金融MATLAB实验报告三.docx

金融MATLAB实验报告三.docx

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金融MATLAB实验报告三

安徽财经大学金融证券实验室

实验报告

实验课程名称《金融MATLAB》

开课系部　金融学院

班级

学号

姓名

指导教师

2015年**月**日

实验名称

MATLAB金融数量分析

学院

学号

姓名

实验准备

实验目的

Ø学会使用MATLAB金融工具箱进行金融数量分析，如：

期权定价分析、投资组合绩效分析、收益和风险的计算、有效前沿的计算、固定收益证券的久期和凸度计算、利率的期限结构、技术指标计算等。

实验设计方案

使用MATLAB金融工具箱对下述6个主题进行数量分析，数据来源自行在网上搜寻，要求是2014年之后的数据。

（可参照各章的例题）

1.期权定价分析（第10章）

2.收益、风险和有效前沿的计算（第12章）

3.投资组合绩效分析（第13章）

4.固定收益证券的久期和凸度计算（第17章）

5.利率的期限结构（第18章）

6.技术指标分析（第22章）

本实验报告不指定具体的题目，请大家自行设定，同学相互之间不要出现雷同。

实验分析过程

一、收益、风险和有效前沿的计算

从Wind咨询金融终端分别下载三只股票（美好集团、石油化服和首开股份）从2013年年初至今的日收盘价价格，经过相关处理得出三只股票的收益率均值、标准差以及协方差矩阵等数据，如下表。

现根据表格数据进行关于收益、风险和有效前沿计算。

1.收益率和风险计算函数

例1.假设等权重配置美好集团、石油化服、首开股份，计算资产组合的风险和收益。

解：

>>>ExpReturn=[0.0018,0.0016,0.0006];

ExpCovariiance=[0.0010,0.0004,0.0005;

0.0004,0.0017,0.0003;0.0005,0.0003,0.0013];

PortWts=1/3*ones（1,3）;

[PortRisk,PortReturn]=portstats（ExpReturn,ExpCovariance,PortWts）

PortRisk=

0.0170

PortReturn=

0.0013

2.有效前沿计算函数

例2.

（1）怎样配置美好集团、石油化服和首开股份，则资产组合为最优组合？

解：

>>ExpReturn=[0.0018,0.0016,0.0006];

>>ExpCovariiance=[0.0010,0.0004,0.0005;

0.0004,0.0017,0.0003;0.0005,0.0003,0.0013];

>>NumPorts=10;

>>[PortRisk,PortReturn,PortWts]=frontcon（ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts）

PortRisk=

0.0137

0.0139

0.0144

0.0151

0.0158

0.0166

0.0175

0.0184

0.0194

0.0229

PortReturn=

0.0006

0.0008

0.0009

0.0010

0.0012

0.0013

0.0014

0.0015

0.0017

0.0018

PortWts=

00.04390.9561

00.17240.8276

0.02750.26780.7047

0.10320.30540.5914

0.17890.34300.4781

0.25460.38060.3647

0.33030.41830.2514

0.40600.45590.1381

0.48170.49350.0248

1.000000

画图：

frontcon（ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts）

（2）例2中如果各个资产投资上限为50%，求解有效前沿？

>>ExpReturn=[0.0018,0.0016,0.0006];

ExpCovariiance=[0.0010,0.0004,0.0005;

0.0004,0.0017,0.0003;

0.0005,0.0003,0.0013];

NumPorts=10;

AssetBounds=[0,0,0;0.5,0.5,0.5];

[PortRisk,PortReturn,PortWts]=frontcon（ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts,[],AssetBounds）

PortRisk=

0.0156

0.0160

0.0164

0.0168

0.0173

0.0177

0.0182

0.0187

0.0192

0.0197

PortReturn=

0.0011

0.0012

0.0013

0.0013

0.0014

0.0014

0.0015

0.0016

0.0016

0.0017

PortWts=

0.11960.38040.5000

0.19670.35190.4514

0.23440.37060.3949

0.27220.38940.3385

0.30990.40810.2820

0.34760.42680.2256

0.38530.44560.1691

0.42300.46430.1126

0.46080.48310.0562

0.50000.50000

frontcon（ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts,[],AssetBounds）

3.约束条件下有效前沿

例3.例配置美好集团、石油化服、首开股份三个资产，美好集团最大配置60%，石油化服最大配置70%，首开股份最大配置50%，美好集团为资产集合A，石油化服、首开股份组成资产计划B，集合A的最大配置为70%，集合B的最大配置为50%，集合A的配置不能超过集合B的3倍，则如何配置？

解：

>>NumAssets=3;

ExpReturn=[0.0018,0.0016,0.0006];

ExpCovariiance=[0.0010,0.0004,0.0005;

0.0004,0.0017,0.0003;

0.0005,0.0003,0.0013];

NumPorts=5;

PVal=1;

AssetMin=0;

AssetMax=[0.6,0.7,0.5];

GroupA=[100];

GroupB=[011];

GroupMax=[0.7,0.5];

AtoBmax=3;

ConSet=portcons（'PortValue',PVal,NumAssets,'AssetLims',...

AssetMin,AssetMax,NumAssets,'GroupComparison',GroupA,NaN,...

AtoBmax,GroupB,GroupMax）;

[PortRisk,PortReturn,PortWts]=portopt（ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts,[],ConSet）

PortRisk=

0.0156

0.0165

0.0176

0.0187

0.0199

PortReturn=

0.0011

0.0013

0.0014

0.0016

0.0017

PortWts=

0.11960.38040.5000

0.24680.37680.3764

0.33460.42040.2450

0.42250.46400.1135

0.60000.40000

画图

>>portopt（ExpReturn,ExpCovariance,NumPorts,[],ConSet）

二、投资组合绩效分析

从Wind咨询金融终端分别下载三只股票（华丽家族、华远地产、合肥城建）和一只指数（中证800）从2014年年初至今的日收盘价数据，加以处理整理。

之后根据2013-2014年的数据，对华丽家族、华远地产、合肥城建、中证800进行投资组合绩效分析。

解：

1.读取数据

>>[typ,desc,fmt]=xlsfinfo（'HHHZ.xlsX'）;

>>[data,textdate]=xlsread（'HHHZ.xlsX'）;

>>HHHZ=data;

>>saveHHHZHHHZ

2.三只股票和一只指数的精致曲线

>>loadHHHZ

>>figure;

>>holdon

>>plot（HHHZ（:

1）/HHHZ（1,1）,'k'）

>>plot（HHHZ（:

2）/HHHZ（1,2）,'r-.'）

>>plot（HHHZ（:

3）/HHHZ（1,3）,'bo'）

>>plot（HHHZ（:

4）/HHHZ（1,4）,'g--'）

>>xlabel（'time'）

>>ylabel（'price'）

>>legend（'中证800’,’华丽家族','华远地产','合肥城建'）

3.Beta与Alpha计算

以中证800作为市场收益，使用portbeta函数分别计算华丽家族、华远地产、合肥城建的beta值。

过程如下：

（1）betaj计算

loadHHHZ

Rate=price1ret（HHHZ）;

BSbeta=portbeta（Rate（:

4）,Rate（:

1））;

（2）Alpha计算

以中证800作为市场收益，使用portalpha函数分别计算华丽家族、华远地产、合肥城建的beta值。

过程如下：

>>loadHHHZ

Rate=price2ret（HHHZ）;

zz800=Rate（:

1）;

hljz=Rate（:

2）;

hydc=Rate（:

3）;

hfcj=Rate（:

4）;

daynum=fix（length（Rate）/2）;

cash=（1+0.03）^（1/daynum）-1;

cash=cash*ones（daynum,1）;

RatioHL2013=daynum*portalpha（hljz（1:

daynum）,zz800（1:

daynum）,cash,'capm'）

RatioHL2014=daynum*portalpha（hljz（daynum+1:

2*daynum）,zz800（daynum+1:

2*daynum）,cash,'capm'）

RatioHY2013=daynum*portalpha（hydc（1:

daynum）,zz800（1:

daynum）,cash,'capm'）

RatioHY2014=daynum*portalpha（hydc（daynum+1:

2*daynum）,zz800（daynum+1:

2*daynum）,cash,'capm'）

RatioHF2014=daynum*portalpha（hfcj（1:

daynum）,zz800（1:

daynum）,cash,'capm'）

RatioHF2013=daynum*portalpha（hfcj（daynum+1:

2*daynum）,zz800（daynum+1:

2*daynum）,cash,'capm'）

RatioHL2013=

0.3119

RatioHL2014=

0.2903

RatioHY2013=

0.1122

RatioHY2014=

0.1566

RatioHF2013=

0.1046

RatioHF2014=

0.0315

4.夏普比率

计算华丽家族、华远地产、合肥城建的夏普比率

>>loadHHHZ

Rate=price2ret（HHHZ）;

hljz=Rate（:

2）;

hydc=Rate（:

3）;

hfcj=Rate（:

4）;

daynum=fix（length（Rate）/2）;

Cash=（1+0.03）^（1/daynum）-1;

RatioHL2013=sharpe（hljz（1:

daynum）,Cash）

RatioHL2014=sharpe（hljz（daynum+1:

2*daynum）,Cash）

RatioHYDC2013=sharpe（hydc（1:

daynum）,Cash）

RatioHYDC2014=sharpe（hydc（daynum+1:

2*daynum）,Cash）

RatioHF2013=sharpe（hfcj（1:

daynum）,Cash）

RatioHF2014=sharpe（hfcj（daynum+1:

2*daynum）,Cash）

结果：

RatioHL2013=

0.0768

RatioHL2014=

0.0549

RatioHYDC2013=

0.0493

RatioHYDC2014=

0.0460

RatioHF2013=

0.0876

RatioHF2014=

0.0377

5.信息比率

以中证800指数作为业绩比较基准，计算华丽家族、华远地产、合肥城建成长的信息比率

编码：

>>loadHHHZ

Rate=price2ret（HHHZ）;

zz800=Rate（:

1）;

hljz=Rate（:

2）;

hydc=Rate（:

3）;

hfcj=Rate（:

4）;

daynum=fix（length（Rate）/2）;

RatioHL2013=inforatio（hljz（1:

daynum）,zz800（1:

daynum））

RatioHL2014=inforatio（hljz（daynum+1:

2*daynum）,zz800（daynum+1:

2*daynum））

RatioHYDC2013=inforatio（hydc（1:

daynum）,zz800（1:

daynum））

RatioHYDC2014=inforatio（hydc（daynum+1:

2*daynum）,zz800（daynum+1:

2*daynum））

RatioHF2013=inforatio（hfcj（1:

daynum）,zz800（1:

daynum））

RatioHF2014=inforatio（hfcj（daynum+1:

2*daynum）,zz800（daynum+1:

2*daynum））

计算结果：

RatioHL2013=

0.0115

RatioHL2014=

-0.0107

RatioHYDC2013=

-0.0279

RatioHYDC2014=

-0.0171

RatioHF2013=

-0.0455

RatioHF2014=

-0.0486

6.最大回撤

根据华丽家族的数据计算最大回撤

>>loadHHHZ

TRate=HHHZ（:

2）/HHHZ（1,2）-1;

[MaxDD,MaxDDIndex]=maxdrawdown（TRate,'arithmetic'）

plot（TRate）

holdon

plot（MaxDDIndex,TRate（MaxDDIndex）,'r-o','MarkerSize',10）

计算结果

MaxDD=

2.3110

MaxDDIndex=

359

417

7.市场指数变化的最大回撤图

根据中证800指数数据画出最大收益回撤

>>loadHHHZ

ZZ800price=HHHZ（:

1）;

N=length（ZZ800price）;

RetraceRatio=zeros（N,1）;

fori=2:

N

C=max（ZZ800price（1:

i））;

ifC==ZZ800price（i）

RetraceRatio（i）=0;

else

RetraceRatio（i）=（ZZ800price（i）-C）/C;

end

end

TRate=ZZ800price/ZZ800price

（1）-1;

f=figure;

fill（[1:

N,N],[RetraceRatio;0],'r'）

holdon

plot（TRate）;

xlabel（'time'）

ylabel（'Rate/RetraceRatio'）

三、固定收益证券的久期和凸度计算

从wind资讯金融终端下载三只国债的相关信息如下，进行国定收益证券的久期和凸度的计算。

证券编号

固定收益证券

到期收益率

票面利率

结算日

到期日

计息方式

150007

15附息国债07

3.0450

3.5400

16-Apr-15

16-Apr-22

每年付息一次

150026

15附息国债26

3.0600

3.0500

22-Oct-15

22-Oct-22

每年付息一次

150019

15附息国债19

2.9050

3.1400

8-Sep

15

8-Sep-20

每年付息一次

1.三种债券的价格及计算日的利息计算

（1）15附息国债07的价格和结算日利息计算

>>Yield=[0.03045];

CouponRate=0.0354;

Settle='16-Apr-2015';

Maturity='16-Apr-2022';

Period=1;

Basis=0;

[Price,AccruedInt]=bndprice（Yield,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

Price=

102.9320

AccruedInt=

0

（2）15附息国债26的价格和结算日利息计算

>>Yield=[0.036];

CouponRate=0.0305;

Settle='22-Oct-2015';

Maturity='22-Oct-22';

Period=1;

Basis=0;

[Price,AccruedInt]=bndprice（Yield,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

Price=

96.4564

AccruedInt=

0

（2）15附息国债19的价格和结算日利息计算

>>Yield=[0.02905];

CouponRate=0.0314;

Settle='8-Sep-2015';

Maturity='8-Sep-2020';

Period=1;

Basis=0;

[Price,AccruedInt]=bndprice（Yield,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

Price=

100.9817

AccruedInt=

0

2.根据债券价格计算久期

（1）15附息国债07的久期计算

PRICE=[102.9320];

CouponRate=0.0354;

Settle='16-Apr-2015';

Maturity='16-Apr-2022';

Period=1;

Basis=0;

[ModDuration,YearDuration,PerDuration]=bnddurp（Price,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

ModDuration=

6.2212

YearDuration=

6.3255

PerDuration=

12.6509

（2）15附息国债26的久期计算

>>PRICE=[96.4564];

CouponRate=0.0305;

Settle='22-Oct-2015';

Maturity='22-Oct-22';

Period=1;

Basis=0;

[ModDuration,YearDuration,PerDuration]=bnddurp（Price,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

ModDuration=

6.3209

YearDuration=

6.4116

PerDuration=

12.8233

（3）15附息国债19的久期计算

>>Price=[100.9817];

CouponRate=0.0314;

Settle='8-Sep-2015';

Maturity='8-Sep-2020';

Period=1;

Basis=0;

[ModDuration,YearDuration,PerDuration]=bnddurp（Price,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

ModDuration=

4.6390

YearDuration=

4.7064

PerDuration=

9.4127

3.根据债券收益率计算久期

（1）15附息国债07的久期计算

>>Yield=[0.03045];

CouponRate=0.0354;

Settle='16-Apr-2015';

Maturity='16-Apr-2022';

Period=1;

Basis=0;

[ModDuration,YearDuration,PerDuration]=bnddurp（Yield,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

ModDuration=

0.0931

YearDuration=

1.0086

PerDuration=

2.0172

（2）15附息国债26的久期计算

>>Yield=[0.036];

CouponRate=0.0305;

Settle='22-Oct-2015';

Maturity='22-Oct-22';

Period=1;

Basis=0;

[ModDuration,YearDuration,PerDuration]=bnddurp（Yield,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis）

ModDuration=

0.1093

YearDuration=

1.0118

PerDuration=

2.0236

（3）15附息国债19的久期计算

>>Yield=[0.02905];

CouponRate=0.0314;

Settle='8-Sep-2015';

Maturity='8-Sep-2020';

Period=1;

Basis=0;

[ModDuration,YearDuration,PerDuration]=bnddurp（Yield,CouponRate,Settle,Maturity,Period,Basis