。首先,我们估计(4.3)中介绍的奖励函数。自从f≥ 0,e-ρt≤ 1和h(w)≤ w、 我们得到r(ex,α)≤ sRτИe-∧αuαudu+se-∧ατИwατИ。部分积分给定zτИe-∧αuαudu=- wαue-∧αuτИ-ZτИλαue-∧αuwαudu≤ W- E-∧ατφwατφ,因此r(ex,α)≤ 软件。接下来我们估计QLb(ex,α)。回想一下“ηPfrom(2.6)”的定义,并让cη:=supηP(t,e,0):(t,e)∈ [0,T]×E. 它认为qlb(ex,α)=ZτИeγ(T-(u+t))e-∧αuKXj=1πjswαu(1+(R)ηP(t+u,ej,αu))du≤sweγ(T-t) cηZτИe-γudu,这里我们使用了wαu≤ w和e-∧αu<1。最后一项以b(ex)cηγ为界,而dm收缩为γ>cη。命题4.8的证明需要以下引理。引理B.1。考虑函数v∈ Cb。然后映射(ex,ν)7→\'Qv(ex,ν)是continuousoneX×[0,νmax]。证据需要说明的是,对于j=1,K映射(t,w,s,π,ν)7→ZRv公司t、 s(1+z),π(1+u(t,ν,π,z),πK(1+uK(t,ν,π,z)ηj(t,ν,dz)是连续的一个x×[0,νmax],其中ηj(t,ν,dz):=η(t,ej,ν,dz)。考虑一个有元素的序列(tn,νn,πn)---→N→∞(t,ν,π)。注意,对于足够大的n,集合{sn(1+z):z∈supp(η)}包含在紧子集[s,s]中 (0,∞). 此外,v在紧集[0,T]×[0,w]×[s,s]×SK×[0,νmax]上一致连续。然后,假设4.7-(2)意味着序列{vn}与vn(z):=vtn,sn(1+z),πn(1+u)(tn,νn,πn,z)。πKn(1+uKn(tn,νn,πn,z)在z上一致收敛∈ supp(η)到v(z):=v(t,s,π,ν,z)。因此,以下估计成立:Zsupp(η)vn(z)ηj(tn,νn,dz)-Zsupp(η)v(z)ηj(t,ν,dz)≤Zsupp(η)vn(z)- v(z)ηj(tn,νn,dz)+Zsupp(η)v(z)ηj(tn,νn,dz)-Zsupp(η)v(z)ηj(t,ν,dz).
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2022-5-25 10:00:22
(B.1)最后,(B.1)中的第一项可以通过λmaxsup{| vn(z)估计- v(z)|:z∈ supp(η)},当vn一致收敛到v时,它收敛到零;(B.1)中的第二项通过假设4.7-(1)(映射(t,ν)的连续性)7收敛到零→ ηj(弱拓扑中的t,ν,dz)。C有限差分近似的收敛Barles和Souganidis【7】引入了数值格式收敛到HJB方程粘度解的条件。这些条件是一致性,这意味着微分算子收敛到微分算子,稳定性,即当时间和空间步长收敛到零时,有限微分算子保持有界,以及单调性,这意味着映射Vtk7→ (6.2)中的Vtk+1是单调的。此外,极限HJB方程的比较原则需要保持不变。在续篇中,我们给出了示例2.3的离散化格式,在第6节中进行了数值处理,并验证了上述条件。对于微分算子的离散化,我们使用Fleming和Soner【24,第九章】中所述的标准微分方案。为了满足单调性条件,我们需要使用迎风格式对一阶项进行适当离散:根据系数的符号,我们使用前向或后向差分算子。在例2.3中,积分w.r.t.η产生一个和,该和通过网格点之间的插值计算。对于将s作为状态变量的HJB方程,验证Barles和Souganidis【7】、Dang和Forsyth【21】的收敛条件比验证简化后的方程更容易。通过使用s中V的齐性,简化方程的收敛性如下,。设m,mbe为w,π方向的步长。在我们的计算中,我们选择m=10和m=1/20。对于固定时间点tkwe,确定控制ν=ν*tk(s,w,π),通过最大化H,见(6.1)。
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2022-5-25 10:00:26
HJB方程的离散化版本为V(tk+1,s,w,π)=V(tk,s,w,π)+(tk+1- tk)h- ζ(tk,w,π)V(tk,s,w,π)+ζ(tk,w,π)V(tk,s,w- m、 π)+(ζ(tk,w,π)+ζ(tk,w,π)|)V(tk,s,w,π+m)+(ζ(tk,w,π)- |ζ(tk,w,π)|)V(tk,s,w,π- m) +λ(tk,w,π)Vtk,s(1- θ) ,w,πcdownπcdown+(1- π) cdown公司+ λ(tk,w,π)Vtk,s(1+θ),w,πcupπcup+(1- π) 杯子i+(tk+1- tk)(ν- cfν+1)s,(C.1)其中ζ(tk,w,π)=νm,ζ(tk,w,π)=(πq+(1- π) q)- π(1- π)(1+aν*tk(w,π))(cdown- cdown)+杯- 杯子,λ(tk,w,π)=(πcdown+(1- π) cdown)(1+aν),λ(tk,w,π)=(πcup+(1- π) cup),ζ(tk,w,π)=ρ+ζ(tk,w,π)+ζ(tk,w,π)+λ(tk,w,π)+λ(tk,w,π)。在活动边界上,我们设置V=h。由于使用了迎风格式,在边界的非活动部分,(C.1)的解是内生的,即通过状态空间内部的Vin值确定的。请注意,这符合定义5.2中极限方程的边界条件公式。通过施工,该方案是一致的。为了获得稳定性,我们需要选择非常小的时间步长,即tk+1- tk公司≤ 1/ζ(tk,w,π)。单调性要求微分算子系数的正性和积分项的适当正交权重(后者见Dang和Forsyth[21])。在我们的上下文中,这是成立的,因为ζ、λ、λ是正的,并且V(tk、s、w、π+m)、V(tk、s、w、π)的系数- m) 通过构造是正的(我们使用的构造是将系数ζ分解为正负部分的一种容易实现的方法)。因此,ζ也是正的。由于我们在定理5.3中也证明了比较原理成立,并且值函数是我们的HJB方程的唯一粘度解,因此我们得到了所提格式对值函数的收敛性。参考文献【1】R.Almgren和N.Chriss。
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2022-5-25 10:00:30
投资组合交易的最佳执行。《风险杂志》,2001年3:5-40。[2] R.Almgren、C.Thum、E.Hauptmann和H.Li。直接估计股票市场影响。《风险》,18(5752):2005年10月。[3] A.阿尔穆德瓦尔。分段确定马尔可夫过程最优控制的动态规划算法。《暹罗控制与优化杂志》,40(2):525–5392001。[4] 安徒生。收益波动率和交易量:随机波动率的信息流解释。《金融杂志》,51(1):169–204,1996年。[5] 贝恩和克里斯恩。随机滤波基础,第3卷。斯普林格,2009年。[6] G.巴勒斯。哈密尔顿-雅可比方程的解。Springer Verlag,1994年。[7] G.Barles和P.E.Souganidis。完全非线性二阶方程近似格式的收敛性。渐近分析,4:271–2831991。[8] N.B"auelle和U.Rieder。purejump市场中投资组合优化问题的MDP算法。《金融与随机》,13(4):591–6112009年。[9] N.B"auelle和U.Rieder。马尔可夫决策过程及其在金融领域的应用。SpringerScience&Business Media,2011年。[10] D.Bertsimas和A.W.Lo。执行成本的最优控制。《金融市场杂志》,1(1):1–501998年。[11] P.Brémaud。点过程和队列:鞅动力学。统计学中的斯普林格级数。Springer Verlag,纽约海德堡-柏林,1981年。[12] A.Cartea和S.Jaimungal。为算法和高频交易建模资产价格。《应用数学金融》,20(6):512–5472013。[13] 'A。Cartea、S.Jaimungal和J.Penalva。算法和高频交易。剑桥大学出版社,2015年。[14] P.Casgrain和S.Jaimungal。具有潜在阿尔法模型学习的交易算法。《数学金融》,29:735–7722019。[15] C.Ceci和K.Colaneri。跳跃扩散观测的非线性滤波。
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2022-5-25 10:00:33
《不适用概率进展》,44(3):678–7012012。[16] C.Ceci和K.Colaneri。跳跃扩散观测的非线性滤波Zakai方程:存在性和唯一性。《应用数学与优化》,69(1):47–822014。[17] R.Cont.高频财务数据的统计建模。IEEE信号处理杂志,28(5):16–252011。[18] O.L.Costa和F.Dufour。分段确定MarkovP过程的连续平均控制。Springer,2013年。[19] J.Cvitanic、B.Rozovskii和I.Zaliapin。根据离散观测的扩散数据对波动率值进行数值估计。计算金融杂志,9(4):12006年。[20] C.Damian、Z.Eksi和R.Frey。基于高斯噪声和点过程信息的马尔可夫链EM算法:理论和数值实验。《统计与风险建模》,35:51–722018。[21]D.M.Dang和P.A.Forsyth。跳跃扩散下的连续时间均值-方差最优投资组合配置:一种数值脉冲控制方法。《偏微分方程的数值方法》,30:664–6982014。[22]M.H.A.Davis。《马尔可夫模型与优化》,第49卷。CRC出版社,1993年。[23]Mark H.A.Davis和M.Farid。分段确定性过程和粘度解。InStochastic分析、控制、优化和应用,第249–268页。斯普林格,1999年。【24】W.H.Fleming和H.M.Soner。受控马尔可夫过程和粘度解。Springer,纽约,第二版,2006年。[25]R.Frey和T.Schmidt。通过非线性过滤的创新方法对信贷衍生品进行定价和对冲。《金融与随机》,16(1):105–133,2012年。【26】J.Gatheral和A.Schied。Almgren和Chriss框架下几何布朗运动下的最优交易执行。《国际理论与应用金融杂志》,14(03):353–3682011。【27】J.Gatheral和A.Schied。
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2022-5-25 10:00:37
市场影响的动态模型和订单执行算法。J.P.Jean-Pierre Fouke和J.A.Langsam,《系统风险手册》,第579-599页。2013年[28]X.Guo和M.Zervos。具有乘性价格影响的最优执行。《暹罗金融数学杂志》,6(1):281–3062015。【29】H.He和H.Mamaysky。具有价格影响的动态交易政策。《经济动力学与控制杂志》,29(5):891-9302005。【30】J.Jacod和A.N.Shiryaev。随机过程的极限定理。斯普林格出版社,第二版,2003年。[31]C.A.Lehalle、O.Mounjid和M.Rosenbaum。基于流动性的最佳交易策略。arXiv预印本arXiv:1803.056902018。[32]P.Protter和K.Shimbo。无套利和一般半鞅。《马尔可夫过程和相关主题:托马斯·G·库尔茨的一个Festschrift》,4:267–2832008年。【33】A.斯奇德。在Almgren–Chriss框架中实现最佳订单执行的稳健策略。《应用数学金融》,20(3):264–2862013。【34】A.Schied和T.Sch"oneborn。非流动性市场中的风险规避和最优清算策略动态。《金融与随机》,13(2):181–204,2009年。
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