(一)等价鞅策略与反等价鞅策略
假设有一个赌博游戏:投硬币,你可以随便下注,正面,你的赌注翻倍,反面,你输掉所有的赌注,现在的问题是,我们该如何下注呢?直观来讲,上述游戏输赢应该是持平的,根本无法盈利,实际操作中,你可能输掉所有的钱,也可能盈利成为富翁,如何避免输光所有钱呢?答案在于你下注的技巧。
1、等价鞅策略:就像很多人可以想到的一样,每次下注,输了就将赌注翻倍,这样只要赢一次,本金就回来了,再开始重新下注,将赌注恢复到初始值。这个策略看上去完美,但实际上有致命的缺陷。
第一,我们没有足够大的资本来连续输掉N次以后还能有钱将赌注翻倍,试想如果你初始下注为1元,在你连续输掉第10次时,你下一次的下注额是29=512元,赌注为初始赌注的512倍,这是多么大的一个数值啊,如果我们有那么多的钱,也不会来玩游戏了。实际上,上述等价鞅策略在连续亏损的赌博中,将自己的风险逐步放大的过程。
例如,你的总资本为1000 元,第一次你下注100元,你的仓位为10%,输掉赌注后你还剩900元,第二次你下注200元,你的仓位是200/900=22%,随着你的亏损接踵而至,你的仓位水平越来越高,你的风险越来越大;反之,当你盈利是,你仍然每次只下100元赌注,你的仓位越来越小,这又显得过于保守。
2、反等价鞅策略:每次下注时,都严格按照你所剩资本的一定比例来下注,这样假设资金无限可分,那你永远都有赌资来继续这样的游戏,正所谓“日取其半,万世不竭”就是这个道理,只要你能永远的继续这个游戏下去,哪怕成为百万富翁的概率多么小,也是会成功的,而一旦游戏触及你的“止盈”条件(你已经成为百万富翁了),你就可以终止游戏。
但是,人的本性是遵守等价鞅策略的,你输的越多就越希望把赌注加大,你心理就会想只要我赢一次,我就扳回所有本金了,而当你赢利时,你的赌注就越下越小,因为你想保住利润。既然反等价鞅策略优于等价鞅策略,我们应该每次下所剩资本一定比例的赌注,那么这个比例到底是多少合适呢?凯利公式回答了这一问题。
(二)凯利(KELLY)公式
凯利公式由贝尔实验室的凯利在1956年的论文《A New Interpretation of
Information Rate》提出,是一篇关于电话噪音处理的文章,后来被赌徒发现可以应用在赌博上。
假设有一项赌博游戏,胜率为w,未包含本金赔率为b,则你如果按所剩赌资的如下比例来下注,那么你的财富增长速度最快,这个比例为m:
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看,多么完美简洁的结果,神奇!
例如,我们获胜的概率为40%,赔率为2,也就是说赢时获利是输时的两倍,那么我们每次的下注仓位是
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那么实际上这比例是否是财富增长速度最快的路径呢?我们通过随机模拟来看看结果如何。
设N为博弈次数,xi,i=1,2,...N 为每次博弈胜败结果,获胜时为1,失败时为0,m 博弈下注比例,r为失败时损失金额占下注金额的比例,对于一般赌博游戏而言,r=1,Mi为第i次博弈后的资产总额,则有:
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假设初始投入1000元,连续赌博200次,胜率是40%,赔率为2,我们观察100次赌博后的收益率情况,其中分别采用不同的下注策略:
A策略:m=10%(凯利最优比例),B策略:m=5%,C策略:m=20%,D策略:m=50%,E策略:m=80%。重复上述模拟赌博游戏10000次,计算其收益率中位数。
由图1可见,策略D和策略E很快把本金亏完,策略C则一直处于小幅亏损状态,而策略A、策略B则处于稳定盈利状态,财富规模稳定增长,且策略A的增长速度最快。图2、图3、图4是仓位水平在0.01至0.90之间的90个采样点下的模拟交易结果。
图1:不同下注比例下的模拟交易结果
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图2:不同下注比例下模拟交易结果1
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图3:不同下注比例下模拟交易结果2
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图4:不同下注比例下模拟交易结果3
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图5:不同下注比例下模拟交易结果4
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二、将凯利公式推广至投机市场
(一)蒙特卡洛模拟结果
凯利公式在博彩中的魅力我们已经见识了,那么如何将其应用到股票或者期货市场中呢?
这里我们必须解决这样一个问题,凯利公式中,若投机失败将亏掉所有赌注,而在投资股市或期市时,我们是不会让本金全部损失才会再采取行动的,我们需要提前设置一个止损位,若价格触及止损位,就会止损出局。那么直观来讲,这个止损位是会影响我们最终的下注比例或者说仓位水平的,我们通过下面一个例子来看看实际的结果。
假如我们投机的胜率是30%(不要以为30%很低,实际上在保证一定的收益风险比基础上我们真实的水平未必能有30%),收益风险比为3,也就说止盈收益率是止损负收益率的3倍,我们选定止损位为1%至100%(区间等间隔切分为100份),仓位水平选0%至100%(区间等间隔切分为100份), 在不同的止损位,不同的仓位水平下,随机模拟1000次,每次进行投机100次,这样在进行了100*100*1000*100=10亿次计算以后得到如下的收益率关于止损位、仓位水平的关系图。
从图6、图7的模拟结果来看,我们发现如下规律:
(1)不同的止损位水平设置确实对仓位水平的选取有直接影响;
(2)随着止损位的减小,仓位水平应该逐渐提升;
(3)对于最大化收益率的目标,仓位水平的选取与止损位的设置有类似于反比例函数的关系。
图6:考虑止损位下的模拟交易结果1
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图7:考虑止损位下的模拟交易结果2
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图8:考虑止损位下的模拟交易结果3
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(二)最优仓位公式推导
记w:胜率,b:赔率,r:止损位比例,n:投机交易次数,m:仓位比例,M当前拥有的资本金,M/:交易一次之后的资本金余额,显然有:
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因此,如果获胜则M//M = (1+ mbr ),否则有M//M = (1-mr ),在n次这样的投机交易中,由于我们的胜率是w,因此成功的总数为wn,失败的总数为n(1- w),因此n次交易后:
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对上式取自然对数函数,并令其对m 的一阶倒数为0:
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同时,上述对数函数对m 的二阶导数:
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因此,上述函数在其一阶导数为0处获得极大值。
由此可见,最优资金增长速度下的仓位比例确实与止损位参数有关,它是关于胜率、收益风险比、止损位比例的函数。观察函数可知,胜率越高,仓位水平越高;收益风险比(赔率)越大,仓位越高;止损位比例越低,仓位水平越高。上述关系也是符合直观感受的。
下面我们对仓位控制关于上述三个参数进行情景分析。在胜率30%,收益风险比是2.5、止损位为6%时,我们最优的仓位水平是33%,接近三成的仓位。假如我们能进一步提高胜率,其他不变的情况下胜率达到40%时,我们的最优仓位水平是100%,也就是应该满仓操作。
这听起来有些荒唐,只有四成的胜率就敢满仓操作?其实我们在提出这一疑问的同时应该问问自己,能坚持严格执行6%的止损操作吗?有2.5倍的潜在收益风险比吗?更多的时候我们是坚持一段时间做某一件事,比如每天早上7点钟跑步,坚持一周甚至一个月并不难,难在持续这样的习惯,10年如一日每天晨跑的难度是不可想象的。另外2.5倍的收益风险比也是很难的,更多的时候我们是在追概念股、炒热点、炒强势股,承受着30%的风险去追求恐怕10%都不到的收益。
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