多资产VAR风险--基于python处理

一、数据准备，先在excel表格上计算每日的波动率；

excel数据为：

 

 二、数据导入：

import numpy as np
import scipy.stats as st
import pandas as pd
ret=pd.read_excel('text.xlsx',index_col="date")
ret

三、协方差法：

value = 100000000 #投资组合市值为1亿元
R_mean = ret.mean() #计算均值
R_cov = ret.cov() #计算协方差
R_vol = ret.std() #计算标准差
#投资组合各资产权重
weights = np.array([0.15,0.20,0.5,0.05,0.1])
#计算投资组合的期望收益率
Rp_daily = np.sum(weights*R_mean)
#计算投资组合的日波动率
Vp_daily = np.sqrt(np.dot(weights,np.dot(R_cov,weights.T)))

def VaR_VCM(value,mu,sig,X,T): 
    '''
    Parameters
    ----------
    value : 资产的价值
    mu : 资产的日均收益率
    sig : 资产的日均波动率(标准差)
    X : 置信水平
    T : 持有天数   
    '''   
    z = abs(st.norm.ppf(q=1-X))    
    return np.sqrt(T)*value*(z*sig-mu)

VaR99_1day_VCM = VaR_VCM(value,Rp_daily,Vp_daily, 0.99, 1)
VaR99_10day_VCM = VaR_VCM(value,Rp_daily,Vp_daily, 0.99, 10)
VaR95_1day_VCM = VaR_VCM(value,Rp_daily,Vp_daily, 0.95, 1)
VaR95_10day_VCM = VaR_VCM(value,Rp_daily,Vp_daily,0.95, 10)

print(f'方差-协方差法1天、99%的VaR:{VaR99_1day_VCM/10000:.2f}万元')
print(f'方差-协方差法10天、99%的VaR:{VaR99_10day_VCM/10000:.2f}万元')  
print(f'方差-协方差法1天、95%的VaR:{VaR95_1day_VCM/10000:.2f}万元')
print(f'方差-协方差法10天、95%的VaR:{VaR95_10day_VCM/10000:.2f}万元') 

结果：

方差-协方差法1天、99%的VaR:544.65万元
方差-协方差法10天、99%的VaR:1722.32万元
方差-协方差法1天、95%的VaR:385.20万元
方差-协方差法10天、95%的VaR:1218.12万元

四、历史模拟法

value = 100000000 #投资组合市值为1亿元

#投资组合各资产权重
weights = np.array([0.15,0.20,0.5,0.05,0.1])
#历史交易日投资组合的收益率序列
Rp = np.dot(ret,weights)
Rp = pd.DataFrame(Rp,index=ret.index,columns=['投资组合日收益'])

def VaR_history(value,ret,X,T):
    '''
    Parameters
    ----------
    value : 资产的价值
    ret : 资产的日收益率序列
    X : 置信水平
    T : 持有天数   
    '''  
    # Numpy 的 percentile 函数，可以直接返回序列相应的分位数
    return value*np.sqrt(T)*abs(np.percentile(ret,(1-X)*100))

VaR99_1day_history = VaR_history(value,Rp,0.99,1)
VaR99_10day_history = VaR_history(value,Rp,0.99,10)
VaR95_1day_history = VaR_history(value,Rp,0.95,1)
VaR95_10day_history = VaR_history(value,Rp,0.95,10)

print(f'历史模拟法1天、99%的VaR:{VaR99_1day_history/10000:.2f}万元')
print(f'历史模拟法10天、99%的VaR:{VaR99_10day_history/10000:.2f}万元')  
print(f'历史模拟法1天、95%的VaR:{VaR95_1day_history/10000:.2f}万元')
print(f'历史模拟法10天、95%的VaR:{VaR95_10day_history/10000:.2f}万元') 

结果：

历史模拟法1天、99%的VaR:725.59万元
历史模拟法10天、99%的VaR:2294.51万元
历史模拟法1天、95%的VaR:333.50万元
历史模拟法10天、95%的VaR:1054.62万元

五、蒙特卡洛模拟法

value = 100000000 #投资组合市值为1亿元

#投资组合各资产权重
weights = np.array([0.15,0.20,0.5,0.05,0.1])
m = 10000 #模拟次数
e1 = np.random.standard_t(df=len(ret),size=m)  #自由度为收益率数据长度的t分布
#e1 = np.random.standard_normal(size=m) #若服从正态分布，则此代码代替上行代码
R_mean_year = ret.mean()*252  #计算每一资产的年化平均收益率
R_vol_year = ret.std()*np.sqrt(252) #计算每一资产的年化波动率
dt=1/252 #时间间隔
S0=np.ones(len(weights))
S=np.zeros(shape=(m,len(weights))) #存放（模拟次数×资产数量）个模拟价格数据
for i in range(len(weights)):#代入随机过程
    S[:,i]=S0[i]*(np.exp((R_mean_year[i]-0.5*R_vol_year[i]**2)*dt+R_vol_year[i]*e1*np.sqrt(dt)))
    #每一行∑资产收益率×相应权重就得到资产组合的收益率，一共10000行
Sp_ret=(np.dot(S/S0-1,weights)) #资产组合收益率
  
#蒙特卡洛模拟法计算VaR
VaR99_1day_MS = value*abs(np.percentile(Sp_ret,1))    
VaR99_10day_MS = np.sqrt(10)*VaR99_1day_MS
VaR95_1day_MS = value*abs(np.percentile(Sp_ret,5))
VaR95_10day_MS = np.sqrt(10)*VaR95_1day_MS

#由于抽样随机数的原因，结果可能会有不同
print(f'蒙特卡罗模拟法1天、99%的VaR:{VaR99_1day_MS/10000:.2f}万元')
print(f'蒙特卡罗模拟法10天、99%的VaR:{VaR99_10day_MS/10000:.2f}万元')  
print(f'蒙特卡罗模拟法1天、95%的VaR:{VaR95_1day_MS/10000:.2f}万元')
print(f'蒙特卡罗模拟法10天、95%的VaR:{VaR95_10day_MS/10000:.2f}万元') 

结果：

蒙特卡罗模拟法1天、99%的VaR:712.66万元

蒙特卡罗模拟法10天、99%的VaR:2253.64万元

蒙特卡罗模拟法1天、95%的VaR:510.74万元

蒙特卡罗模拟法10天、95%的VAR：1615.09万元

 

参考资料：https://blog.csdn.net/mfsdmlove/article/details/126081926 

 

若从akshare接口获取处理数据

各股票的日收益率：

import pandas as pd
import numpy as np
import akshare as ak
import scipy.stats as st

# 读入5支股票 2015-01-01 到 2021-12-31 日收盘价数据
def get_ret(code):
    data = ak.stock_zh_a_hist(symbol=code, period="daily", start_date="20150101", end_date='20211231', adjust="")
    data.index = pd.to_datetime(data['日期'],format='%Y-%m-%d') #设置日期索引
    close = data['收盘'] #日收盘价
    close.name = code
    ret = np.log(close/close.shift(1)) #日收益率
    return ret

codes=['000001','000651','300015','600519','000625']
ret = pd.DataFrame()
for code in codes:
    ret_ = get_ret(code)
    ret = pd.concat([ret,ret_],axis=1)
ret = ret.dropna()

 

若导入的为每日净值数据，需计算每日组合的收益率

导入每日净值数据：

import pandas as pd
import numpy as np
import akshare as ak
ret=pd.read_excel('A1.xlsx',index_col="date")
ret

计算组合每只股票的收益率：并丢弃缺失值

StockReturns = ret.pct_change().dropna()

 

第二种方法算日收益率：

stock_data =(ret-ret.shift(1))/ret.shift(1)
stock_data.dropna()